获得 Image Analyst 许可后可用。
目标检测工作流涉及识别高光谱或多光谱影像中对应于特定光谱特征的像素。 此过程能够检测不同的材料,包括矿物、植物物种、开发情况和建造的物体。 它对于各种应用至关重要,包括地质测绘、环境监测、军事侦察、农业以及资源识别和制图应用。
通过使用诸如自适应余弦估值器 (ACE)、受约束的能量最小化 (CEM) 和匹配滤波器 (MF) 等的全局统计,ArcGIS Pro 为从基础像素级光谱匹配到高级像素级匹配的目标检测工作流提供各种基于光谱的匹配算法。 基础像素级光谱匹配包括光谱角度映射器 (SAM)、光谱信息散度 (SID)、归一化光谱相似性得分 (NS3) 等。 这使得在影像分析工作流中使用来自已发布光谱库(如 USGS)的光谱数据成为可能。
“目标检测向导”可指导您完成整个检测过程,包括配置输入、定义空间和光谱处理范围、计算影像和目标之间的光谱匹配情况、阈值处理、后处理和生成输出检测结果。
“目标检测向导”可从影像选项卡上的分析组访问。 单击光谱分析下拉菜单,然后选择目标检测向导。
配置
“目标检测向导”的第一步是配置页面,可在其中设置输入影像、输入光谱、定义处理范围和光谱范围。

“配置”页面的设置如下所述。
- 输入影像 - 输入影像可以是多波段或高光谱影像。
- 波段 - 指定要包含在分析中的波段。 其中包括以下选项:
- 全部使用 - 使用输入影像中的所有波段。 这是默认设置。
- 按 ID 划分子集 - 根据 ID 范围选择波段。 这通常是波段编号。
- 按波长划分子集 - 根据波长范围选择波段。
- 按名称划分子集 - 根据波段名称选择波段。
当您选择对影像数据进行子集划分时,将出现一个对话框供您指定一个波段、多个波段、波段范围、多个波段范围或单个波段和波段范围的混合。 使用下拉列表选择波段。 要指定波段的范围,请选择范围的最小值和最大值。 通过按键盘上的 Enter 键添加更多波段或波段组合。
- 处理范围 - 指定分析的范围。 其中包括以下选项:
- 全图 - 使用整个输入影像的范围。 这是默认设置。
- 当前显示范围 - 使用当前显示范围。
- 选择地图中的图层作为处理范围。
- 浏览到定义范围的已保存的 shapefile。
- 目标光谱特征 - 目标材料的光谱特征。 目标光谱特征可以包括在光谱特征库中。
注:
目标光谱特征将包括光谱库中的所有光谱特征,因此它们应是感兴趣材料特定的特征。
单击下一步移至工作流的下一步。
计算匹配得分
在计算匹配得分页面中,指定用于计算输入影像和目标光谱特征之间的匹配得分的检测方法:
- SAM - 光谱角度映射器 (SAM) 方法可测量目标光谱和像素光谱之间的角度。 此选项对照明变化不敏感。
- SID - 光谱信息散度 (SID) 方法测量目标光谱除以像素光谱的概率分布之间的散度。 该选项在识别混合像素光谱方面十分有效。
- SID-SAM - 计算 SID 得分与 SAM 得分正切的乘积。 与单独的 SID 和 SAM 选项相比,此选项具有更好的区分能力。
- NS3 - 归一化光谱相似性得分 (NS3) 方法根据欧氏距离和光谱角度映射器得分计算光谱匹配得分。 该选项具有较高的区分能力,但需要大量的参考数据才能获得较高的精度。
- ACE - 自适应余弦估值器 (ACE) 方法可在对背景噪声进行归一化后估计目标矢量(表示感兴趣的对象)和像素的光谱特征之间的相似性。 当高光谱影像具有明显的背景杂波时,请使用此选项。
- CEM - 受约束的能量最小化 (CEM) 方法使用有限脉冲响应 (FIR) 滤波器,当光谱与目标光谱相似度更高时,该滤波器对像素光谱的响应更大。 当背景噪声最小时使用此选项。
- MF - 匹配滤波器 (MF) 方法使用 FIR 滤波器,当光谱与减去均值的目标光谱相似度更高时,该滤波器对减去均值的像素光谱的响应更大。 当背景噪声为附加高斯白噪声时,请使用此选项。
注:
所有得分都被标准化为 0-1,其中得分越高表示匹配越好。单击运行以创建由匹配得分组成的输出栅格,该栅格在当前 ArcGIS Pro 工程文件夹下的 TargetDetection 文件夹中创建。 对于单个目标的用例,得分栅格为单波段,对于多目标用例,得分栅格为多波段。 单击下一步以进行工作流的下一步。
阈值
您可通过阈值页面过滤得分栅格中与目标最匹配的像素。 当页面出现时,将显示得分栅格的直方图,以及设置阈值的控件。 预览图层将添加到应用了默认阈值的地图中。
使用直方图控件设置阈值,以识别得分栅格中的异常。 通过输入值或使用增加或减少控件微调来设置阈值。 单击一次可将阈值更改 0.001;继续按增加和减少控件可以使用更大的增量进行更改。
您还可以通过按下直方图显示中的控件并沿直方图滑动来调整阈值。 使用缩放控件放大和缩小直方图。 通过此功能,您可以交互方式微调阈值。
注:
直方图显示经过优化,使您能够以交互方式选择阈值。 虽然直方图值是正确的,但是可以优化直方图的形状以容纳异常,同时保持大部分直方图值的形状。
当您以交互方式调整直方图上的阈值时,结果将以预览形式显示在地图中的得分栅格上。 首次设置阈值时,单击预览以在地图中显示结果。 启用预览后,对阈值的任何调整都将以交互方式显示在地图上。

