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基于CatBoost算法的面向?qū)ο笸恋乩梅诸?/H1>
發(fā)布時(shí)間:2021-11-07 04:28
  為實(shí)現(xiàn)較高層次的遙感影像分類及有效去除高維特征的信息冗余,以Sentinel-2遙感影像為數(shù)據(jù)源,應(yīng)用Cat Boost算法對(duì)龍江縣進(jìn)行了面向?qū)ο蟮耐恋乩梅诸悺@肅at Boost算法對(duì)全部特征集進(jìn)行降維,分別使用Cat Boost、RF(Random Forest)和Ada Boost算法進(jìn)行土地利用分類并對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果表明,Cat Boost、RF和Ada Boost算法的Kappa系數(shù)均在0. 77以上,且Cat Boost算法的Kappa系數(shù)高達(dá)0. 911 4。因此Cat Boost分類法是土地利用分類的有效方法,為土地類型的劃分提供了快捷可行的方法。 

【文章來源】:吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2020,38(02)

【文章頁數(shù)】:7 頁

【部分圖文】:

基于CatBoost算法的面向?qū)ο笸恋乩梅诸? src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=CCYD202002011_00800'  style='max-width:500px'></p><br> 研究區(qū)位置圖<br><p align='center'><img src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=CCYD202002011_02700' alt='重要性,葉節(jié)點(diǎn),特征變量' style='max-width:500px'></p><br> CatBoost使用次序原則,將TS值的計(jì)算依靠目前已經(jīng)觀察的樣本集;谪澙匪惴ㄟx擇樹的結(jié)構(gòu),找出所有可能的分割方式,計(jì)算每種方式的懲罰函數(shù),選擇最小的,將結(jié)果分配給葉節(jié)點(diǎn),后續(xù)葉節(jié)點(diǎn)重復(fù)此過程,在構(gòu)建新樹前進(jìn)行隨機(jī)重排,按梯度下降方向構(gòu)建新樹,CatBoost在不同的梯度提升步中使用不同的排列。CatBoost算法利用計(jì)算特征變量的重要性。其中c1,c2為葉節(jié)點(diǎn)中的文檔數(shù),v1,v2為葉節(jié)點(diǎn)中計(jì)算公式的值。通過計(jì)算48個(gè)特征變量的重要性,并根據(jù)其重要程度提取前20個(gè)特征變量(見圖2)對(duì)高維數(shù)據(jù)進(jìn)行降維,減少信息冗余,降低模型的時(shí)間復(fù)雜度。 <br><br><p align='center'><img src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=CCYD202002011_03400' alt='分類圖,分類方案,分類圖,土地利用' style='max-width:500px'></p><br> 建立CatBoost模型對(duì)研究區(qū)的主要土地利用類型,即建設(shè)用地、旱地、水田、草地、林地、河流、沼澤以及其他水域進(jìn)行分類,結(jié)果如圖3a所示,并與RF模型(見圖3b)和AdaBoost模型(見圖3c)的分類圖對(duì)比可知,CatBoost算法仍然能清晰地區(qū)分各類地物以及在CatBoost特征選擇下的RF和AdaBoost模型均達(dá)到較好的分類效果。計(jì)算混淆矩陣,對(duì)應(yīng)的各類地物的制圖精度、總體分類精度和Kappa系數(shù)如表2所示。CatBoost分類模型的總體精度為92.79%,Kappa系數(shù)為0.911 4,建設(shè)用地、旱地、水田、草地、林地、河流、沼澤及其他水域的制圖精度分別為95.00%、95.45%、98.63%、73.91%、92.96%、90.00%、50.55%和93.33%。其中沼澤的分類情況較差,主要是由于在草相對(duì)茂盛的區(qū)域,沼澤與草地有相似的光譜特征,而且部分沼澤與林地的邊界模糊,研究區(qū)所選取的沼澤的樣本與河流和林地相鄰,混合像元的數(shù)量相對(duì)較多,這也是導(dǎo)致沼澤和草地錯(cuò)分、漏分現(xiàn)象的主要原因;在本次研究中將內(nèi)陸灘涂與河流劃分為一類,一定時(shí)期內(nèi)的內(nèi)陸灘涂與少量農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)較差的旱地有相似的紋理與光譜特征,從而導(dǎo)致河流與旱地存在部分混淆;其余地物間的混淆主要由于光譜特征的相似性造成。但在總體評(píng)價(jià)上,該模型的分類精度較高,適用于研究區(qū)的土地利用分類。 <br><br>【參考文獻(xiàn)】:<br>期刊論文<br>[1]基于GF-1影像的東江流域面向?qū)ο笸恋乩梅诸怺J]. 李恒凱,吳嬌,王秀麗.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(10)<br>
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					<br/><br/>本文編號(hào):<b>3481162</b><div style='float:right'>
					

			
				
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