本次举一个简答的案例,通过对一个县级市进行监督分类采样,然后进行耕地、林地、园地和其它的划分,除此之外,我们还需要掌握随机样本点的采集,混淆矩阵以及精度计算等问题。首先我们看一下随机样本点的选取函数:
sampleRegions(collection,properties,scale,projection,tileScale,geometries)
从Image中随机采样,返回结果是一个FeatureCollection,FeatureCollection下的每一个Feature中存储采样点的相应波段的信息
方法参数:
- image(Image)
Image实例。
- collection(FeatureCollection)
样本点,需要包括分类字段
- properties(List)
采样保留字段集合
- scale(Float)
图像采样比例尺
- projection(String)
未启用
- tileScale(Float)
未启用
- geometries(Boolean)
未启用
返回值:Image
随机森林分类器
pie.Classifier.rTrees(options)
随机森林分类方法分类器
方法参数:
- Classifier(Classifier)
监督分类分类器实例
- options(Object)
参数对象
返回值:Classifier
随机森林的悬链样本
train(features,classProperty,inputProperties,subsampling,subsamplingSeed)
监督分类分类器训练
方法参数:
- Classifier(Classifier)
监督分类分类器实例
- features(FeatureCollection)
样本点
- classProperty(String)
分类类别字段
- inputProperties(List)
分类计算字段
- subsampling(Float)
未启用
- subsamplingSeed(nt)
未启用
返回值:Classifier
分类后影像进行平滑去噪处理,这里默认用到的半径为3
focal_min(radius,kernelType,iterations,units,kernel)
形态学腐蚀算法。
方法参数:
- image(Image)
Image实例。
- radius(Number)
半径,默认3。
- kernelType(String)
计算核的类型,默认circle。
- iterations(Number)
计算循环的次数,默认为1
- units(String)
计算采用的单位,默认为pixel
- kernel(Kernel)
计算采用的核。
返回值:Image
focal_max(radius,kernelType,iterations,units,kernel)
形态学膨胀算法。
方法参数:
- image(Image)
Image实例。
- radius(Number)
半径,默认3。
- kernelType(String)
计算核的类型,默认circle。
- iterations(Number)
计算循环的次数,默认为1
- units(String)
计算采用的单位,默认为pixel
- kernel(Kernel)
计算采用的核。
返回值:Image
confusionMatrix()
计算监督分类分类器结果的混淆矩阵
方法参数:
- Classifier(Classifier)
监督分类分类器实例
返回值:ConfusionMatrix
classify(classifier,outputName)
按照之前设定的监督分类器,进行分类,并给出名称
进行监督分类,返回结果为分类后的影像
方法参数:
- image(Image)
Image实例。
- classifier(Classifier)
监督分类分类器
- outputName(String)
分类影像的波段名称,“classfiy”为默认值
返回值:Image
errorMatrix(actual,predicted,order)
通过比较FeatureCollection的两列(一列包含实际值,另一列包含预测值),计算FeatureCollection的二维错误矩阵,其中数值从0开始。矩阵的轴0(行)对应于实际值,轴1(列)对应于预测值。
方法参数:
- featureCollection(FeatureCollection)
FeatureCollection实例
- actual(String)
包含实际值的属性的名称。
- predicted(String)
包含预测值的属性的名称。
- order(List)
未启用
返回值:ConfusionMatrix
acc()
混合矩阵的精确度计算结果
方法参数:
- ConfusionMatrix(Object)
混合矩阵对象
返回值:Number
kappa()
返回混合矩阵的kappa系数
方法参数:
- ConfusionMatrix(Object)
混合矩阵对象
代码:
/** * @File : 安国市耕林园地随机森林监督分类 * @Time : 2022/3/1 * @Author : piesat * @Version : 1.0 * @Contact : 400-890-0662 * @License : (C)Copyright 航天宏图信息技术股份有限公司 * @Desc : 安国市耕林园地随机森林监督分类 */ var imageCollection0 = pie.ImageCollection("GF2/L1A/Fusion"); var featureCollection0 = pie.FeatureCollection("NGCC/CHINA_COUNTY_BOUNDARY"); var imageCollection0 = pie.ImageCollection("NGCC/GLOBELAND30"); // 耕、林、园地分类 // 1.加载研究区-安国市行政边界 var anguo = pie .FeatureCollection("NGCC/CHINA_COUNTY_BOUNDARY") .filter(pie.Filter.eq("name", "安国市")) .first() .geometry(); Map.centerObject(anguo, 10); Map.addLayer(anguo, { color: "red", fillColor: "00000000", width: 2 }, "anguo"); // 2.