Ziel mithilfe von Spektren erkennen

Das Werkzeug "Ziel mithilfe von Spektren erkennen" berechnet für jedes Pixel in einem Eingabe-Raster eine Abgleichpunktzahl, die davon abhängt, wie gut das Spektrum des Pixels mit den Zielspektren übereinstimmt, die in einer Eingabe-Spektralsignaturdatei definiert sind.

Die Ausgabe ist ein gehosteter Bilddaten-Layer.

Beispiele

Sie können die Vorkommen von Tonmineralien in einem hyperspektralen Satellitenbild ermitteln, indem Sie das Spektrum des Minerals als Eingabe verwenden.

Verwendungshinweise

"Ziel mithilfe von Spektren erkennen" enthält Konfigurationen für den Eingabe-Layer, Einstellungen für die Erkennung und den Ergebnis-Layer.

Eingabe-Layer

Die Gruppe Eingabe-Layer enthält die folgenden Parameter:

• Eingabe-Raster gibt das Multiband-Raster an, das die zu erkennenden Zielpixel enthält.
• Eingabe-Spektren-Dateityp gibt den Dateityp der Eingabe-Spektralsignaturdatei an. Die folgenden Optionen sind möglich:
  • Spektren-Datei (Standard): Die Spektralsignaturdatei ist eine Datei vom Typ "Esri Spectral Library" (.esl).
  • Feature-Layer: Die Spektralsignaturdatei ist ein Punkt-Feature-Layer, den Sie in ArcGIS Pro mit dem Trainingsgebiet-Manager erstellen können.
• Eingabespektren-Datei gibt die Spektralsignaturdatei an, die die Zielspektren enthält.

Einstellungen für Erkennung

Die Gruppe Einstellungen für Erkennung enthält die folgenden Parameter:

• Erkennungsmethode gibt die Methode an, die zum Berechnen der Abgleichpunktzahl zwischen dem Eingabe-Raster und der Spektralsignaturdatei verwendet wird. Alle Punktzahlen werden von 0 bis 1 normalisiert. Eine höhere Punktzahl deutet auf eine bessere Übereinstimmung zwischen dem Spektrum eines Pixels im Eingabe-Raster und dem Zielspektrum in der Spektralsignaturdatei hin. Die folgenden Optionen sind möglich:
  • SAM (Standard): Verwendet zur Berechnung der Abgleichpunktzahlen die Methode "Spectral Angle Mapper". Diese Methode misst den Winkel zwischen dem Zielspektrum und dem Pixelspektrum. Sie ist unempfindlich gegenüber Beleuchtungsänderungen.
  • SID: Verwendet zur Berechnung der Abgleichpunktzahlen die Methode "Spectral Information Divergence". Diese Methode misst die Divergenz zwischen den Wahrscheinlichkeitsverteilungen des Zielspektrums geteilt durch das Pixelspektrum. Mit dieser Option können Ziele in Pixeln mit gemischten Spektren identifiziert werden.
  • SID-SAM: Verwendet zur Berechnung der Abgleichpunktzahlen eine Kombination der Methoden "Spectral Information Divergence" und "Spectral Angle Mapper". Diese Methode kann Ziele in Pixeln mit gemischten Spektren besser unterscheiden als die einzelnen Optionen SID und SAM.
  • NS3: Verwendet zur Berechnung der Abgleichpunktzahlen die Methode "Normalized Spectral Similarity Score". Diese Methode verwendet zur Berechnung der Abgleichpunktzahl den euklidischen Abstand und die SAM-Punktzahl. Diese Methode kann Ziele zuverlässig unterscheiden, benötigt jedoch umfangreiche Referenzdaten, um eine hohe Genauigkeit zu gewährleisten.
  • CEM: Verwendet zur Berechnung der Abgleichpunktzahlen die Methode "Constrained Energy Minimization". Diese Methode verwendet einen FIR-Filter (Finite Impulse Response), dessen Antwort auf ein Pixelspektrum größer ist, wenn das Spektrum dem Zielspektrum ähnlicher ist. Diese Option ist nützlich, wenn das Hintergrundrauschen minimal ist.
  • ACE: Verwendet zur Berechnung der Abgleichpunktzahlen die Methode "Adaptive Cosine Estimator". Diese Methode schätzt die Ähnlichkeit zwischen einem Zielvektor und dem Spektrum eines Pixels, nachdem eine Normalisierung für Hintergrundrauschen erfolgt ist. Diese Option ist nützlich, wenn das Eingabe-Raster ein starkes Hintergrundrauschen aufweist.
  • MF: Verwendet zur Berechnung der Abgleichpunktzahlen die Methode "Matched Filter" verwendet. Diese Methode verwendet einen FIR-Filter, dessen Antwort auf ein mittelwertzentriertes Pixelspektrum stärker ist, wenn das mittelwertzentrierte Zielspektrum ähnlicher ist. Diese Option ist nützlich, wenn es sich beim Hintergrundrauschen um additives weißes Gaußsches Rauschen handelt.

• Kontinuum entfernen gibt an, ob die Spektren normalisiert werden sollen. Dies kann anhand eines Bildes oder mithilfe von Referenzdaten erfolgen. Dieser Parameter ist standardmäßig deaktiviert, und die Spektren werden nicht normalisiert. Wenn der Parameter aktiviert ist, werden die Spektren normalisiert.

