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Python遥感图像最小距离分类[代码]
本文介绍了利用Python编程实现遥感图像最小距离分类的方法。最小距离分类法是一种基本的分类方法,通过计算未知类别向量到已知类别中心向量的距离,将待分类向量归为距离最小的类别。实验分为ENVI实现和Python编程实现两部分。ENVI实现包括图像文件打开、样本选择、最小距离分类和混淆矩阵计算等步骤。Python编程实现则包括类别确定、特征提取、特征中心计算、归一化处理和距离准则判定等步骤。文章还提供了详细的Python代码,包括数据读取、特征提取、距离计算和结果输出等模块。实验结果表明,编程实现的结果与ENVI分类结果相似,精度均在85%以上。最小距离分类法原理简单、计算速度快,但由于仅考虑类别均值而忽略方差和协方差,分类精度有限,适用于快速浏览分类概况。 在遥感图像处理领域,最小距离分类法是一种基础且高效的分类技术,其核心思想是将遥感图像中的像素点根据其特征与已知类别的中心特征进行比较,选择距离最小的类别作为该像素点的分类结果。这种方法简单直接,计算效率高,特别适合于分类样本数量较多或者需要快速处理的场景。 在实现最小距离分类时,首先需要确定分类的目标类别,这通常需要依据图像的先验知识或统计特性来设定。接着,从遥感图像中提取出相关的特征,这些特征可能包括光谱特征、纹理特征等,这些特征的选择和提取对于分类结果的准确性至关重要。 为了进一步提高分类精度,特征中心的计算是必不可少的步骤。特征中心一般是指各类别特征向量的均值,它们代表了各类别的中心位置,是进行最小距离计算的基准点。在计算特征中心后,还需要对数据进行归一化处理,以消除不同特征量纲的影响,确保距离计算的公平性和准确性。 距离计算是整个分类过程的核心,常用的准则包括欧几里得距离、曼哈顿距离等。通过计算每个像素点到各类别中心的距离,根据距离最小原则,将像素点归类到最近的类别中。为了验证分类结果的准确性,还需要利用混淆矩阵等方法对分类效果进行评估,混淆矩阵能详细反映各类别分类的准确率和遗漏率。 在实际操作中,ENVI软件常被用于遥感图像的处理和分类,它提供了一套完整的操作流程和可视化工具,便于用户进行样本选择、特征提取和分类操作。而Python编程实现则提供了更高的灵活性和可扩展性,程序员可以根据具体需要编写算法和处理流程,其优势在于能够集成更多的算法和处理工具,实现复杂的数据处理和分析任务。 通过对比ENVI软件实现与Python编程实现的最小距离分类方法,我们可以发现,尽管软件提供了方便快捷的途径,但Python编程实现的灵活性和可定制性使其在处理特定问题时更具优势。实验结果表明,Python编程实现的精度可以达到85%以上,这与ENVI软件的分类精度相当。不过,由于最小距离分类法仅仅考虑了类别均值而未考虑方差和协方差,因此其分类精度存在一定的局限性,对于某些类别区分度不高的情况可能不够理想。 最小距离分类法以其原理的简单性和计算的快速性,在遥感图像处理中占有一席之地。它适用于需要快速分类或初步分类的场景,尤其在对分类精度要求不是极端严格的情况下。然而,在面对更为复杂的图像分类任务时,可能需要考虑采用更为复杂和精细的分类方法。
2026-01-10 23:30:44
2.37MB
Python编程
模式识别
聚类分析
1
【遥感图像处理】基于ACOLITE算法的大气校正系统:Sentinel-2影像水体参数反演预处理方案
