OBIA–基于对象的图像分析(GEOBIA)–思考对象,而不是像素

OBIA object-based image analysis geobia

思考对象,而不是像素

如果你只需点击一个按钮就可以数字化图像中的所有功能,那将是多么不可思议的事情?

除此之外,您还可以通过单击按钮对每个功能进行分类?

听起来像魔术吗? 但是,这两个过程是在**基于对象的图像分析(OBIA)**中执行的分割和分类。

让我们检查一下它是什么,以及如何使用它来更有效和准确地完成工作。

细分是分类的关键

人类视觉感知几乎总是优于计算机视觉算法。

例如,当你的眼睛看到一条河流时,你就知道它是什么。但电脑无法识别湖泊中的河流。

…还是可以?

基于传统像素 image classification 为每个像素指定一个土地覆盖类别。所有像素的大小、形状都相同,没有任何相邻像素的概念。

然而,obia将一个小像素的图像分割成矢量对象。分割不是以每像素为基础,而是自动为您数字化图像。

OBIA segmentation

基于对象的图像分析(OBIA)分割是一个将相似像素分组为对象的过程。

分割的作用是复制你的眼睛在做什么。

但是有了这些分割的物体,你就可以利用它的光谱、几何和空间特性来划分土地覆盖。

OBIA classification

OBIA分类使用物体的形状、大小和光谱特性对每一个物体进行分类。

否则,当你使用传统的图像分类技术时,你经常会在分类结果中看到一种“盐和胡椒”的外观。

综上所述,OBIA的两个基本原则是:

分解 :将图像分解为表示陆基特征的对象。

分类 :使用这些对象的形状、大小、空间和光谱特性对其进行分类。

让我们深入研究这两个概念。

通过分段生成有意义的对象

分割图像时,该过程将像素分组以形成对象。突然,土地覆盖特征开始出现,类似于你的眼睛如何处理周围环境。

对于这张50厘米分辨率的图像, 多分辨率分割 算法分解图像 ECognition Definiens Developer。根据您的紧凑性和形状设置,这是obia的初步步骤。

你希望这些物体有多大?有一个比例参数,您可以估计它来生成更有意义的对象。

此外,还可以为要分段的所有层配置权重。这意味着您不仅需要按红色、绿色或蓝色分割,还可以分割DEM、DSM、NIR甚至激光雷达强度。

Ecognition Segmentation

基于定制图像对象融合的可裁剪识别多分辨率分割

同样, segment mean shift ARCGIS是一种基于对象的图像分析的替代方法。然而,你没有像Trimble Ecognition那样多的选择。

例如,在运行进程时,不能设置多个层的权重。你能做的就是设置光谱和空间细节,以及最小的像素尺寸。有了一点痕迹和错误,我们使用栅格计算器设置自定义权重,使用一个NDSM和红色带作为输入。

ArcGIS Segmentation

基于分段平均移位算法的ARCGIS分割

划分土地覆盖特征

分割图像之后,是时候对每个对象进行分类了。现在可以进行分类了,因为每个对象都有与其相关联的统计信息。例如,您可以根据几何图形、面积、颜色、形状、纹理、相邻等对对象进行分类。

当选择在Arcgis中受到限制时,这就是真正的力量在于Trimble Ecognition。在这个例子中,似乎有无数的统计数据来对建筑物进行分类。但是哪个统计数据是正确的呢?

OBIA Image Object Information

obia中的每个对象都有相关的统计信息。右边是所选建筑的图像对象信息,包括其形状、大小和光谱特征。

不可否认,没有**最好**使用OBIA对土地覆盖特征进行分类的方法。然而,分析人员经常使用这些统计数据来使用OBIA对土地覆盖进行分类:

WATER 扁平(低NDSM),聚集成凹陷(高TWI或低TPI),具有低温(热红外-TIRS)和高近红外吸收(负 NDVI

TREES 具有不同的高度(高NDSM标准偏差)和高近红外反射(高NDVI)。

BUILDINGS 通常为矩形(高矩形拟合),高(高NDSM)和高坡度。

GRASS 较短(低ndsm),平坦(低ndsm标准差),近红外反射率中等(中等ndvi)。

ROADS 反射大量的光(高RGB),它们是平的(低NDSM),具有高的光强度,并且具有低或负的NDVI。

Ecognition Classification

识别最终分类结果

您可以设置规则集,这是一组预定义的步骤,用于对对象进行分段和分类。与ArcGIS中的模型生成器类似,它会逐步执行每个过程,直到完成。

或者,Trimble Ecognition具有 nearest neighbor classification 根据定义的样本添加和分类。

更清晰的图像=更高级的图像分类

1972年,陆地卫星1号引发了我们如何监测地球的革命。随着美国政府放松对高分辨率的监管 satellite data 更清晰的图像的上升趋势是非常显著的。

它不仅是像WorldView或Planet Labs这样的卫星,而且是 LiDAR 无人驾驶飞机也在健康上升。我们对图像的分类方式已经从无人监督发展到了更复杂的**基于对象的图像分类**。

Image Classification Timeline

当一个像素包含多个建筑物时, Landsat-1 场景中,不需要做基于对象的图像分析。然而,新一代的高分辨率数据需要基于对象的图像分析。

例如,一个陆地卫星1号的场景无法从公园的建筑物之间辨认出来。在这种情况下, unsupervised and supervised classification 就够了。但现在,您可以使用obia对高分辨率数据进行细分和分类,以获得更有意义的土地覆盖。这是遥感界的趋势。

否则,传统的图像分类技术会给出不需要的盐和胡椒分类。

Unsupervised Classification Salt Pepper

无监督分类与无用斑点分类

基于对象的图像分析

奥比亚从细胞生物学家解剖图像扫描开始。 GEOBIA (基于地理对象的图像分析) 区别于它的医学起源。

更清晰的图像、更多的光谱带和大量的数据采集可以帮助解决今天的问题。

Remote Sensing Trends

为了理解所有这些信息,我们需要OBIA或基于对象的图像分析来为我们自动化一些工作。

随着每一天的过去,卫星在轨道上静静地收集大量的数据……但是如果你不知道如何使用卫星数据,那么卫星数据有什么好处呢?

奥比亚是关于大规模生产的。您可以创建一个规则集,运行它并根据需要编辑您的分类。