  Zum Erstellen des Kontinuums verwendet das Werkzeug geradlinige Segmente, um lokale Maxima im Spektrum zu verbinden, und legt eine konvexe Hülle über das Spektrum. Zum Entfernen des Kontinuums wird das Kontinuum in das Spektrum der einzelnen Pixel im Eingabe-Raster und in die Zielspektren in der Eingabe-Spektralsignaturdatei aufgeteilt. Durch das Entfernen des Kontinuums können Sie die Absorptions-Features im Eingabe-Raster und in der Eingabe-Spektralsignatur-Datei anhand einer gemeinsamen Basislinie vergleichen.

Ergebnis-Layer

Die Gruppe Ergebnis-Layer enthält die folgenden Parameter:

• Ausgabe-Punktzahl-Raster gibt den Namen des Layers an, der das Abgleichpunktzahl-Raster enthält, das erstellt und angezeigt wird. Der Name muss eindeutig sein. Wenn in der Organisation bereits ein Layer mit dem gleichen Namen vorhanden ist, tritt ein Fehler auf, und Sie werden aufgefordert, einen anderen Namen zu verwenden.
• Ausgabe-Layer-Typ gibt die Art der Raster-Ausgabe an, die erstellt wird. Die Ausgabe kann entweder ein gekachelter Bilddaten-Layer oder ein dynamischer Bilddaten-Layer sein.
• In Ordner speichern gibt den Namen eines Ordners in Eigene Inhalte an, in dem das Ergebnis gespeichert wird.

Einschränkungen

Für das Werkzeug gelten folgende Einschränkungen:

• Wenn die Eingabe-Spektralsignatur-Datei ein Punkt-Feature-Layer ist, muss die Anzahl der Bänder im Eingabe-Raster mit der in der Eingabe-Spektralsignatur-Datei übereinstimmen.
• Wenn die Eingabe-Spektralsignatur-Datei eine .esl-Datei ist und die Anzahl der Bänder in der Datei nicht mit der Anzahl der Bänder im Eingabe-Raster übereinstimmt, wird für die Spektraldaten in der Eingabe-Spektralsignatur-Datei mithilfe einer Methode zur Mittelwertberechnung für Bänder ein Resampling durchgeführt. Alternativ können Sie für das Resampling der Spektren auch das Werkzeug Bibliotheksspektren-Resampling verwenden.
• Wenn die Eingabe-Spektralsignatur-Datei aus einer Spektralbibliothek stammt, bei der die Reflexionswerte wie bei der USGS-Spektralbibliothek zwischen 0 und 1 liegen, muss das Eingabe-Raster auch Werte zwischen 0 und 1 enthalten.
• Wenn der Pixelwertbereich des Eingabe-Rasters wie bei 8-Bit- oder 16-Bit-Bilddaten nicht zwischen 0 und 1 liegt, sollte Kontinuum entfernen aktiviert werden, um die Spektren zu normalisieren. Alternativ können Sie Spektralsignaturen des Zielmaterials mit dem Werkzeug Spectral Viewer in ArcGIS Pro erfassen. Damit können Sie Spektren in einem durch ein Eingabe-Raster definierten Bereich speichern.

Umgebungen

Umgebungseinstellungen für die Analyse sind zusätzliche Parameter, mit denen die Ergebnisse eines Werkzeugs beeinflusst werden können. Sie können über die Parametergruppe Umgebungseinstellungen auf die Umgebungseinstellungen des Werkzeugs für die Analyse zugreifen.

Dieses Werkzeug berücksichtigt die folgenden Analyseumgebungen:

• Ausgabe-Koordinatensystem
• Geographische Transformationen
• Verarbeitungsausdehnung

  Hinweis:

  Die standardmäßige Verarbeitungsausdehnung für Raster-Analysewerkzeuge und Raster-Funktionen ist Anzeigeausdehnung. Dieser Standard unterscheidet sich von anderen Typen der Analyse.

• Fang-Raster
• Zellengröße
• Resampling-Methode

Credits

Dieses Werkzeug verbraucht Credits.

Verwenden Sie Credit-Anzahl schätzen, um die Anzahl der Credits zu berechnen, die zum Ausführen des Werkzeugs erforderlich sind. Weitere Informationen finden Sie unter Informationen zu Credits für räumliche Analysen.

Ausgaben

Die Ausgabe enthält einen Bilddaten-Layer, der die Abgleichpunktzahlen zwischen dem Eingabe-Raster und der Spektralsignaturdatei darstellt. Wenn die Eingabe-Spektralsignaturdatei mehrere Spektralsignaturen enthält, ist die Ausgabe ein Multiband mit einem Band pro Signatur.

Anforderungen für die Verwendung

Für dieses Werkzeug werden der folgende Benutzertyp und die folgenden Konfigurationen benötigt:

• Benutzertyp Creator, Professional oder Professional Plus
• Publisher-, Vermittler- oder Administratorrolle oder eine entsprechende benutzerdefinierte Rolle

Ressourcen

Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Quellen:

• Ziel mithilfe von Spektren erkennen in ArcGIS API for Python
• Ziel mithilfe von Spektren erkennen in ArcGIS Pro