Pixel value change detection

Change detection using continuous data is based on computing the differences between optical imagery or modeled data—such as temperature or wind speed—on a pixel-by-pixel basis.

The purpose of comparing continuous modeled data is typically to identify areas that have changed in magnitude or in a particular direction, usually over a period of time. ArcGIS Pro provides several methods for comparing multiple continuous raster datasets.

Pixel value change detection between two vegetation index rasters

La función ráster Calcular cambio calcula la diferencia entre dos capas ráster sobre la marcha. Solo se procesan los píxeles dentro de la extensión visible y, si se aleja más allá de la resolución de origen de los datos de entrada, los píxeles se remuestrean a un tamaño mayor para acelerar el procesamiento. Esta es una forma de calcular el cambio para una rápida visualización y evaluación del cambio. Puede combinar esta función con otras funciones ráster para un flujo de trabajo más complejo.

La herramienta de geoprocesamiento Calcular cambiar ráster calcula la diferencia entre dos datasets ráster y genera un nuevo dataset ráster que contiene la información del cambio. Puede combinar esta herramienta con otras herramientas para un flujo de trabajo más complejo.

El Asistente de detección de cambios combina herramientas y funciones para guiarle a través del proceso de realización de detección de cambios categóricos, detección de cambios de valor de píxel o detección de cambios de serie temporal. Puede comparar dos datasets ráster o dos divisiones en zonas en un dataset ráster multidimensional.

The following section provides details on each pane in the Change Detection Wizard when performing continuous change detection.

Change Detection Wizard

El Asistente de detección de cambios se inicia desde el botón desplegable de detección de cambios de la pestaña Imágenes, en el grupo Análisis. El botón no está disponible si no está trabajando en una escena de mapa 2D o si no tiene la extensión de Image Analyst .

Configure pane

The first pane in the Change Detection Wizard is the Configure pane, where you set the Change Detection Method value. To compare continuous datasets, set Change Detection Method to Pixel Value Change.

If a continuous raster is selected in the Contents pane when the wizard is launched, the Change Detection Method option is set to Pixel Value Change by default.

ParameterDescription

De ráster

El primer ráster que se utilizará en el cómputo. Para evaluar el cambio de la hora 1 (anterior) a la hora 2 (posterior), introduzca el ráster de la hora 1.

A ráster

El segundo ráster que se utilizará en el cómputo. Para evaluar el cambio de la hora 1 (anterior) a la hora 2 (posterior), introduzca el ráster de la hora 2.

Para comparar dos divisiones en zonas en un dataset multidimensional, introduzca el ráster multidimensional como el parámetro De ráster. El panel Configurar se actualiza con los parámetros de la tabla siguiente.

ParameterDescription

Variable

La variable que se va a analizar.

Dimensión

El campo de dimensión que se va a utilizar para comparar las divisiones en zonas.

Desde división en zonas

La primera división en zonas que se va a utilizar en el cálculo. Para evaluar el cambio de la hora 1 (anterior) a la hora 2 (posterior), introduzca la división en zonas de la hora 1.

A división en zonas

La segunda división en zonas que se va a utilizar en el cálculo. Para evaluar el cambio de la hora 1 (anterior) a la hora 2 (posterior), introduzca la división en zonas de la hora 2.

Processing Extent

The processing extent for the output.

X Skip Factor

The x skip factor used to calculate statistics and the histogram for the change raster.

Y Skip Factor

The y skip factor used to calculate statistics and the histogram for the change raster.

Band Difference pane

The Band Difference pane allows you to specify how to compare the input continuous raster datasets. If the data is multiband imagery, you can compare a single band between the two images or first calculate a band index before comparing.

ParameterDescription

Difference Type

The difference method to use in the calculation.

  • Absolute—The mathematical difference, or subtraction, between the pixel values in the From Raster parameter and the pixel values in the To Raster parameter.
    Output = (To Raster) - (From Raster)
    This is the default.
  • Relative—The difference in pixel values accounting for the quantities of the values being compared.
    Output = (To Raster - From Raster) / max(To Raster, From Raster)

Band Difference Method

Choose how you want to compare the continuous rasters.

  • Single Band Difference—Calculate the difference between band values for a single band in each raster.
  • Band Index Difference—Calculate a band index on each raster; then calculate the difference between index values.

From Raster Band and To Raster Band

Select the band in the From Raster parameter and the band in the To Raster parameter to compare in the calculation. This parameter is required when Band Difference Method is set to Single Band Difference.

Typically, you compare pixel values from the same band in both images. For example, compare the Near Infrared band values between two dates. Occasionally, the band indexes are different between the two images, for example, if comparing Landsat 5 imagery to Landsat 8 imagery, so it is important to specify the band from each image.

