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ArcGISで教師付き分類をおこなう

教師付き分類とは、見本に合わせて分類する方法で、見本さえしっかりしていれば、ほぼ全自動で画像処理を行い見本に準じて分類してくれます。例えば、衛星写真から植生の分布図を作ったり、オルソフォトから家屋などを自動抽出する場合などに使えます。

ArcGIS単体では教師付き分類を行えないようなので、教師付き分類を行うためにはSpatialAnalystというエクステンションが必要となります。お金のある人は、ImageAnalysisでも良いです。

  1. 分類したい画像を配置します。
    ここでは「航空写真.img」とします。
  2. ArcCatalogを使って、空っぽのシェープファイルを作成します。フィーチャタイプはポリゴンにしてください。
    ここでは、shapeファイルの名前は、とりあえず「教師分類pol」とします。
  3. 「教師分類pol」をArcMapに追加します。
  4. 「教師分類pol」の属性テーブルを開き、フィールドを追加してください。
    ここでは「bunrui」という名前の整数フィールドにします。
  5. 「教師分類pol」を編集し、現地調査の結果や植生図、航空写真、衛星画像などを使って、状態を確実に判読できる場所を囲みます。その判別した種別毎に、「bunrui」の値を変えてください。例えば、道路だったら1、河川だったら2、森林は3、農地は4、家屋は5など。
    先生がダメだと生徒が上手く分類してくれませんので、分類が上手くいかないときは、この囲み方をトライ&エラーで修正してください。たとえば、家屋と一括りに言っても屋根は色々な色がありますし、均一な植生の森でも日陰と日向では色合いが異なります。そのため、各属性の分類には適度な数のポリゴン(というかシグネチャ)が必要となります。
  6. 後の工程で必要な、シグネチャ(拡張子がgsgのファイル)を作ります。
    ArcToolbox > Spatial Analystツール>多変量解析 >シグネチャの作成
    『入力ラスタバンド』>「航空写真.img」
    『入力ラスタ、またはフィーチャサンプルデータ』>「教師分類pol」
    『サンプルフィールド』>「bunrui」
    『出力シグネチャファイル』>「out.gsg」
  7. 最尤法(さいゆうほう)による教師付き分類を行います。
    ArcToolbox > Spatial Analystツール>多変量解析 >最尤法分類
    『入力ラスタバンド』>「航空写真.img」
    『入力シグネチャファイル』>「out.gsg」
    『出力分類ラスタ』>「分類済み航空写真.img」
  8. 完成
    「教師分類pol」で指定した分類に色分けされた「分類済み航空写真.img」が出来上がりました。
    できあがりが予想と違っている場合には、トレーニングエリアの設定がいまいちな可能性がありますので、手順3に戻ってやり直してください。

ただし、一発で上手くいくことは無いと思いますので、教師なし分類を参考にしたり、リモートセンシング画像の場合はNDVIなどを組み合わせたりすると良いかと思います。

TINやラスターから断面データを取得する

EZ ProfilerというArcScript(フリーソフトみたいなもの)を紹介いたします。

EZ Profiler for ArcMap 9.x
http://arcscripts.esri.com/details.asp?dbid=13688

このプログラムはArcMapの機能を拡充させるためのプラグインで、Spatial Analystや3D Analyst等のエクステンションが無くても、polyline、grid、TINなどからデータを取得できるようになります。

TINやラスターデータから線分に沿った値を取得し、グラフ描画やエクセルへのエクスポートの出来るツールで、複数のレイヤからもまとめて取得することも可能。

【インストール】

メニューより、
ツール > カスタマイズ > コマンド
とすすみ、『ファイルから追加』をクリックし、『profile91.dll』を選択。

そうすると、『Easy Profiler 9.1』ツールバーがArcGISに追加されます。

【アンインストール】

アンインストールするときは、付属の『EZPuninstall.bat』を実行してください。

【使い方

PSボタン
細かい設定を行うためのボタン

Choose one method and input the value
> pointを発生させる個数の設定

 Specify the number of points along the profile
 > 指定した線などを等分割してポイントを発生させたい場合に選択

 Specity a set interval distance along the profile
 > 指定した距離でポイントを発生させたい場合に選択

Graph Properties
> グラフの設定

Make Profile From
> 解析の対象とするレイヤが1つかどうか
 既存polylineに沿ってラスタの値を取得したい場合などは、Multiple Layersを選択

Dボタン
ラスタ又はTINの上に、自由に線を書いて、ラスタから取得した属性値を持ったpointシェイプファイルを作成します。
使い方は押せば分かります。

mボタン
既存のポリラインに沿ってラスタから取得した属性値を持ったpointシェイプファイルを作成します。
使い方としては、既存ポリラインを選択してからボタンを押します。そうすると対象とするレイヤのダイアログが表示されますので、解析の対象とするレイヤを選択します。

Eボタン
選択したレイヤのテーブルをExcelに出力します。ArcGISの標準機能でexport等を行うよりも楽チンです。

その他細かいことは、zipファイルに入っているマニュアルに記載されています(英語ですが)。

Google Earthで『地球が見える』

『地球が見える』とは、JAXA(宇宙航空研究開発機構)で観測・解析処理した画像を紹介しているサイトで、週1本ペースで情報が増えています。対象とする範囲は地球全体で、内容的には海洋、大気、台風、北極/南極、陸地/地形、火災/砂塵といった幅広いジャンルが網羅されています。

ホームページには、解析結果について写真と文章が記載されていますが、新たに、本文中の画像のタイトルにあるKMZファイルへのリンクをクリックすることにより、Google Earth上で該当する画像を表示できるようにいたしました。

Google Earthを使用することで、解説している地域の周辺情報も得ることが出来るようになり、より現地の状況を想像しやすくなりました。

地球が見える
http://www.eorc.jaxa.jp/imgdata/topics/index.html

紹介記事
http://www.eorc.jaxa.jp/event/2007/ge/ev070628.html