Мультиспектральные снимки - инструмент, позволяющий выделять разные типы объектов ландшафта. Естественные и антропогенные объекты, как правило, характеризуются различными спектральными сигнатурами, что может использоваться для их идентификации среди других объектов Спектральные профили позволяют выбирать области интереса либо расположенные на земной поверхности объекты на изображении и просматривать их спектральную информацию во всех каналах в виде диаграммы. Спектральный профиль содержит геометрию для определения выборки пикселов и изображения с ключевыми метаданными, из которого создается выборка.
Чтобы создать диаграмму, щелкните анализируемый слой правой кнопкой мыши на панели Содержание выберите Создать диаграмму и щелкните Спектральный профиль, чтобы открыть панель Свойства диаграммы. Чтобы задать параметры диаграммы, щелкните вкладку Данные вверху панели Свойства диаграммы.
Определение области исследования для вашего спектрального профиля.
Есть несколько вариантов задания набора пикселов для профиля. Можно использовать инструменты Задания области интереса в верхней части панели Свойства диаграммы, чтобы очертить область или объект интереса в виде карты.
Значения пикселов каналов изображения, пересекающие область интереса, будут выведены на экран. Обведите область интереса с помощью точек, линий, круга, прямоугольника, полигона или произвольной формы. Дополнительно можно задать область интереса, выбрав находящийся на изображении линейный, точечный или полигональный векторный слой в виде карты. Если у вас есть сегментированный слой изображения на панели Содержание, можно в качестве области интереса выбрать сегмент. Воспользуйтесь стрелкой ниспадающего меню, расположенной рядом со значком сегмента, чтобы выбрать нужное вам сегментированное изображение. Большие области интереса или сегменты могут повлиять на производительность создания диаграммы. Чтобы свести к минимуму эти эффекты, избегайте крупных выборок регионального масштаба.
Воспользуйтесь инструментом выбора цвета, чтобы выбрать цвет при задании области интереса. Используйте разные цвета для различных объектов, которые должны сравниваться в вашем спектральном профиле. Если вы не укажете цвет для заданной области, каждой области автоматически будет назначен случайный цвет.
Задание спектрального профиля
Каждая собранная вами область интереса будет появляться в таблице под Спектральными профилями и помечается подписью по умолчанию, например Profile_1, Profile_2 и далее по мере их сбора. Чтобы создать собственные подписи, выберите подпись для области интереса, введите новую строку и нажмите клавишу Tab для регистрации строки. Подписи сохраняются по мере их ввода и становятся доступными в списке для их повторного использования. Можно выбрать другой цвет для всех областей интереса, щелкнув квадратик цвета и выбрать цвет инструментом.
Отметьте опцию Включено для управления областью интереса, которая отображается на диаграмме спектрального профиля и в виде карты. Вы также можете удалить область интереса либо переместить ее в другое место списка стрелками вверх и вниз. Этими выборками определяется, какие данные обрабатываются и отображаются в диаграмме спектрального профиля и какие данные отображаются.
При задании спектрального профиля с помощью набора пикселов по умолчанию будет использована линейная диаграмма. Можно также показать спектральные профили другого типа.
Лучшим типом для спектрального профиля, определяющегося точкой, является вариант Средняя линия, так как нет диапазона значений.
Можно создать спектральный профиль одноканального изображения, но вариант Средняя линия для Тип графика будет недоступен. На спектральном графике одноканального изображения изобразятся полезная информация, например, значения минимума, максимума, медианы и квартиля.
Типы графика и диаграммы
Для визуализации и анализа данных спектрального профиля есть несколько типов графиков. Данные для каждой имеющейся области интереса или для всего изображения обрабатываются и отображаются в виде спектрального профиля выбранного вами типа.
Средняя линия
Средняя линия - это линия, соединяющая средние значения для набора пикселов каждого канала. У набора точек нет средних значений и используются значения пиксела в каждом канале.