Band Index

Select the band index to calculate for each raster before computing the difference between them. This parameter is required when Band Difference Method is set to Single Band Difference.

The list of options is the same list of indexes available in the Indices Gallery.

You need to specify the bands required to generate the index for each image.

Cell Size Type

Elija el tamaño de celda que desee usar en el ráster de salida. Si todos los tamaños de celda de entrada son iguales, todas las opciones generarán los mismos resultados.

  • Primero de: utiliza el primer tamaño de celda de los rásters de entrada.
  • Mínimo de: utiliza el tamaño de celda más pequeño de todos los rásters de entrada.
  • Máximo de: utiliza el tamaño de celda más grande de todos los rásters de entrada. Esta es la opción predeterminada.
  • Valor medio de: utiliza el tamaño de celda medio de todos los rásters de entrada.
  • Último de: utiliza el último tamaño de celda de los rásteres de entrada.

Extent Type

Elija qué extensión se debería usar en el ráster de salida.

  • Primero de: utiliza la extensión del primer ráster de entrada para determinar la extensión del procesamiento.

  • Intersección de: utiliza la extensión de los píxeles superpuestos para determinar la extensión del procesamiento. Esta es la opción predeterminada.
  • Unión de: utiliza la extensión de todos los rásters para determinar la extensión del procesamiento.
  • Último de: utiliza la extensión del último ráster de entrada para determinar la extensión del procesamiento.

Haga clic en Vista previa para agregar una capa de vista previa al mapa, utilizando las opciones que especificó. Puede modificar las opciones y hacer clic en Actualizar vista previa para actualizar la capa de vista previa con las nuevas opciones.

Nota:

Las capas de vista previa se generan utilizando funciones ráster. Cuando se aleja más allá de la resolución de origen, las funciones ráster procesan los datos utilizando un tamaño de píxel remuestreado. Para asegurarse de que la vista previa tenga el aspecto que desea ver en el resultado final, acérquese a la resolución de origen de los datos. Haga clic con el botón derecho en la capa de vista previa y haga clic en Zoom a la resolución de origen.

When you click Next in the Band Difference pane, the wizard computes the band index (if applicable), computes the difference between the rasters, and calculates the histogram of difference values. This may take some time depending on the size of your datasets.

Classify Difference pane

The Classify Difference pane allows you to explore the differences in pixel values on the fly in your map, and use the information to classify the results. For example, you can classify changes in NDVI into Loss or Gain classes, or you can classify differences in NIR band values to extract a burn scar, and classify it as a Burn Area class.

The Explore Differences section takes up the top half of the Classify Difference pane.

The Explore Differences section and interactive histogram
The histogram of difference values is displayed along with interactive handles for visualizing change. The Preview_Mask layer is added to the map by default when this pane is opened. When you drag the minimum and maximum histogram handles to different values in the histogram, the pixel values between the minimum and maximum are visible in the Preview_Mask layer on your map. All other pixel values are masked out and not visible. It may be easier to see the values if all other layers in the map are turned off. You can also modify the symbology of the Preview_Mask layer to more easily view the results.

To skip classification and retain the original pixel value differences, uncheck the Classify the difference in values parameter, and click Next to move on to the next pane.

Use the interactive histogram to generate classes

To use the interactive histogram to generate classes, complete the following steps:

  1. Drag the minimum and maximum handles in the histogram until you have identified the change information that is important to your analysis (for example, strong negative change).
  2. Click the Add New Class button Insert Down Arrow.

    The minimum and maximum values selected in the histogram are added as minimum and maximum class values in the Classify Output table at the bottom of the pane.

  3. In the Classify Output table, add the class value (an integer) to the Output field and the name of the class to the Class Name field. These are required.
  4. Specify the color to use to symbolize the class.

Manually generate classes

To manually enter class information, without using the interactive histogram, complete the following steps:

  1. Click the Generate button Esquema de colores.
  2. In the Generate pane, set the Maximum Value parameter to the number of classes you want to generate.

    You can specify a base name for the classes associated with each unique value. You can also specify the color scheme and the transparency for the class symbology.

  3. When finished, click OK.
  4. In the Classify Output table, manually type in the Minimum and Maximum difference field values for each class.

Haga clic en Vista previa para agregar una capa de vista previa al mapa, utilizando las opciones que especificó. Puede modificar las opciones y hacer clic en Actualizar vista previa para actualizar la capa de vista previa con las nuevas opciones.

Nota:

Las capas de vista previa se generan utilizando funciones ráster. Cuando se aleja más allá de la resolución de origen, las funciones ráster procesan los datos utilizando un tamaño de píxel remuestreado. Para asegurarse de que la vista previa tenga el aspecto que desea ver en el resultado final, acérquese a la resolución de origen de los datos. Haga clic con el botón derecho en la capa de vista previa y haga clic en Zoom a la resolución de origen.

