リニア スペクトル分解 (Linear Spectral Unmixing) (Spatial Analyst)

Image Analyst ライセンスで利用できます。

Spatial Analyst のライセンスで利用可能。

サマリー

サブピクセル分類を実行し、ピクセルごとに異なる土地被覆タイプの部分存在量を算出します。

リニア スペクトル分解ツールの図

使用法

  • このツールは、複数の材料を含む個々のピクセルの材料率を計算します。 各バンドがそれぞれの土地被覆クラスの部分占有率に対応するマルチバンド ラスターを生成します。 たとえば、このツールを使用して、マルチスペクトル画像で土地被覆分類を実行し、光合成植生、露出土壌、および枯れた植生または非光合成植生を識別することができます。

  • このツールは、Esri スペクトル ライブラリー (.esl) や ENVI スペクトル ライブラリー形式 (.sli) など、複数のスペクトル データ入力形式をサポートしています。

  • ツールは、従来の JSON スペクトル入力形式をサポートしています。 次に、.json ファイルとして指定するスペクトル ファイルの例を示します:

    
    {
      "EsriEndmemberDefinitionFile" : 0,
      "FileVersion" : 1,
      "NumberOfEndmembers" : 3,
      "NumberOfBands" : 7,
      "Endmembers" : [	
        {
          "EndmemberID" : 1,
          "EndmemberName" : "urban",
          "SpectralProfile" : [
                88,
                42,
                48,
                38,
                86,
                115,
                59
              ]
        },
        {
          "EndmemberID" : 2,
          "EndmemberName" : "vegetation",
          "SpectralProfile" : [
                50,
                21,
                20,
                35,
                50,
                110,
                23
              ]
        },
        {
          "EndmemberID" : 3,
          "EndmemberName" : "water",
          "SpectralProfile" : [
                51,
                20,
                14,
                9,
                7,
                116,
                4
              ]
        }
      ]        
    }
  • 現在サポートされている分類器出力は、[最尤法による分類器定義ファイルの作成 (Train Maximum Likelihood Classifier)] ツールで生成される分類器定義ファイル (.ecd) のみです。

  • ポリゴン フィーチャには、次のフィールド名が必要です。

    • classname- クラス カテゴリー名を示すテキスト フィールド
    • classvalue- 各クラス カテゴリーの整数値を含む long integer フィールド
  • 各土地被覆クラスの部分占有率を計算する際、その解に負の係数または小数が含まれることがあります。 この場合、入力スペクトル プロファイルのトレーニング サンプルを確認し、各クラスが正確に表現されていることを確認してください。 正確である場合は、[出力値オプション][負以外] を指定します。

  • スペクトル入力が .ecd ファイル、トレーニング サンプル フィーチャクラス、または .json ファイルである場合、入力画像と入力スペクトル データのバンド数は一致する必要があります。

  • 入力スペクトルがスペクトル ライブラリー ファイル (.esl または .sli) から得られる場合、バンド数が一致しなければ、スペクトルのリサンプリングはバンド平均化手法を使用して適用されます。 必要に応じて、[スペクトル ライブラリーのリサンプリング (Resample Library Spectra)] ツールを使用してスペクトルをリサンプリングできます。

  • スペクトル データが、反射率の値が 0 ~ 1 の範囲にあるスペクトル ライブラリーから取得される場合 (USGS スペクトル ライブラリーなど)、入力地表面反射率ラスターにも 0 ~ 1 の値が含まれている必要があります。

  • 入力画像が 0 ~ 1 の範囲内ではない場合 (8 ビット、16 ビットなど)、スペクトル ビューアー ツールを使用して、材料のスペクトル シグネチャーを画像から取得することをおすすめします。 必要に応じて、[連続体の削除] チェックボックスをオンにし、ピクセル値と入力スペクトル ライブラリー データを正規化します。

  • [連続体の削除] チェックボックスをオンにすると、ローカル スペクトルの最大値間を接続する直線セグメントを使用して、凸包がスペクトルを覆うように配置されます。 連続体は、画像内の各ピクセルの実際のスペクトルと入力スペクトルに分割することで除去されます。 これにより、共通のベースラインから吸収フィーチャを比較できるようになります。

パラメーター

ラベル説明データ タイプ
入力ラスター

入力サーフェス反射率ラスター データセット。

Raster Dataset; Mosaic Dataset; Mosaic Layer; Raster Layer; File; Image Service
スペクトル ファイルまたはトレーニング フィーチャ

さまざまな土地被覆クラスのスペクトル情報。

ファイルには、次のいずれかを指定できます:

File; Feature Layer; String
出力値オプション
(オプション)

