Cognition软件——自学第1篇 基础概念

易康系列软件作为面向对象影像分析技术的专业软件，与传统的ERDAS/ENVI/PCI等有明显的不同，虽然ERDAS和ENVI里也有相应的面向对象分类模块，但其对高分辨率影像的信息提取效果，及高分辨率影像涉及的各个行业的应用范围无法与易康软件相比，从国外相关的面向对象分类文献中便可探知一二。易康中是如何实现面向对象分类技术流程的？给你一幅高分辨率影像如何利用易康软件进行信息提取和成果输出？如何利用易康软件来做土地覆盖分类和变化检测？从本篇博文开始，我将与各位一道学习。第一篇博文介绍的是易康软件中基础概念，无论是你直接参阅用户指南User Guide，还是工具书Reference Book，以及其他软件培训资料/教程等，这些专业术语均会经常提及，因此对它们首先要形成自己的认识。

(1) 影像层——是指一个栅格影像所包含的最基础的信息层，例如常见的单波段的黑白影像以及多波段的彩色影像，此外影像层里还可以包括其他信息，例如可参与分类的数字高程模型DEM，可作为特定区域掩膜的专题栅格层等。

(2) 分割——是指依据某种同质性或者异质性标准，将影像划分成很多小块对象的过程；是分类的前提。

(3) 分类——是指依据小块对象的形状、颜色、纹理、空间关系、隶属关系等属性来识别所属类别的过程。

(4) 影像对象——影像分割的结果，一个影像对象是一组像元的集合，每个影像对象代表影像的一个确定空间连续的区域；理想的影像分割结果是每一个影像对象，与现实世界中的地物一一对应，因此这里不妨将影像对象理解为与现实世界相对应的一个个的未知地物。

(5) 影像对象层次结构（Image Object Hierarchy）——对于一幅影像，我们设置不同的分割尺度可以将它分割成具有不同分割对象形状和数目的结果，但是它们之间是存在关系的；一个分割对象的大小，最小可以理解为一个像素，最大可以理解为整幅影像，那么位于它们之间的就是不同分割尺度的分割结果。因此每一层分割结果的某一个分割对象，与上一层的分割结果是一种子与父的关系，与下层的分割结果是一种父与子的关系，子对象与父对象是多对一的关系，父对象与子对象是一对多的关系。通常在进行信息提取时，我们可以只建立一个分割尺度，然后进行分类；我们也可以建立多个分割尺度，即进行多次分割，然后在每一个分割尺度上进行分类，最终将分类结果综合起来。

(6) 影像作用域（Image Object Domain）——描述的是一个处理过程的作用范围，即当前的算法作用于哪些影像对象，例如在进行影像分割时，你可以选择分割的作用域，例如可以作用于整幅影像，可以作用于已有分割结果的某一个对象，可以作用于已有分割结果的所有对象。

(7) 特征（Feature）——即参与分类的分割对象的属性，在进行基于像素分类时，我们常用的是光谱特征，在利用易康进行面向对象分类时，可以利用光谱、形状、纹理、空间关系、上下文关系、自定义、时序规律等特征。

(8) 规则（Rule）与规则集（RuleSet） ——利用易康软件来对影像进行的每一步处理都可看作为一条规则，例如分割的过程是一条规则，从分割对象里提取出植被也是一条规则，将植被类别对象输出也是一条规则；这些规则集合在一起，称之为规则集，这种规则集可以导出和保存的，我们只要手里有原始影像和规则集，那么就可以把影像分类的过程，按照规则集中的一条条的规则来走一遍，完成信息提取；当我们使用新的一幅影像时，也可以将以前的规则集直接导入进行应用，这种情况尤其适用于同一区域的不同时相的影像处理（同一个县、不同年份），以及地理位置相近区域的影像处理（同一年份、两个相邻县）。

(9) 场景（Scene）——场景可以简单地理解为一张照片/一幅影像以及它们所附带的各种信息，例如分辨率、日期、影像大小等。

(10) 工程（Project）——易康软件能够导入遥感影像及其他相关文件，并且以自己的格式进行保存，这就是易康的工程文件（.dpr），工程文件中记录的是影像的存放位置，因此如果影像位置发生变化，下次打开工程文件时，会自动弹出影像加载的对话框，让你重新加载一次影像。

(11) 工作空间（Workspace）——它是工程的容器，利用它可以来管理多个相关的工程，例如我们可以选定某个文件夹作为我们的工作空间，然后将多个相关的Project都放在这个工作空间下面。当影像分析信息需要共享时，工作区对于处理复杂影像分析任务显得格外重要。

(12) 地图（Map）——地图是位于场景与工程之间，一个工程可以包括多个地图，但是通常情况下我们只用到一个地图，这个地图正是在创新工程时默认生成的主地图（Main Map），在易康软件影像显示区域的右下角有个”main”，在做变化检测的时候需要用到多个地图；一个地图中包括了场景和分割层次结构。如图1所示，反映了易康软件中的层次关系（来自eCognition用户指南）。

图1 eCognition中的层次关系