Klassifikation von Fernerkundungsdaten Flashcards

1
Q

Welche Arten von Bodenbedeckung gibt es?

A
  • Sumpfgebiete
  • Grünland
  • Baum- oder Buschbestand
  • Laubwald
  • Ein- bis dreistöckige Gebäude
  • Felsen und Steine
  • Stehende Binnengewässer
  • Landwirtschaft
  • Bergbau
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2
Q

Was ist das “top down” Verfahren der Bodenbedeckungsklassifizierung?

A

Bodenbedeckungsarten werden aus Satellitendaten errechnet

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3
Q

Was ist das “bottom up” Verfahren bei der Bodenbedeckungsklassifizierung?

A

Daten werden in erster Linie durch Kartierung im Feld erfasst

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4
Q

Welche Arten von Klassifizierungsprozessen gibt es?

A
  • Überwachte Klassifizierung
  • Unüberwachte Klassifizierung
  • Hybride Klassifizierung
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5
Q

Was ist unüberwachte Klassifizierung?

A
  • Muster werden aus Daten gezogen
  • Klassen werden erst nach der Identifizierung von Mustern festgelegt
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6
Q

Was ist überwachte Klassifizierung?

A
  • Klassen werden im Vorhinein festgelegt
  • Algorithmen werden an “Trainingsstandorten” trainiert
  • Statistiken werden in mehrere “Klassifizierer” eingeführt um eine Karte zu generieren
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7
Q

Was sind die allgemeinen Klassen für Bodenbedeckung?

A
  • Künstliches Land
  • Ackerland
  • Wälder
  • Verbuschung
  • Grünland
  • Kahlflächen und Flechten/Moos
  • Wasserflächen
  • Feuchtgebiete
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8
Q

Was sind die allgemeinen Klassen für Landnutzung?

A
  • Landwirtschaft
  • Forstwirtschaft
  • Wasserwirtschaft & Fischerei
  • Bergbau & Steinbrüche
  • Energieerzeugung
  • Industrie und Handwerk
  • Transport-, Kommunikations-, Aufbewahrungs- und Schutzinfrastruktur
  • Wasser- & Abfallbehandlung
  • Bau
  • Handel
  • kommunale Dienstleistungen
  • Erholung, Freizeit, Sport
  • Wohngebiet
  • Ungenutzt
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9
Q

Welche Alorithmen zur überwachten Klassifikation gibt es?

A
  • Density Slicing
  • Methode des minimalen Abstands
  • Parallelepiped
  • Maximum-Likelihood-Klassifizierung
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10
Q

Was ist density slicing?

A

Datenintervalle werden zu einem einzelnen Wert zusammengefasst

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11
Q

Was bedeutet Methode des minimalen Abstands?

A

Es werden zunächst die Mittelwerte sämtlicher vertretener Objektklassen im Trainingsraum berechnet. Später erfolgt die Zuweisung zu jener Objektklasse, zu deren Mittelwert der geringste euklidische Abstand festzustellen ist.

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12
Q

Was sind die die Vorteile der Methode des minimalen Abstands?

A
  • schnell
  • einfach einzusetzen
  • alles wird klassifiziert
  • funktioniert bei nomalverteilten Datensätzen gut
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13
Q

Was sind die Nachteile der Methode des minimalen Abstands?

A
  • Statistische Unterschiede zwischen Klassen werden nicht betrachtet
  • Korellation zwischen Bändern wird nicht betrachtet
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14
Q

Wie funktioniert die Klassifizierung durch Parallelipiped?

A

Pixel weden durch ihre Helligkeitswerte unter Einbezug der Standardabweichung klassifiziert

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15
Q

Was sind die Vorteile von Parallelepiped Algorithmen?

A
  • schnell
  • n Bänder möglich
  • realistischer als die Methode des Minimalen Abstands
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16
Q

Was sind die Nachteile von Parallelepiped Algorithmen?

A
  • einzelne Pixel werden nicht klassifiziert
  • bei Überschneidung werden Pixel der ersten Klasse zugeordnet
  • Abschnitte schwer festzulegen
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17
Q

Was ist die Maximum-Likelihood-Klassifizierung?

A

Eine statistische Entscheidungsregel (Probability Density Function; PDF) prüft die Wahrscheinlichkeitsdichte mit der ein Pixel zu den Klassen mit der vorgegebenen a-priori-Wahrscheinlichkeit gehört und weist es der Klasse mit dem höchsten Wert zu.

18
Q

Was sind die Vorteile der Maximum-Likelihood-Klassifizierung?

A
  • relativ schnell
  • relativ einfach einzusetzen
  • alles wird klassifiziert
  • funktioniert gut bei normalverteilten Datensätzen
19
Q

Was sind die Nachteile der Maximum-Likelihood-Klassifizierung?

A
  • vernachlässigt statistische Unterschiede zwischen Klassen
  • vernachlässigt Korellationen zwischen Bändern
20
Q

Was ist die Entscheidungsbaum-Klassifizierung?