内容概要:本文介绍了如何利用Google Earth Engine(GEE)平台与ACOLITE工具进行大气校正处理遥感影像的完整流程。通过Python代码示例,展示了从初始化Earth Engine、定义研究区域并筛选特定时间范围内的Sentinel-2影像数据,到配置大气校正参数并调用ACOLITE模块完成影像处理的全过程。重点包括设置气溶胶校正方法、水汽含量、臭氧层厚度等环境参数,并选择水质反演参数如悬浮物浓度和叶绿素a含量,最终输出经过大气校正后的影像集合数量。; 适合人群:具备遥感图像处理基础知识及Python编程能力的科研人员或环境监测相关领域的技术人员;熟悉GEE平台操作者更佳; 使用场景及目标:①应用于湖泊、河流或近海区域的水质遥感监测;②实现批量Sentinel-2影像的大气校正与水体光学参数反演;③支持环境变化分析、生态评估及污染监控等研究任务; 阅读建议:建议读者结合GEE开发环境实际运行代码,理解各参数含义并根据具体应用场景调整设置,同时可扩展学习ACOLITE更多反演模型以提升应用深度。
2026-01-07 10:47:31
933B
Python
大气校正
遥感图像处理
Earth
1
遥感技术基于Google Earth Engine的Sentinel-1影像处理:提取特定区域VV和VH极化合成孔径雷达数据
内容概要:本文档提供了一段用于处理Sentinel-1卫星数据的Google Earth Engine (GEE)脚本。该脚本首先定义了感兴趣区域(Unteraargletscher),并设置了日期范围为2024年8月1日至8月31日。接着,从COPERNICUS/S1_GRD数据集中筛选出符合指定条件的图像,包括位置、日期、成像模式(IW)和轨道方向(降轨)。进一步筛选出同时包含VV和VH极化通道的图像,并统计符合条件的图像数量。最后,对VH通道的数据进行了最小值、平均值、最大值、中位数和首张图像的合成处理,并将结果可视化显示在地图上。 适合人群:具备一定遥感数据处理和编程基础的研究人员或工程师,尤其是对Sentinel-1数据和Google Earth Engine平台感兴趣的用户。 使用场景及目标:①筛选特定时间段和地理位置的Sentinel-1图像;②提取并处理VV和VH极化通道的数据;③通过不同的统计方法(如最小值、平均值等)生成合成图像并进行可视化展示。 阅读建议:在阅读此脚本时,建议读者熟悉Google Earth Engine的基本操作和Sentinel-1数据的特点,同时可以尝试修改参数(如日期范围、地理位置等)来探索不同条件下的数据变化。
2026-01-06 22:04:29
2KB
EarthEngine
JavaScript
Sentinel-1
RemoteSensing
1
【遥感影像分析】基于Landsat 8的NDVI与NDWI指数计算:2024年区域植被和水体分类监测系统实现
内容概要:本文是一段用于Google Earth Engine(GEE)平台的JavaScript代码脚本,主要实现了对研究区域(AOI)内2024年Landsat 8卫星影像的获取、预处理与分析。首先定义了一个地理范围矩形区域,随后加载了Landsat 8地表反射率数据集,并按空间范围、时间范围和云覆盖率进行筛选。接着通过自定义函数对影像应用缩放因子校正,生成中值合成影像并裁剪到研究区。在此基础上,计算归一化植被指数(NDVI)和归一化水体指数(NDWI),并对结果进行二值分类:NDVI ≥ 0.2 判定为植被,NDWI > 0.3 判定为水体。最后将原始影像、NDVI、NDWI及其分类掩膜可视化展示在地图上。; 适合人群:具备遥感基础知识和一定GEE平台操作经验的科研人员或学生,熟悉JavaScript语法者更佳;适用于地理信息、环境监测、生态评估等领域从业者。; 使用场景及目标:①实现遥感影像自动批量处理与指数计算;②开展植被覆盖与水体分布的快速提取与制图;③支持土地利用分析、生态环境变化监测等应用研究; 阅读建议:建议结合GEE平台实际运行该脚本,理解每一步的数据处理逻辑,可调整参数(如阈值、时间范围)以适应不同区域和研究需求,并扩展至多时相分析。