在多个目标的情况下,在列表中选择一个目标,显示和直方图控制将更新为该目标对应的波段。 (可选)您可以使用显示为 RGB 复选框来更新使用 RGB 显示的预览。
提示:
- 如果预览图层被禁用或从地图中移除,请单击预览按钮以重新生成。
- 如果要重置预览图层,请从地图中移除该图层,然后单击预览按钮以重新生成。
- 通过右键单击波段名称并选择目标材料,可以在内容窗格中更改 RGB 的波段。

- 与任何特征不匹配的像素将显示为黑色。 您可以通过单击符号系统 > 掩膜 > 背景将其显示为透明背景。
一个像素可以具有多个匹配的目标。 如果要仅使用一个目标对像素进行分类,请选中按最佳匹配分类像素复选框。 此操作将打开按最佳匹配分类像素对话框。
按最佳匹配分类像素
通过选中按最佳匹配像素分类复选框,可以启用此页面。 它为每个像素确定具有最佳得分的目标,并为每个目标定义颜色。

单击色块以指定相应目标的颜色。
输出生成
使用输出生成页面中的参数和选项准备最终结果。 您可以将目标检测结果输出为栅格数据集。 选择按最佳匹配分类像素选项以创建分类输出时,可以选择输出要素类,还可以选择在创建最终输出之前进一步处理目标检测结果。
输出生成页面的设置如下所述。
两个可选的复选框用于增强分类输出的结果。
- 最小区域大小(像素)- 选中该复选框可设置输出的最小区域大小。 像素数小于指定大小的区域将从输出中移除。 此操作会消除最终结果中不重要的区域和像素噪声效果。
- 平滑邻域 - 使用一种平滑内核(包括 2x2、3x3、4x4 和 5x5)来平滑结果。 内核越大,平滑的结果越多。 此操作可创建更加连续的区域。
单击预览按钮创建预览图层以查看增强的结果。
- 结果另存为 - 指定用于生成结果的输出类型:
- 栅格数据集 - 将结果另存为栅格数据集。
- 要素类 - 结果保存为面要素类,可用于分类输出。
- 输出数据集 - 输出数据集的名称。 如果输出为栅格数据集,请指定文件扩展名以生成受支持、可写入格式的栅格。
- 单击运行将最终目标检测输出创建为栅格数据集或要素类。
最终结果图