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研究生: 廖浩鈞
Laio, Hao-Chun
論文名稱: 以QuickBird高解析度遙測影像以分類法判釋 南二高邊坡保護工程之研究
Using QuickBird Image to Interpret Protection Treatment of the Slope of National Freeway No.3(2nd South Freeway) by Classification Method
指導教授: 陳時祖
Chen, Shih-Hsu
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 90
中文關鍵詞: 邊坡保護工程QuickBird遙感探測紋理分析影像分類
外文關鍵詞: Protection treatment of slope, Remote sensing, Texture analysis, Image classification, QuickBird
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  •   本研究主要探討是否能夠利用高解析度QuickBird衛星影像,以影像分類法來判釋邊坡保護工程。如果判釋正確性高的話,可以進而以半自動或全自動方式長時間週期性的調查大量的邊坡,藉此可以節省人力、時間和經費。
      本文之研究區域為第二高速公路的部份南部路段,北起梅山交流道南至竹崎交流道。本文判釋時是以各別邊坡做為研究單位,先將影像裁切成各別邊坡之研究範圍,再將各別目標物取樣做分類。主要分類的方法是使用監督式的高斯最大概似分類法,分類使用的參數除了多光譜各波段以及全色態的DN值外,另加入NDVI值以及紋理值之參數以增加分類之精度,目標物則分為水泥工程(或格框地錨)、樹林、道路、草地、坡趾排水溝等五類。分類完之後,除了進行樣品之分類精度比較外,也進行整個邊坡分類之精度比較。
      研究發現加入紋理資訊後,的確可以提高分類之精度。但是紋理資訊的選擇是很重要的一個關鍵,若加入過多的紋理資訊可能會導致干擾而降低了分類的精度,造成反效果。分類結果,訓練區整體精度(OA)最高可達99.79%、最低90.58%,Kappa指標最高可達0.996、最低0.855;整張邊坡影像之整體精度(OA)最高可達94.46%、最低81.00%,Kappa指標最高可達0.916、最低0.706。

      This thesis mainly discusses the possibility of using QuickBirds satellite images to classify the protection treatment of the slopes along the freeways. If the result is good enough, a semiautomatic or completely automatic method may be developed to monitor the treatment method along the freeways periodically.
      The study region is from Meishan to Juchi of the 2nd southern Freeway of Taiwan. In the process, first, the satellite images are cut to fit the requirement of this research. Then, unsupervised classification was employed to find the suitable number of classes to be classified. Next, all the targets are classified by the Gaussian Maximum Likelihood Classifier. Besides the 4 of the multispectral bands, 1 panchromatic band, NDVI and textures are also added as the parameters for classification. The targets are cement ground (including frame anchor), woods, grass land, road, the drain ditches on the slopes and along the toe of the slopes. The accuracy of the classification work is assessed by overall accuracy and kappa coefficient.
      It can certainly increase the accuracy of classification by adding in texture information. But the way of choice the texture information is very important, because it may decrease the accuracy of classification when too much texture information is added in. For the training sites, the overall accuracy is between 99.8% and 90.6%, the kappa coefficient is between 0.996 and 0.855. For overall slopes, the overall accuracy is between 94.5% and 81.0%, the kappa coefficient is between 0.916 and 0.706. However, it is expected that the growth of the vegetation on the slopes will affect the result of classification very much in future.

    摘 要 I Abstract II 誌 謝 III 目 錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VII 第一章 緒論 1  1.1 研究動機與目的 1  1.2 研究區位置 2  1.3 研究流程 3 第二章 文獻回顧 5  2.1 遙感探測基本理論 5   2.1.1 遙測簡介 5   2.1.2 遙測的優點 8   2.1.3 遙測影像之判釋與數位影像處理 9  2.2 遙測影像之分類 13   2.2.1 監督式分類 13   2.2.2 非監督式分類 16   2.2.3 分類精確度評估 17   2.2.4 影像分類方法之應用研究 19  2.3 紋理分析 23   2.3.1 紋理的種類 24   2.3.2 紋理分析方法 24   2.3.3 紋理參數簡介 26   2.3.4 紋理分析方法之應用研究 28  2.4 南二高邊坡保護工程簡介 31   2.4.1 格框護坡 31   2.4.2 植生工法 32   2.4.3 其他工法 33   2.4.4 排水工程 34 第三章 研究方法 36  3.1 本研究使用軟體之介紹 36  3.2 本研究使用的影像 36   3.2.1 QuickBird衛星影像簡介 37   3.2.2 QuickBird衛星影像種類 37   3.2.3 QuickBird衛星影像解析度 38   3.2.4 本研究所購買的影像 39  3.3 分類方法 42 第四章 研究成果與討論 49  4.1 S283.4邊坡 49  4.2 S284.64邊坡 64  4.3 S287.95邊坡 67  4.4 N284.7邊坡 70  4.5 N283.5邊坡 74  4.6 五個邊坡的數值比較 77   4.6.1 選取之訓練樣區部份 77   4.6.2 數化之整張影像部份 79 第五章 結論與建議 83  5.1 結論 83  5.2 建議 84 參考文獻 85 自述

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