Post-processing pane

El panel Posprocesamiento permite suavizar los resultados y generar una salida.

ParameterDescription

Vecindad de suavizado

El tamaño de la vecindad focal que se va a utilizar, en filas y columnas de píxeles, para suavizar los resultados.

  • Ninguno: no se realiza el suavizado. Esta es la opción predeterminada.
  • 3 × 3: los resultados de suavizado se basan en una vecindad de 3 filas de píxeles por 3 columnas de píxeles.
  • 5 × 5: los resultados de suavizado se basan en una vecindad de 5 filas de píxeles por 5 columnas de píxeles.
  • 7 × 7: los resultados de suavizado se basan en una vecindad de 7 filas de píxeles por 7 columnas de píxeles.

Método de relleno de estadísticas

El método estadístico que se utiliza para recalcular los valores de píxel para un resultado más suave.

  • Mínimo: calcula el valor mínimo de los píxeles dentro de la vecindad.
  • Máximo: calcula el valor máximo de los píxeles dentro de la vecindad.
  • Media: calcula el valor medio de los píxeles dentro de la vecindad. Esta es la opción predeterminada.
  • Desviación estándar: calcula el valor de la desviación estándar de los píxeles dentro de la vecindad.
  • Valor medio: calcula el valor medio de los píxeles dentro de la vecindad.
  • Mayoría: calcula el valor de mayoría o el valor que se produce con mayor frecuencia de los píxeles dentro de la vecindad.
  • Minoría: calcula el valor de minoría o el valor que se produce con menor frecuencia de los píxeles dentro de la vecindad.

Guardar resultado como

Especifique el tipo de salida que se genera.

  • Dataset ráster: los resultados se guardan como un dataset ráster.
  • Plantilla de función ráster: los resultados se guardan como una plantilla de función ráster para procesamiento adicional.
  • Clase de entidad: los resultados se guardan como una clase de entidad poligonal.

Dataset de salida

El nombre del dataset de salida. Este parámetro solo está disponible si Guardar resultado como está establecido en Dataset ráster o Clase de entidad. Si la salida es un dataset ráster, especifique la extensión de archivo para generar un ráster en un formato compatible.

Para opciones de suavizado adicionales, puede utilizar la función ráster Estadísticas en los resultados. Elija Ninguno como Vecindad de suavizado en el asistente y utilice la función ráster Estadísticas en el dataset ráster de salida.

Haga clic en Vista previa para agregar una capa de vista previa al mapa, utilizando las opciones que especificó. Puede modificar las opciones y hacer clic en Actualizar vista previa para actualizar la capa de vista previa con las nuevas opciones.

Nota:

Las capas de vista previa se generan utilizando funciones ráster. Cuando se aleja más allá de la resolución de origen, las funciones ráster procesan los datos utilizando un tamaño de píxel remuestreado. Para asegurarse de que la vista previa tenga el aspecto que desea ver en el resultado final, acérquese a la resolución de origen de los datos. Haga clic con el botón derecho en la capa de vista previa y haga clic en Zoom a la resolución de origen.

Example

The following example extracts loss in Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI) values between two Landsat 8 images.

  1. Add the two Landsat 8 images to your map.
  2. With the earlier image layer selected in the Contents pane, launch the Change Detection Wizard from the Imagery tab in the Analysis group.

    In the Configure pane, the From Raster parameter is set to the earlier raster layer.

  3. Set the To Raster parameter to the later raster layer.
  4. Click Next.
  5. In the Band Difference pane, set the analysis to compute changes in SAVI values.
    1. Set the Difference Type parameter to Absolute.
    2. Set the Band Difference Method parameter to Band Index Difference.
    3. In the Band Index Parameters — From Raster section, set Near Infrared Band Index to Band 5 and set Red Band Index to Band 4. Keep the default Soil-brightness correction factor value of 0.5.
    4. In the Band Index Parameters — To Raster section, set Near Infrared Band Index to Band 5 and set Red Band Index to Band 4. Keep the default Soil-brightness correction factor value of 0.5.
    5. Set the Cell Size Type parameter to Max of, and the Extent Type parameter to Intersection of.
  6. Click Next.
  7. In the Classify Difference pane, drag the maximum histogram handle to 0, and leave the minimum histogram handle at the lowest negative value. Click Add New Class.
  8. In the Classify Output table, set the Output field value to 1, the Class Name field to Loss, and use the color picker to select a red color.
  9. Click Next.
  10. In the Post-processing pane, set the Smoothing Neighborhood parameter to 3 x 3 and the Statistics Fill Method parameter to Majority.
  11. For the Output Dataset parameter, type SAVI_Loss.tif. Click Run.
  12. When the dataset is added to the map, click Finish to close the Change Detection Wizard.

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