ФОТОГРАМЕТРИЯ , ЛАЗЕРНО СКАНИРАНЕ И ДИСТАНЦИОННИ ИЗСЛЕДВАНИЯ
ОЦЕНКА НА ТОЧНОСТТА НА ТЕМАТИЧЕН СЛОЙ , ПОЛУЧЕН ОТ СПЪТНИКОВИ ИЗОБРАЖЕНИЯ
Гл . ас . Венцеслав Димитров , ИКИТ- БАН
ABSTRACT
Accuracy assessment is a mandatory part of the work on deriving thematic information from remotely sensed data to get a completed result . Accuracy characteristics of the produced thematic layer are a key element for its further use . This article presents some of methods for accuracy assessment of thematic data obtained through satellite image processing and applying them to the high resolution layer of Bulgaria for 2012 . Stratified random sampling methodology is applied with reference data from the same time period . Commission and omission errors are estimated using separate strata and sampling procedures . Accuracies obtained are considerably better than the required threshold of 85 %.
РЕЗЮМЕ
При извличане на тематична информация от изображение в дистанционните изследвания оценката на точността е задължителна част от работата , за да има тя завършен вид . Точностните характеристики на получения тематичен слой са ключов елемент при неговото по-нататъшно използване . В статията са разгледани някои от методите за оценка на тематичната точност на данни , получени при обработката на многоканални спътникови изображения и тяхното прилагане при слоя с висока резолюция за постоянните водни тела за България от 2012 г . Прилага се методът на стратифицираната случайна извадка с референтни данни от същия времеви период . Грешките на включване и изключване се оценяват чрез отделни извадки и страти . Получените точности са значително по-добри от изисквания праг от 85 %.
1 . УВОД
В днешно време спътниковите изображения са важен и широко използван източник на информация за земното покритие [ 2 ]. Извличането на тази информация във вид на тематични слоеве става чрез визуално дешифриране [ 9 ] или чрез автоматизирани методи , най-често - компютърна класификация на многоканални изображения [ 8 ]. Въпросът за точността на получаваните тематични данни е ключов във връзка както с процеса на тяхното създаване , така и с понататъшното им използване , респективно , вземане на решения . Ето защо оценката на точността на генерираните продукти е неразделен елемент от всеки един проект за спътниково картографиране .
В контекста на дистанционните изследвания са налице следните два компонента на точността – позиционна и тематична [ 6 ]. Позиционната ( геометрична , планиметрична ) точност определя доколко близко е местоположението ( координатите ) на даден обект от изображението или пространствената база данни до съответното му на земята . Тематичната точност се отнася до т . н . атрибути на пространствения обект , например начин на трайно ползване , които обикновено са извличани от радиометричните данни на изображението . Настоящата работа е фокусирана върху тематичната точност на пространствени данни , получени в резултат на анализ на спътникови изображения .
Преди да се пристъпи към оценка на точността на тематичните данни , трябва да се знаят източниците на грешки и при възможност - техните количествени параметри . Това предполага добро познаване на процеса на генериране на тематичните слоеве , респективно , използваната предварителна обработка и методите за класификация , както и на точността на референтните данни .
При оценката на тематичната точност признание и широко приложение е получил подходът с матрицата на грешките [ 10 ] ( фиг . 1 ). Тя представлява двумерна таблица , която нагледно представя точността чрез обозначаване на частта от тематичните данни , които са правилно класифицирани , както и на сгрешените такива . Референтните данни , които обикновено са в колоните на матрицата , се сравняват с класифицираните данни , които са в редовете . По главния диагонал са бройките на правилно класифицираните проби . Освен за нагледно представяне на резултатите от извършените измервания , матрицата на грешките служи и за генерирането на статистически оценки - грешки на включване и изключване ( commission / omission ) по тематични категории ( класове ), обща точност за всички класове , както и на коефициента на съгласуваност Kappa .
Класифицирани данни
Суми по колони
Числов пример показващ точността на производителя и потребителя
Референтни данни Суми по ред F W U
F 28 14 15 57
Фиг . 1 . Пример на матрица на грешките
Сума по главния диагонал = 63
|
W
U
|
1
1
30
|
15
1
30
|
5
20
40
|
21
22
100
|
Обща точност = 63 / 100 =
63 %
|
Точност на потребителя |
Точност на производителя
F = 28 / 30 = 93 % |
F = 28 / 57 = 49 % |
W = 15 / 30 = 50 % |
W = 15 / 21 = 71 % |
U = 20 / 40 = 50 % |
U = 20 / 22 = 91 % |
В статията се разглежда подход за количествена оценка на тематичната точност на отделно взет тип земно покритие на примера на един от слоевете с висока резолюция ( СВР , на английски – Permanent Water Bodies ( PWB )) за България , създадени по европейската програма „ Коперник ” ( Copernicus ) – слоя с постоянните водни тела . При оценката на тематичната точност се прилага стратегията на стратифицирана случайна извадка , при която целевият тематичен слой съвпада с една от стратите .
ГКЗ 1-2 ’ 2016 15