OTB: начало работы¶
Библиотека ORFEO Toolbox (OTB) — это высокопроизводительная библеотека для обработки данных дистанционного зондирования.
Этот документ описывает, как:
- просматривать метаданные изображения;
- выполнять арифметические операции с каналами изображения;
- открывать растры в программе Monteverdi, выполнять сегментацию и отображать результат.
- выполнять классификацию с обучением, основанную на методе опорных векторов
Пакет OTB-Applications предоставляет множество интересных инструментов для обработки изображений. Все инструменты доступны через:
- CLI — интерфейс командной строки
- Qt GUI — отдельный графический интерфейс на базе Qt
- плагин QGIS, доступный через инструментарий геообработки
- Демонстрационный набор данных, используемый в этом материале, можно взять здесь:
Пожалуйста, загрузите данные и распакуйте в каталог /home/user/otb/.
Просмотр метаданных изображения¶
Получить метаданные изображения можно при помощи команды otbcli_ReadImageInfo.
Единственным обязательным параметром является имя файла, например:
otbcli_ReadImageInfo -in qb_RoadExtract.tif
Растровая арифметика¶
otbBandMath-cli является эффективным инструментом для выполнения арифметических операций над одноканальными изображениями.
Синтаксис достаточно прост, например вычитание двух каналов для анализа изменений в изображениях SpotBefore.tif и SpotAfter.tif выполняется командой:
otbcli_BandMath -il SpotBefore.tif SpotAfter.tif -out difference.tif -exp "im1b1-im2b1"
Приложение также может выполнять сложные операции, такие как порог и логарифмический пересчёт.
Растровый калькулятор также содержит ряд специальных функций, позволяющих вычислять целые выражения. Например, можно получить значения различных индексов, таких, как NDVI (нормализованный разностный вегетационный индекс) для растительности. Чтобы рассчитать NDVI для многоканальных изображений, достаточно выполнить:
otbcli_BandMath -il qb_RoadExtract.tif -out ndvi.tif -exp "ndvi(im1b3,im1b4)"
Попиксельная классификация¶
Классификация в наборе инструментов предоставляет цепочку попиксельной классификации с учителем, основанную на обучении по набору изображений и использующую один из методов машинного обучения, таких как метод опорных векторов, метод Байеса, метод k ближайших соседей, случайный лес, искусственная нейронная сеть и другие... (для получения подробной информации о всех доступных классификаторах см. справку приложения TrainImagesClassifier).
Поддерживаются большие изображения (через стриминг и многопоточность). Цепочка классификаторов выполняет шаг обучения, основываясь на интенсивности каждого пикселя как признака. Заметьте, что все входные изображения должны иметь одинаковое число каналов, чтобы их можно было сравнивать.
Выполнение сегментации¶
Приложение Segmentation позволяет выполнять сегментацию растров с помощью различных алгоритмов и масштабируется до больших растров, генерируя векторный результат, который можно импортировать в ГИС.
- Доступны четыре метода сегментации:
- Mean-Shift (две различные реализации)
- Водосбор (реализован в библиотеке ITK)
- Связные компоненты
- Морфологические профили
Кроме того, приложение может работать в двух различных режимах:
Растровый режим: позволяет сегментировать небольшие изображения и создаёт на выходе растр, в котором каждый компонент сегментации помечен уникальным целым числом
Векторный режим: сегментирует большие изображения и создаёт векторный файл, в котором каждый сегмент представлен полигоном
OTB также включает фреймворк для потайловой сегментации очень больших изображений, для которого теоретически гарантировано получение результатов, идентичных полученным без тайлинга; он называется LSMS.
Что дальше?¶
Руководство OTB
Основным источником информации является Руководство OTB. Это полное описание объемом примерно в 600 страниц, в котором подробно описаны шаги, необходимые для установки и использования OTB. Описания большинства классов сопровождаются иллюстрациями с результатами обработки реальных данных.
Сборник рецептов OTB
Также доступно руководство по OTB-Applications и Monteverdi для не-разработчиков. Этот документ содержит краткое описание приложений OTB и Monteverdi, сопровождаемое советами по выполнению наиболее часто встречающихся операций с использованием этих программ.
Учебники OTB
Узнать больше об OTB можно из учебников.
Документация по приложениям OTB
См. подробную документацию по приложениям OTB
Упражнения по OTB с использованием изображений Pléiades, обучающие использованию приложений OTB и Monteverdi2
Выполните упражнения, чтобы узнать больше об OTB (см. раздел Tutorials)