2026-01-06 11:32:32
3KB
Google
Earth
Engine
JavaScript
1
基于crost方法遥感蚀变信息提取
基于crost方法遥感蚀变信息提取,提取矿物物质。
2025-12-28 16:10:35
5.09MB
1
遥感监测基于Sentinel-2与随机森林模型的藻华检测:沿海湖泊有害藻类遥感分类系统设计
内容概要:本文介绍了如何利用Sentinel-2遥感影像和Google Earth Engine(GEE)平台,结合多种光谱指数与随机森林(Random Forest, RF)机器学习模型,检测沿海和半咸水湖泊中的有害藻华(HABs)。通过计算MNDWI、NDCI、AFAI、MCI和ABDI等光谱指数,构建水体与藻华特征,并基于NDCI阈值生成训练标签,采用分层采样方法提取样本并划分训练集与测试集。使用100棵决策树的随机森林分类器进行模型训练与验证,评估指标包括总体精度、Kappa系数、生产者/消费者精度及F1分数。最终生成藻华危险分布图,并统计有害藻华占水体总面积的百分比,结果可导出至Google Drive。; 适合人群:具备遥感基础知识和GEE平台操作经验的科研人员或环境监测相关领域的技术人员,熟悉Python编程及基本机器学习概念的学习者; 使用场景及目标:①实现对有害藻华的自动化遥感监测;②掌握光谱指数构建、样本采集、模型训练与精度评估的完整流程;③应用于湖泊、河口等水域生态环境管理与预警系统; 阅读建议:建议结合代码实践,理解每一步的数据处理逻辑,重点关注指数选择依据、标签生成方式及模型性能分析,注意调整参数以适应不同区域的水体特征。
2025-12-25 17:59:06
10KB
遥感图像处理
随机森林分类
Google
1
高潜水位开采沉陷区土地利用及其碳储量变化遥感监测
利用遥感影像分类技术监测分析了高潜水位开采沉陷区土地利用覆盖变化情况,并基于已有的不同地类下植物和土壤的碳密度统计数据,对2000—2006年高潜水位矿区土地利用覆盖变化驱动影响下的碳储量变化进行了分析,对比发现土壤碳储量、植物碳储量都有不同程度的减少,研究区总的碳储量减少了约16%;由此说明高潜水位矿区开采沉陷不仅引起了区域土地利用与地表覆盖类型改变,同时还引起了区域总碳储量的减少,应该加强对采煤塌陷区土地的管理和生态治理。
2025-12-16 18:24:46
232KB
行业研究
1
【遥感影像处理】Landsat-7 SLC-off条带填充算法实现:基于Google Earth Engine的影像修复与增强
内容概要:本文档提供了Landsat-7 SLC-off影像空隙填充算法的实现代码。SLC-off是Landsat-7卫星扫描仪的一个故障,导致成像时出现条带状的缺失数据。该算法基于美国地质调查局(USGS)的L7 Phase-2空隙填充协议,使用Google Earth Engine (GEE) 平台进行实现。代码首先定义了一些参数,如最小和最大缩放比例、最少邻近像素数量等。接着,通过定义`GapFill`函数来实现主要的空隙填充逻辑。该函数接收源影像和填充影像作为输入,并利用核函数计算两个影像之间的共同区域,再通过线性回归计算缩放因子和偏移量,对无效区域进行处理,最后应用缩放和偏移并更新掩膜,完成空隙填充。此外,还展示了如何使用该函数对两幅具体的Landsat-7影像进行处理,并将结果可视化显示。; 适合人群:对遥感影像处理有一定了解的研究人员或开发者,特别是那些熟悉Google Earth Engine平台及其JavaScript API的人群。; 使用场景及目标:①适用于需要处理Landsat-7 SLC-off影像的研究或项目;②帮助用户理解如何在GEE平台上实现影像空隙填充算法;③为用户提供一个可复用的代码示例,以便根据具体需求调整参数或扩展功能。; 阅读建议:读者应先熟悉Landsat-7 SLC-off现象及其对影像质量的影响,以及GEE平台的基本操作。在阅读代码时,重点关注`GapFill`函数内部的工作流程,特别是如何通过线性回归计算缩放因子和偏移量,以及如何处理无效区域。同时,可以通过修改输入影像和参数值来探索不同情况下的空隙填充效果。