Ящичек
Диаграмма типа Ящичковая позволяет вам отображать и сравнивать распределение и основной тренд для значений пикселов для квартилей. Квартили - это способ разбиения числовых значений на категории на четыре разных группы, основываясь на пяти ключевых значениях: минимум, первый квартиль, медиана, третий квартиль и максимум
Ящичковая часть диаграммы показывает средние 50% значений, которые также известны, как межквартильный диапазон (IQR). IQR (межквартильный диапазон) показывает изменчивость в наборе значений. Большой IQR указывает на большой разброс значений, в то время как меньший IQR указывает на то, что большая часть значений выпадает вблизи центра. Например, сельскохозяйственное поле с разным объемом сбора урожая будет иметь высокую изменчивость, в то время как голые поля или те, которые засеены зрелыми культурами, будут иметь более низкую изменчивость в спектре. Ящичковые диаграммы также иллюстрируют минимальное и максимальное значения данных статистическими «усами» (вертикальными линиями), простирающимися от ящичка, и, дополнительно, выбросы в виде точек, выходящих за пределы этих «усов».
Ящички и Средние линии
При использовании этого варианта диаграмм рисуются ящички и линия графика, соединяющая средние значения в пределах набора пикселов вашей области интереса. Отображаются несколько ящичков и линий для каждого наземного объекта в каждом канале.
Объединенные ящички и Средние линии
Диаграмма такого типа объединяет диапазон ящичков в один ящик с новым диапазоном, IQR, медианой и квартилями, отображая при этом средние линии для каждого профиля.
Эта диаграмма полезна, если вы собираете похожие объекты, сегменты либо интерактивно собираете похожие объекты К примеру, она хорошо подходит для сельскохозяйственных полей с одной и той же культурой, но с разным качеством посевов, что ведет к вариации между такими участками.
Как работать с некорректными данными
Иногда изображения содержат недопустимые данные, такие как отрицательные значения и отсутствующие каналы, особенно при использовании суперспектральных или гиперспектральных спутниковых данных. В этих случаях недопустимые данные не отображаются на диаграмме, и график спектрального профиля будет содержать разрывы. Пример графика средней линии с отсутствующими каналами показан ниже.
Показать выбросы
Выбросы позволяют более глубоко исследовать ваши данные. Выбросы доступны для следующих типов диаграмм: Ящички, Ящички и средние линии и Объединенные средние линии. При выборе выбросов на диаграмме соответствующие пикселы будут подсвечены на экране. К примеру, можно получить такую информацию из мультиспектральных снимков, как, например, NDVI. Нарисуйте или выберите область интереса, покажите выбросы спектрального графика, выберите их и определите, какие части полей являются проблемными и требуют повышенного внимания.
Оси
У спектральных профилей есть оси x и y. Ось x задает число каналов изображения для создания профилей и длины волн этих каналов. Значения пикселов в разных каналах откладываются по сети y. Внешний вид оси диаграммы задается на панели Свойства диаграммы на вкладке Ось.
Ось X
По оси x показаны каналы и длины волн электромагнитного спектра для этих каналов. При построении диаграмм «ящички», «ящички и средние линии» и «объединенные средние линии» ось X обозначается названиями каналов. Остановите курсор над ящичками диаграммы, чтобы увидеть информацию о длинах волн. Для диаграммы средней линии вы можете выбрать для оси х в качестве единиц измерения ID каналов, Длину волны канала или Имя канала.
При работе с такими одноканальными изображениями, как NDVI или «шапочка с кисточкой», по оси x нет единиц измерения. Каждый столбец по оси x соответствует каждому собранному профилю объекта земной поверхности.
Ось Y
Ось y используется для измерения значений пиксела или объекта земной поверхности, состоящих из статистических измерений для значений минимума, первого квартиля, медианы, третьего квартиля и максимума. Минимальные и максимальные граничные значения по оси Y устанавливаются в соответствии с диапазоном данных по оси Y. Эти значения можно настроить, введя нужные граничные значения по осям. Щелчок на кнопке сброса вернет граничные значения оси к настройкам по умолчанию. Это может быть полезным, если ящички не характеризуются широким диапазоном значений и оказываются слишком маленькими.
Числовой формат
Вы можете отформатировать способ отображения числовых значений оси y, указав категорию форматирования или задав пользовательский формат.
Подписывание диаграммы
Щелкните вкладку Общие вверху панели Свойства диаграммы. Укажите заголовок для вашей диаграммы и легенды и подпишите оси x и y. Вы можете также добавить подробное описание вашей диаграммы спектрального профиля.
Дополнительную информацию о том, как настроить внешний вид диаграммы спектрального профиля, см. в разделе Изменение внешнего вида диаграммы.