加载栅格影像 // 数据说明:image为保存于云端、计算好的sentinel合成的NDVI多时序波段数据. //images_Anguo_City数据中B1、B2、B3为Sentinel的三个波段,B4-B11计算好的sentinel合成的NDVI多时序波段数据 var bands = ["B4", "B5", "B6", "B7", "B8", "B9", "B10", "B11"]; var image = pie .Image("user/pieadmin/public/Raster/images_Anguo_City") .select(bands) .multiply(10000); print("img", image); // 加载显示一个波段2020.7.6_NDVI var image0 = pie.Image("user/pieadmin/public/Raster/images_Anguo_City"); Map.addLayer(image0.select("B4"), { min: -1, max: 1 }, "2020.7.6_NDVI", false); // Sentinel2数据显示 var image_vis = pie .Image("user/pieadmin/public/Raster/images_Anguo_City") .select(["B1", "B2", "B3"]); var visParam = { min: 0, max: 3000, bands: ["B1", "B2", "B3"] }; Map.addLayer( image_vis.select(["B1", "B2", "B3"]), visParam, "Sentinel2_image", false ); // 3.point为样本点,0为耕地,1为林地,2为园地,3为其他地物. var point = pie.FeatureCollection( "user/pieadmin/public/shape/Training_Points_Anguo_City" ); Map.addLayer(point, { color: "Red" }, "points"); // print(point) // 获取训练样本 var training = image.sampleRegions(point, ["landcover"], 10, "", "", true); // Map.addLayer(training, {color: "FAFAD2"}, "trainingpoints"); var withRandom = pie.FeatureCollection("user/HaorenWang/withRandom"); var trainPartition = withRandom.filter(pie.Filter.lte("random", 0.7)); var testPartition = withRandom.filter(pie.Filter.gt("random", 0.7)); Map.addLayer(trainPartition, { color: "red" }, "training"); Map.addLayer(testPartition, { color: "blue" }, "validation"); print("withRandom", withRandom); print("training", trainPartition); print("validation", testPartition); // 4.构建分类器,利用70%数据进行训练.30%数据进行测试 // 构建随机森林Random Forest var classifer = pie.Classifier.rTrees().train( trainPartition, "landcover", bands ); // 5.进行分类 var class_image1 = image.classify(classifer); // 分类后处理:平滑影像,进行开闭运算剔除噪声影响. var class_image2 = class_image1.focal_min(2).focal_max(2); // var kernel= pie.Kernel().mean(3) // class_image2 = class_image1.convolve(kernel) // 分类结果显示. 蓝色为耕地,绿色为林地,黄色为园地,紫色为其他. var visParam = { opacity: 1, uniqueValue: "0,1,2,3", palette: "#4169E1,#7CFC00,#FFD700,#FF00FF", }; //加载分类结果 Map.addLayer(class_image1, visParam, "class_image1"); //加载分类后处理结果 Map.addLayer(class_image2, visParam, "class_image2"); //6.精度验证 var matrix = classifer.confusionMatrix(); print("matrix", matrix); // 评估训练样本的精度. var checkM = classifer.confusionMatrix(); print("训练矩阵-ACC系数:", checkM.acc()); print("训练矩阵-Kappa系数:", checkM.kappa()); // 评估验证样本的精度. var predictResult = testPartition.classify(classifer, "classification"); var errorM = predictResult.errorMatrix("landcover", "classification"); print("验证矩阵-ACC系数:", errorM.acc()); print("验证矩阵-Kappa系数:", errorM.kappa()); // 7.添加图例 var data = { title: "图例", colors: ["#4169E1", "#7CFC00", "#FFD700", "#FF00FF"], labels: ["耕地", "林地", "园地", "其他"], step: 1, // 将每个单位色块均分为30个 isvertical: true, }; var style = { right: "140px", // 图例框的右侧与屏幕最右端的距离 bottom: "10px", // 图例框的底侧与屏幕底端的距离 height: "150px", // 图例框的纵向高度 width: "90px", // 图例框的横向长度 }; var legend = ui.Legend(data, style); Map.addUI(legend); //导出影像 Export.image({ image: class_image2, description: "Classified_Image_by_filter", region: anguo, scale: 10, });
返回值:Number
训练精度结果:
这里大家需要注意的是,因为在这里并没有进行影像的计算,而是直接从云端调用已经裁剪和设定好的影像,所以这里并不能更换研究区,如果想要进行研究区的更换,需要自己重写sentinel影像以及NDVI的计算。