8．1．1　分類比較法

1．分類后比較法

分類后變化檢測技術(shù)是最簡單的基于分類的變化檢測分析技術(shù)。分類后比較方法可用于兩幅或多幅配準后的影像，包括一個分類步驟和一個比較步驟，要求對多時相影像的每一幅影像單獨進行分類，然后對分類結(jié)果影像進行比較。如果對應(yīng)像素的類別相同，則認為該像素沒有發(fā)生變化，否則認為該像素發(fā)生了變化。分類的方法可以是監(jiān)督分類方法也可以是非監(jiān)督分類方法。分類后比較法在20世紀70年代末已經(jīng)開始使用，也曾被Skole和Tucke(1993)成功用于亞馬孫流域的熱帶雨林監(jiān)測。分類后變化檢測的一個重要進步是可以克服由于多時相影像的傳感器性質(zhì)、分辨率等因素的差異帶來的不便，不需要數(shù)據(jù)歸一化過程，因為兩幅影像是單獨分類的。分類后比較法可以檢測到非城區(qū)與城區(qū)的轉(zhuǎn)變、森林與農(nóng)田的轉(zhuǎn)變、一般土地的使用情況及沼澤地的變化等。

分類后比較法在使用時也會受到一些因素的限制，這些限制因素包括以下三個方面:

(1)分類后比較法對于類別的合理劃分要求比較高。類別劃分得過細會產(chǎn)生大量的邊緣點，從而造成檢測誤差的增加;類別劃分得過粗又會忽略一些類別之間的差異，不能很好地反映實際情況。

(2)分類和變化檢測步驟的分離。當分類與變化檢測成為相對獨立的兩個過程時，比較分析就基于從兩幅影像中得到的處理過的信息而不是原始信息。這會使產(chǎn)生的信息量減少，從而造成準確性下降。

(3)分類后比較法對于分類錯誤比較敏感。因為分類后比較法需要對用于變化檢測的多幅影像分別分類，任何一幅影像的分類錯誤都會造成結(jié)果的錯誤，這就等于增加了錯誤發(fā)生的幾率。

分類后比較法變化檢測如圖8-2所示。

2．直接多時相影像分類法

直接多時相影像分類法(有時也稱光譜/時間分類法)通過兩個或多個日期的組合數(shù)據(jù)序列的單一分析來識別變化區(qū)域。它可以在監(jiān)督或非監(jiān)督的模式下進行分析。在監(jiān)督模式中，與變化和無變化區(qū)域有關(guān)序列的訓練由簇分析來確定，然后檢查整個序列，進而標注哪些地方發(fā)生了變化。任何情況下，我們都期望變化類與非變化類有顯著不同的統(tǒng)計特性。直接多時相影像分類法已經(jīng)用于檢測海岸區(qū)域和森林的變化，并取得了較高的準確度。直接多時相影像分類法使用兩個或更多日期的影像數(shù)據(jù)集的一次分析來識別變化的區(qū)域。舉例說明，假設(shè)有兩個不同時間的Landsat MSS影像數(shù)據(jù)，用兩個四波段數(shù)據(jù)產(chǎn)生一個八波段數(shù)據(jù)集，然后采用監(jiān)督分類方法或非監(jiān)督分類方法對這個數(shù)據(jù)集進行分析，隨后判斷在哪些區(qū)域發(fā)生了變化。在監(jiān)督分類中，使用屬于變化或不變化區(qū)域的訓練樣本來推導一些統(tǒng)計量，以定義特征空間的子空間;在非監(jiān)督分類中，通過聚類分析決定類別。直接的多時相影像分類用于檢測海岸區(qū)域或森林區(qū)域的變化，經(jīng)常能夠得到較好的結(jié)果。本方法主要應(yīng)用于多波段影像。

圖8-2　分類后比較法變化檢測