2025-12-13 23:03:34
4KB
遥感影像处理
Landsat
Google
Earth
1
基于遥感和GIS的唐山市土地利用格局分析
合理的城市土地利用格局有利于形成良好的城市居住环境,建筑密度、容积率是研究城市土地利用格局的重要指标。文中以唐山市为研究区域,以遥感图像和地形图为数据源,以GIS为工具,提取相关信息,对上述指标进行计算分析,为城市的建设与发展提供有参考价值的结论。
2025-12-12 22:34:20
182KB
土地利用格局
GIS技术
分类提取
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基于BP神经网络的遥感图像分类
遥感图像分类是遥感技术领域的一个重要分支,它主要是通过计算机技术来识别遥感图像中的地物类型。传统的遥感图像分类方法主要依赖统计学模式,如最大似然分类、C均值聚类算法等。但随着科技的发展,人工神经网络(ANN)在遥感图像分类中的应用越来越广泛,尤其是BP(Back Propagation)神经网络。 BP神经网络是一种前馈型的神经网络,其具有多层结构,包含输入层、隐含层(可有多个)和输出层。在BP神经网络中,信息的流动是单向的,从输入层经过隐含层传递到输出层。隐含层可以将输入数据的特征进行非线性变换,从而捕捉到数据中的复杂关系。BP神经网络的核心是通过不断的学习来调整各层之间的连接权重,以达到最小化误差的目的。学习过程中,BP神经网络采用的是反向传播算法,即当输出结果和期望值不一致时,误差会通过网络反向传播,并且按梯度下降法对网络中的权重进行调整,直至误差降至一个可以接受的水平。 Simpson提出的模糊最小一最大神经网络是用于分类的特殊类型的神经网络。它针对分类软硬性进行优化,即分类器能够提供模糊的和二值的分类输出,这对于提高模式分类器的精度十分重要。 BP神经网络在遥感图像分类中的优势在于其分布式存储、并行处理、自学习和自组织的特性。这些特性使得神经网络非常适合处理和整合多源信息特征构成的高维特征空间,从而在目标识别方面表现出更高的效率和准确性。在实际应用中,BP神经网络通过训练样本,能够不断学习和改进,直至达到对遥感图像进行准确分类的能力。 在实际的遥感图像分类处理中,传统的分类方法往往面临分类精度不高的问题。这是因为在遥感图像中,地物类型的光谱特征往往存在重叠,使得基于统计学方法的分类器难以准确区分不同地物。而BP神经网络通过复杂的非线性变换和强大的学习能力,能够较好地解决这一问题。 样本训练是BP神经网络进行分类处理的一个关键步骤。在训练过程中,需要准备大量已知分类结果的像元样本。通过反复训练,神经网络能够学习到样本特征和对应分类结果之间的映射关系。一旦训练完成,网络就可以对未知的遥感影像进行分类处理。 此外,BP神经网络在结构上易于扩展和修改,可以根据实际需要增加或减少隐含层的数量和神经元的数目,从而改善模型的性能。同时,BP神经网络还能够通过不断优化网络参数来提高分类的准确性和效率。 BP神经网络在遥感图像分类中的应用展示了其独特的分类优势。相较于传统方法,BP神经网络具有更高的分类精度和更强的模式识别能力,是一种非常有前景的遥感图像处理技术。随着研究的深入和计算能力的提升,可以预见BP神经网络将在遥感图像处理领域得到更广泛的应用。
2025-12-10 09:36:43
576KB
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