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Lexikon der Geographie: überwachte Klassifizierung

überwachte Klassifizierung, supervised classification, Verfahren der digitalen Bildverarbeitung bei der Klassifizierung von Satellitenbildern. Für die unterschiedlichen Objektklassen (z.B. Landnutzungsklassen) werden im Gegensatz zur unüberwachten Klassifizierung die zugehörigen Grauwertverteilungen (Grauwertbild) in allen verfügbaren Spektralbereichen ermittelt. Dazu bedarf es des Zusatzwissens über die räumliche Lage einzelner Beispiele der zu klassifizierenden Objektkategorien. Diese möglichst idealtypischen Beispiele (Referenzflächen oder Trainingsgebiete genannt) werden als Polygone abgegrenzt. In einem automatischen Rechenverfahren werden anschließend anhand von Ähnlichkeitsmaßen zu den Grauwerteverteilungen der Trainingsgebiete die einzelnen Bildpunkte den vorweg durch die Trainingsgebiete definierten Klassen zugeordnet. Multivariate Rechenverfahren dazu sind die Minimum-Distance-Klassifizierung oder das Maximum-Likelihood-Verfahren. Rechnerisch einfacher ist die Box-Klassifizierung, bei der anhand der Trainingsgebiete ein Grauwertintervall pro Spektralbereich zur Kennzeichnung einer Objektklasse herangezogen wird. Von der sorgfältigen Wahl der Trainingsgebiete hängt die Qualität der Klassifikation ab. Je kleiner die Streuung der Daten des Testgebietes, desto homogener ist die so definierte Klasse. Bestimmte Klassen lassen sich aber nur schwer eindeutig definieren und der Aufnahmezeitpunkt sowie Geländemerkmale spielen dabei auch eine Rolle. Die Brauchbarkeit der Daten aus den Trainingsgebieten kann anhand von jeweils zweidimensionalen Scattergrammen geprüft werden, wobei die Verteilung der spektralen Signaturen der Objektklassen als Streuungsellipsen dargestellt werden. So kann visuell geprüft werden, in welchen Spektralbereichen eine Objektklasse sich von den übrigen besonders gut absetzt. Das Ausmaß der Überschneidung der Streuungsellipsen gibt an, welche Objektklassen mit dem vorliegenden Datensatz nur mangelhaft bzw. nicht voneinander unterschieden und abgetrennt werden können. Auch überwachte Klassifikationen liefern dann nur unsichere Ergebnisse. Die Objektklassen müssen in diesem Fall zu einer übergeordneten Klasse zusammengefasst werden. Die Abbildung (Artikel Fernerkundung) zeigt das Ergebnis einer überwachten Landnutzungsklassifikation zweier Landsat TM-Aufnahmen von Peloponnes, Griechenland.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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