A

Der Algorithmus entscheidet durch ja/nein Fragen welcher Klasse ein Pixel angehört

21
Q

Welche Vor- und Nachteile hat die Klassifikation mit Entscheidungsbäumen?

A

Vorteile:
- Kann sehr akkurat sein

Nachteile:
- erste Entscheidungen überproportional wichtig
- zu viel Training möglich

22
Q

Welche nicht-quantitativen Möglichkeiten gibt es um die Genauigkeit der Klassifikation zu überprüfen?

A
  • Vergleich mit Bild (visuell; sehr unzuverlässig)
  • Vergleich mit Karte (visuell; unzuverlässig)
  • Vergleich mit ground truth (visuell; bedingt abschätzbar)
23
Q

Welche quantitativen Möglichkeiten gibt es um die Genauigkeit der Klassifikation zu überprüfen?

A
  • Vergleich mit ground truth (digital; zuverlässig)
  • Verwendung von ground truth für Training (digital; zuverlässig)
  • Vergleich mit statistisch basierter Referenz (digital; best practice)
24
Q

Wie funktioniert die Überprüfung der Genauigkeit der Klassifikation?

A
  1. Stichprobenplan auswählen
  2. Beschaffung von Bodenreferenzdaten an den Beobachtungsorten
  3. Erstellung und Analyse der Fehlermatrix
  4. Akzeptieren oder Verwerfen der zuvor erstellten thematischen Karte

Wiederholen bis funzt.

25
Q

Was ist die Gesamtgenauigkeit (Overall accuracy)?

A

Wie viele der Pixel richtig klassifiziert wurden

26
Q

Was ist die Produzenten-Genauigkeit (Producer’s accuracy)?

A

Wie viele der Pixel im Testdatensatz wurden pro Klasse richtig klassifiziert?

27
Q

Was ist die Kappa-Analyse?

A

Die Kappa-Analyse gibt die Differenz in der Genauigkeit zwischen dem Datensatz aus Fernerkundungsdaten und den Referenzdaten an

28
Q

Welche Klassifizierungsmethoden gibt es bei unüberwachten Algorithmen?

A
  • k-Means
  • ISODATA (Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique)
29
Q

Wie funktioniert der k-Means-Algorithmus?

A

Der Spektralraum wird in Kandidatencluster zerlegt.
Daten werden in Cluster eingeteilt, indem sie dem nächstgelegenen Clusterzentrum zugeordnet werden.

30
Q

Was sind die Vorteile des k-Means-Algorithmus?

A
  • Setzt kein konkretes Wissen oder Training voraus
  • Ideal für Erkundung neuer Regionen
  • Kann als Datenreduktionsschritt genutzt werden
  • Industriestandard
31
Q

Was sind die Nachteile des k-Means-Algorithmus?

A
  • Anzahl der benötigten Cluster schlecht definiert
  • Cluster müssen identifiziert werden
  • Cluster können stark durchmischt sein
  • Falsche Cluster sind üblich
  • Funktioniert bei Datensätzen mit viel Rauschen nicht
32
Q

Was ist der ISODATA-Algorithmus?

A

Der ISODATA-Algorithmus ist eine Modifikation des k-Means-Algorithmus bei dem Cluster verbunden und aufgeteilt werden können

33
Q

Wie werden die Bereiche zum Training von Algorithmen ausgewählt?

A

Basierend auf bekannten Daten aus Feldarbeit, Kartenanalyse und persönlicher Erfahrung

34
Q

Was muss bei Change Detection auf Basis von Fernerkundungsdaten beachtet werden?

A
  • Fehler bei der Aufzeichnung können zu Fehlern in der Auswertung führen
  • Unterschiedliche Sensoren können in der Definition ihrer spektralen Bänder variieren und unterschiedlich kalibriert sein
  • Jahreszeitliche Änderungen sowie der Sonnenstand können die Daten beeinflussen
  • Unterschiedliche atmosphärische Bedingungen sorgen für Variationen in der Qualität der Daten
35
Q

Was ist Write Function Memory (WFM)?

A

Die Bänder in den RGB-Kanälen

36
Q

Welche Vorteile hat WFM?

A
  • visuelle Untersuchung von 2 oder 3 Jahren unspezifischer Veränderungen
  • erfordert normalerweise keine atmosphärische Korrektur
37
Q

Welche Nachteile hat WFM?

A
  • Nichtquantitativ
  • Keine “von-bis” Wechselklasseninformation
38
Q

Was passiert bei Multiple-Date Composite Image Change Detection?

A

Die Bänder von unterschiedlichen Zeitpunkten werden übereinander gelegt

39
Q

Was ist Image Algebra?

A

Änderung zwischen zwei Bildern wird durch band rationing und image differencing berechnet

40
Q

Was ist Image Differencing?

A

Die Werte von einem Bild werden von denen von einem anderen Bild abgezogen

41
Q

Was ist Post-Classisfication Comparison?

A

Zwei Karten werden in jedem Pixel verglichen

42
Q
A