eCognition : 城市不透水面提取

1. 新建工程

启动 eCognition 软件，选择 rule set mode 这个启动模式，然后新建工程，“File”—“New Project”，分别填写工程名、加载影像（这里使用的是实习数据data2016）、真值矢量文件(没有可以不填)，确定后完成工程创建，后保存工程。 

2 、定义类别

在右侧 Class Hierarchy 窗口定义影像包含的地物类别（building，farmland，water body，road，bare soil)（若 Class Hierarchy 窗口没出现，则从菜单 View-Windows 下找出)。分别定义 Detail Class 和 Out Class 两个大类，Detail Class 是影像分类后包含的类别，包括 building，farmland，water body，road 和 bare soil。Out Class 是不透水面提取的最终类别，包括 impervious（building 和 road 合并得到的），pervious（farmland 和 bare soil 合并得到的）和 water。创建新类别时，鼠标右键新建，二级类可通过拖动到一级类。如下图：

3 、定义规则集

打开 Process Tree 窗口（若没有，则从菜单 View-Windows 下找出）。依次定义多尺度分割规则、分类规则、后处理规则、类别合并规则、不透水面提取与统计规则、不透水面提取结果导出规则。

3.1 多尺度分割

 (Process Tree 窗口右键 ——append new 新建一条规则——Load Rule Set 可以导入保存的规则集、Delete Rule Set 可以删除窗口内的所有规则集、Save Rule Set则可以保存窗口内的所有规则集供后续使用)。

3.1.1.append new打开窗口后，定义规则名为Segmentation;默认参数——点击OK。

3.1.2.右键Segmentation——Insert child创建一个子规则，可以默认规则名称，具体规则参数如下图：

3.1.3.接着在上面的多尺度分割子规则后面添加一条光谱差异分割规则，可以根据光谱差异合并多尺度分割得到的一些对象，并新建一个Level2，参数设置如下：

3.1.4.执行得到提取边缘后的图像。

 3.2 创建分类规则

3.2.1.新建一个 Classification 规则，用于执行跟分类相关的子规则。同时，在 Segmentation 下建一条子规则，用于复制样本图层的规则，可以将在 Level2 上选择的样本复制到一个新的 Level，防止出错。

 3.2.2.选择样本

菜单栏右键—— Manual Editing ，注意选择在 Level 2 上选择样本。依次选择 Detail Class 下面的各类别，注意选择某类时需要从下拉菜单设为那一类，鼠标放在分割对象上，然后选择分类即可。分类图如下：红色为水体，紫色为房屋，黄色为道路，绿色为farmland草地，土黄色为裸土。

3.2.3.设置分类规则

在后面添加一个规则 classify 用于分类，建立方法与 Segmentation 类似。然后在下面建立一个子规则用于训练分类器，相应设置如下图。这里需要选择分类的特征，用什么特征根据自己需要（比如道路和和建筑物容易混分，可以考虑加入以下几何特征，比如，长/宽），甚至可以自定义一些特征。

3.2.4.执行分类规则，分类结果如下。

3.3. 后处理规则

建立 PostProcess 规则并在下面依次建立复制图层规则、合并类别规则、平滑类别规则，其中合并规则下面再建子规则分别合并不同地物的分割对象，平滑类别规则下面再建子规则分别平滑不同的地物。

3.3.1.设置合并Merge Class规则，如下图：

 3.3.2.设置平滑规则，如下图：

3.3.3.执行结果图如下：

3.4.设置输出规则

. 

参数设置如下，其中 Export item name 为导出的文件目录名，执行该规则即可导出影像分类结果。默认保存路径为工程所在路径。

3.5. 定义不透水面规则

定义不透水面导出规则，需要先复制后处理图层，以备后用（不是必须的一步，方法和上面相同）。

3.5.1.新建out class规则，然后建立其子规则。将 farmland 和 bare soil 合并为透水面（pervious），building和 road 合并为不透水面（impervious），water body 合并为 water。 这里只举例透水面的设置。

3.5.2.   以3.4.同样的方式在最后设置输出规则，并执行，执行结果图如下，得到合并后的只包含三类的不透水面提取结果。 

3.6. 统计不透水面占比规则

依次定义子规则统计不透水面像元数、透水面像元数、水像元数，以统计不透水面像元数为例演示定义规则。

 

规则创建完成后，执行 Statistics，得到不透水面、透水面和水对应的像元数目，如下所示： 

最后这是总的规则图。 

 

保存上述规则，在以这个规则对对data2015图像进行 不透水面的提取，只是边缘分割完后需要重新对分割后的图像进行样本分类，然后继续执行规则，得到面向对象的data2015分类图和透水面、不透水面和水体的data2015分类图。以及不透水面比例。

结果对比图如下：

 

 

 

                              2015年的结果图                                                                                      2016年的结果图 

可以直观的看出，绿地面积大幅增加，裸土面积减少。 由于手动选择样本的精度问题，导致精度上的误差，但总体上可以认为是不透水面的面积(红色red)减少了。