一旦特征选择完毕,接下来就可以进行硬分类和软分类。NLR和LDA的平均分类精度见表2。通过比较NLR法选取的5个波段和全部6个波段的硬分类结果我们可以看出,这两种方法的分类精度没有太大差别。并且,3波段和6波段都与数据的分类没有相关性,这与NLR法的特征选择结果时一致的。我们还可以看出,NLR法分类精度比LDA法的高,这是由于LDA法的前提是各维数据都是正态分布并且协方差相等,而实验数据不满足这个条件。
比较这两种方法的软分类精度我们也可以得出类似的结论。值得一提的是这两种方法的软分类精度都明显高于硬分类的精度。这也可以证明基于ULR法选择的特征来进行软分类是可行并且有效的。
表 2 依据10组样本选择出的波段数以及检验样本的分类精度(括号里的值为标准差)
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选择的波段数 |
硬分类精度 |
软分类精度 |
5个波段 |
6个波段 |
5个波段 |
6个波段 |
NLR |
5 |
67.40(1.47) |
67.29(1.36) |
75.77(0.40) |
75.77(0.37) |
LDA |
6 |
65.34(1.47) |
65.61(1.50) |
73.76(0.58) |
73.81(0.53) |
3.2 高光谱图像数据的特征选择和分类
实验数据来自美国AVIRIS多光谱扫描仪1992年在印第安纳北部一块农业区获取的220波段高光谱数据,从中筛除受大气污染严重、低信噪比的波段(104-108,150—163以及220)最终实验采用200波段高光谱数据。并且有图像获取时的土地调查图作为参考图,可以用来确定训练样本和检验样本像元所属的类。选取其中71×87像素的一块进行处理,将数据分为三种地物类。在图像上随机选取10套训练样本和检验样本。地物类别和样本数见表3。
表 3 AVIRIS图像每类的训练样本和检验将本数
类名 |
训练像元 |
检验像元 |
Corn-notill |
484 |
524 |
Soybeans-notill |
352 |
385 |
Soybeans-min |
1006 |
941 |
总计 |
1842 |
1850 |
表 4 NLR法和LDA法的平均分类精度(括号里的值为标准差)
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训练精度(%) |
检验精度(%) |
NLR |
95.84(0.58) |
93.29(0.33) |
LDA |
波段数与NLR法一样多时 |
所有选择的波段 |
波段数与NLR法一样多时 |
所有选择的波段 |
92.81(0.56) |
94.53(0.49) |
90.93(0.38) |
93.06(0.48) |
用NLR法对这10组样本数据进行特征选取,是否加入波段的限值为 =9.21,其中自由度为2。LDA法中,进入和移除特征波段的显著性指标都设为0.01。实验结果为:NLR法平均选出了27个波段,LDA法平均选出了58个波段。NLR法选出的特征波段数明显比LDA法少。由于缺少软分类的参考数据,没有对这组数据进行软分类。硬分类的平均精度见表4。可以看出,当 LDA法选择和NLR法一样多的波段数进行分类时,分类精度明显比NLR法低。只有当LDA法用全部选择的波段进行分类时才能达到与NLR法相当的精度。所以,虽然两种方法都可以明显减少参加分类的波段数,但是NLR法选择出的波段数比LDA法少得多(不到LDA法的一半)。这说明了与LDA法相比NLR法能更大程度地减小数据量。
4 结论
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