Spatial Analyst のセグメンテーションと分類ツールを使って画像分類してみよう!

ArcGIS for Desktop のエクステンション製品である Spatial Analyst は、主にラスター データセットを使った空間解析機能を提供しています。ArcGIS 10.3 for Desktop からは、Spatial Analyst ツールに [セグメンテーションと分類] ツールセットが追加されました。今回紹介するツールセットは、類似するスペクトル特性をもつ近隣ピクセル同士をグループとしてまとめ、その画像を基に分類します。ピクセル ベースの画像分類よりも、目視判読により近い分類結果を得ることができます。本記事では、このツールセットの利用方法をご紹介します。

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■どんなツール?
このツールは、ArcGIS でサポートしている衛星画像などのラスター データセットを画像分類するためのツールです。類似のスペクトル特性を持つ近隣のピクセルを 1 つのグループとしてまとめ(セグメント化)、セグメント化したラスター データセットをもとに分類器定義ファイル(.ecd)を作成します。この分類器定義ファイルを使用して、ラスター データセットを分類します。

■どうやって使うの?
ツールセットには、6 つのジオプロセシング ツールが格納されています。これらの具体的な利用手順を図に示します。

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上の図に記載していない [セグメント属性の計算] ジオプロセシング ツールは、セグメント化された画像の属性を計算します。これにより、サード パーティーの統計やグラフィックス アプリケーションでセグメント画像を分析したり、ArcGIS がサポートしていないその他の分類器への入力ファイルとして使用したりできますので、ArcGIS でサポートしていないデータ形式やアプリケーション パッケージなどとの相互利用性が高まります。

■セグメント化すると、ラスター データ セットはどう変わるの?
次の画像は、赤外カラー合成した WorldView-2 画像(Digital Globe 社提供)(上)と、[セグメント平均シフト] ジオプロセシング ツールを使用してセグメント化した同画像です(下)。植生の部分が赤色で表示されています。 赤外カラー合成画像に比べて、セグメント画像は類似するスペクトル特性をもつ近隣ピクセルがグループ化されていることが分かります。

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■実際に分類してみると・・・?
衛星画像(上画像:WorldView-2)をセグメント化し、各分類器定義ファイルを使用してセグメント画像を [ラスターの分類] ジオプロセシング ツールで分類すると・・・航空機の形状もくっきりと分類できます(下画像:灰色…空港における滑走路面、白色…航空機の機体やボーディング ブリッジ、黄色…その他)。

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以上のように、[セグメンテーションと分類] ツール セットを使うことで、高解像度の衛星画像などを使用した場合も、正確度の高い画像分類を実現します。ぜひご活用ください。

■関連ブログ
何ができるの? ArcGIS Spatial Analyst – 画像分類・ジェネラライズ –

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