出力ピクセル値の定義方法を指定します。

  • 合計 1各ピクセルのクラス値は、すべてのクラスの合計が 1 に等しくなる 10 進形式となります。 例: Class1 = 0.16、Class2 = 0.24、Class3 = 0.60。
  • 負でない出力値が負になることはありません。
String
連続体の削除
(オプション)

スペクトルを画像または参照データから正規化するかどうかを指定します

  • オン - スペクトルが、画像または参照データから正規化されます。
  • オフ - スペクトルは、画像または参照データから正規化されません。 これがデフォルトです。

スペクトルを画像または参照データから正規化するかどうかを指定します

  • REMOVE_CONTINUUMスペクトルが、画像または参照データから正規化されます。
  • NO_REMOVE_CONTINUUMスペクトルは、画像または参照データから正規化されません。 これがデフォルトです。
Boolean

戻り値

ラベル説明データ タイプ
出力ラスター

出力マルチバンドのラスター データセット。

Raster

LinearSpectralUnmixing(in_raster, in_spectral_profile_file, {value_option}, {remove_continuum})
名前説明データ タイプ
in_raster

入力サーフェス反射率ラスター データセット。

Raster Dataset; Mosaic Dataset; Mosaic Layer; Raster Layer; File; Image Service
in_spectral_profile_file

さまざまな土地被覆クラスのスペクトル情報。

ファイルには、次のいずれかを指定できます:

File; Feature Layer; String
value_option
[value_option,...]
(オプション)

出力ピクセル値の定義方法を指定します。

  • SUM_TO_ONE各ピクセルのクラス値は、すべてのクラスの合計が 1 に等しくなる 10 進形式となります。 例: Class1 = 0.16、Class2 = 0.24、Class3 = 0.60。
  • NON_NEGATIVE出力値が負になることはありません。
String
remove_continuum
(オプション)

スペクトルを画像または参照データから正規化するかどうかを指定します

  • オン - スペクトルが、画像または参照データから正規化されます。
  • オフ - スペクトルは、画像または参照データから正規化されません。 これがデフォルトです。

スペクトルを画像または参照データから正規化するかどうかを指定します

  • REMOVE_CONTINUUMスペクトルが、画像または参照データから正規化されます。
  • NO_REMOVE_CONTINUUMスペクトルは、画像または参照データから正規化されません。 これがデフォルトです。
Boolean

戻り値

名前説明データ タイプ
out_raster

出力マルチバンドのラスター データセット。

Raster

コードのサンプル

LinearSpectralUnmixing の例 1 (Python ウィンドウ)

この例では、分類器定義ファイル (.ecd) からクラスの部分占有率を計算し、マルチバンド ラスターを生成します。

# Import system modules
import arcpy
from arcpy.sa import *

# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("SpatialAnalyst")

# Execute 
unmixing_outputs = LinearSpectralUnmixing("C:/data/landsat7_image.crf",
    "C:/data/train_maxi_likelihood_ecd_output.ecd", "SUM_TO_ONE;NON_NEGATIVE")
	
# Save output
unmixing_outputs.save("C:/data/unmixing_outputs.crf")
LinearSpectralUnmixing の例 2 (スタンドアロン スクリプト)

この例では、分類器定義ファイル (.ecd) からクラスの部分占有率を計算し、マルチバンド ラスターを生成します。

# Import system modules
import arcpy
from arcpy.sa import *

# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("SpatialAnalyst")

# Define input parameters
inFile = "C:/data/landsat7_image.crf"
json_file = "C:/data/customized_endmembers.json"
options = "SUM_TO_ONE" 

# Execute 
unmixing_outputs = LinearSpectralUnmixing(inFile, json_file, options)
	
# Save output
unmixing_outputs.save("C:/data/unmixing_outputs_using_json.crf")
LinearSpectralUnmixing の例 3 (スタンドアロン スクリプト)

この例では、トレーニング サンプル フィーチャクラス (.ecd) からクラスの部分占有率を計算し、マルチバンド ラスターを生成します。

# Import system modules
import arcpy
from arcpy.sa import *

# Check out the ArcGIS Spatial Analyst extension license
arcpy.CheckOutExtension("SpatialAnalyst")

# Define input parameters
inFile = "C:/data/landsat7_image.crf"
training_features = "C:/data/training_features.shp"
options = "SUM_TO_ONE;NON_NEGATIVE" 

# Execute 
unmixing_outputs = LinearSpectralUnmixing(inFile, training_features, options)
	
# Save output
unmixing_outputs.save("C:/data/unmixing_outputs_using_training_features.crf")

ライセンス情報

  • Basic: 次のものが必要 Spatial Analyst または Image Analyst
  • Standard: 次のものが必要 Spatial Analyst または Image Analyst
  • Advanced: 次のものが必要 Spatial Analyst または Image Analyst

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