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基于投票法的多分類器集成遙感影像分類技術(shù)

發(fā)布時間:2017-06-22 09:10

  本文關(guān)鍵詞:基于投票法的多分類器集成遙感影像分類技術(shù),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


【摘要】:遙感影像為地理國情監(jiān)測提供了快速,實時的大范圍的地理信息來源。如何從大量的影像數(shù)據(jù)中提取地物是地理國情監(jiān)測所面臨的重要問題。隨著對遙感影像分類精度要求的不斷提高,遙感影像分類技術(shù)越來越受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而由于分類使用算法的側(cè)重點不同,原理不同,至使分類器之間存在差異。多分類器集成是一種利用多個分類器來解決同一分類問題的技術(shù),可以很好的利用不同分類器的各自特點,通過互相組合來彌補單個分類器的不足,改善系統(tǒng)的學(xué)習(xí)性能。目前,將多分類器集成應(yīng)用于遙感影像分類已成為提高遙感影像分類精度研究熱點之一。 基分類器之間存在差異且彼此之間能夠互補,是實現(xiàn)多分類器集成的關(guān)鍵,如何選擇基分類器,如何實現(xiàn)基分類器間的有效組合是研究多分類器集成的主要問題。為此文中對基于投票方法的多分類器集成做了主要研究。 本文的主要研究內(nèi)容及成果包括如下幾個方面: 1、系統(tǒng)介紹了多分類器集成的產(chǎn)生背景和研究進展,并總結(jié)歸納了目前研究所遇到的主要問題。 2、詳細闡述了多分類器集成的基本理論和工作機理,并在此基礎(chǔ)上,對分類器之間的差異性進行了探究,得出多分類器集成性能的提升取決于基分類器間的差異程度以及其互補性。同時研究了分類器間差異性的度量指標,包括成對差異性指標和非成對差異性指標,如熵、KW-差異、Kappa度量等,為判斷分類器集成性能提供了一般的方法。 3、對遙感影像分類一般算法和面向?qū)ο蠓诸惣夹g(shù)做了研究:分析了各算法的優(yōu)缺點以及實現(xiàn)方法,并利用散點圖和特征選擇器對決策樹構(gòu)建做了創(chuàng)新;研究了面向?qū)ο筮b感影像分類技術(shù),并總結(jié)出面向?qū)ο筮b感影像分類技術(shù)的一般流程;最后通過使用不同算法做面向?qū)ο筮b感影像分類實驗驗證各分類器之間的互補性。 4、對基于投票法多分類器集成技術(shù)基本原理和方法做了深入探究,并從改變訓(xùn)練集組成結(jié)構(gòu)和使用不同分類器兩種方法入手進行分類器投票集成:將AdaBoosting算法做了改進,通過樣本選取來訓(xùn)練適應(yīng)于不同類別的基分類器,使用“專家投票”的方法完成分類器集成;在先驗知識的基礎(chǔ)上,以不同的分類算法模型作為基分類器,提出基于識別性能矩陣投票集成(VRPM)、基于類別權(quán)重的加權(quán)投票集成(VCW)和基于全信息相關(guān)度的多分類器投票集成(VAIR)三種分類器投票集成算法。 5、通過實驗,驗證分類器差異性與多分類器集成性能間的關(guān)系;使用分類器間差異性度量指標,獲取了一些較優(yōu)的分類器組合方案,,并用VRPM、VCW、VAIR和改進的AdaBoosting算法對遙感影像分類,證明基于投票方法的多分類器集成技術(shù)提高遙感影像分類精度的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】:遙感影像分類 多分類器集成 投票法 差異性度量 AdaBoosting 面向?qū)ο蠓诸?/strong>
【學(xué)位授予單位】:蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:P237
【目錄】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-11
  • 第1章 緒論11-15
  • 1.1 研究的背景和意義11-12
  • 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)12-13
  • 1.3 存在的問題13
  • 1.4 論文的總體結(jié)構(gòu)13-15
  • 第2章 分類器集成基本原理15-23
  • 2.1 機器學(xué)習(xí)與圖像分類技術(shù)15-16
  • 2.2 分類器集成關(guān)鍵技術(shù)和方法16-17
  • 2.2.1 分類器集成16
  • 2.2.2 多分類器集成的系統(tǒng)架構(gòu)16-17
  • 2.2.3 多分類器集成方式17
  • 2.3 多分類器集差異性度量17-20
  • 2.3.1 多分類器差異性17-18
  • 2.3.2 差異性度量方法18-20
  • 2.4 多分類器集成精度評價方法20-22
  • 2.4.1 交叉驗證20-21
  • 2.4.2 分類精度的評價標準21-22
  • 2.5 小結(jié)22-23
  • 第3章 遙感影像分類方法研究23-40
  • 3.1 遙感影像分類算法研究23-31
  • 3.1.1 決策樹分類23-25
  • 3.1.2 SVM 分類算法25-27
  • 3.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法27-29
  • 3.1.4 貝葉斯分類29-30
  • 3.1.5 K 鄰近分類算法30-31
  • 3.2 面向?qū)ο蠓诸惣夹g(shù)31-35
  • 3.2.1 面向?qū)ο蠓诸惖幕靖拍?/span>31
  • 3.2.2 影像分割原理31-33
  • 3.2.3 影像分割常用方法33-34
  • 3.2.4 面向?qū)ο蠓诸惲鞒?/span>34-35
  • 3.3 實驗分析35-39
  • 3.4 小結(jié)39-40
  • 第4章 基于投票方法的多分類器集成研究40-55
  • 4.1 投票法多分類器集成的基本原理40-42
  • 4.2 改進的 AdaBoosting 算法分類器加權(quán)投票集成42-47
  • 4.2.1 抽樣方法的改進42-43
  • 4.2.2 投票方法的改進43-46
  • 4.2.3 改進方法的特點46-47
  • 4.3 基于類別信息分類器投票集成47-50
  • 4.3.1 基于識別性能矩陣投票集成47-49
  • 4.3.2 基于類別權(quán)重的加權(quán)投票集成49-50
  • 4.4 基于全信息相關(guān)度的多分類器投票集成50-54
  • 4.4.1 全信息矩陣51
  • 4.4.2 待測樣本有效鄰域51-52
  • 4.4.3 全信息相關(guān)度52-53
  • 4.4.4 基于全信息相關(guān)度分類器組合53-54
  • 4.5 小結(jié)54-55
  • 第5章 實驗分析55-72
  • 5.1 實驗?zāi)康?/span>55
  • 5.2 數(shù)據(jù)準備55-56
  • 5.2.1 研究區(qū)域概況55-56
  • 5.2.2 影像分割56
  • 5.2.3 樣本采集56
  • 5.3 實驗流程56-70
  • 5.3.1 基分類器選擇56-61
  • 5.3.2 組合分類器遙感影像分類61-67
  • 5.3.3 基于改進 AdaBoosting 算法遙感影像分類67-70
  • 5.4 分析與結(jié)論70-72
  • 第6章 結(jié)論與展望72-75
  • 6.1 主要工作和結(jié)論72-73
  • 6.2 創(chuàng)新點73-74
  • 6.3 展望74-75
  • 參考文獻75-78
  • 攻讀學(xué)位期間的研究成果78-79
  • 致謝79

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3 王U

本文編號:471342



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