Kappa tool

Zhuotong Nan (南卓铜,zhn1@pitt.edu)

网上可以找到的计算Kappa系数的工具都是基于ArcView 3.x,如KappaStat。大多是做Land cover classification的人开发的。计算对象是采样的点文件和分类的polygon或者grid文件。但如果我们将Kappa应用于两个图像比较它们的相似性时,这类软件不能直接用。一个可行的方法是,将其中一个图像转换成point文件,比如应用arcgis的RasterToPoint命令。但对于很多图像对要比较,则没有好用的法子。KappaStat的图形界面和本身是一个ArcView 3.x的扩展模块,决定了即使写Avenue脚本也不是件容易实现的事。

所以我们写了一个小工具Kappa.exe。它用来计算两个栅格文件之间的Kappa系数,只要两个栅格文件有同样的width和height(即两图像是同样的mxn阵列)。Kappa工具不考虑栅格文件所在的空间参考系,只是简单的逐网格进行运算。用户需要自己确认两幅图像有合适的空间参考系。

Kappa工具与KappaStat进行了结果验证,证明计算是可靠,输出结果包括误差矩阵(Error Matrix),Kappa系数,还包括Variance和P统计值。

Kappa工具对栅格图像的支持调用了ArcGIS ArcObjects栅格API,支持很多种栅格格式,包括ESRI grid, ASCII grid, TIFF/GeoTIFF, JPEG等。

Kappa工具运行在命令行。这意味着通过简单的批处理脚本,可以实现批处理功能。比如,以下Windows batch代码实现了两个目录下相同文件名的栅格文件的Kappa计算。计算结果保存在kappa.txt文件里。

@echo off
for %%i in (00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23) do (
echo Hour %%i …
kappa.exe data1rldas%%i data2rldas%%i  -k:.kappa.txt
)
echo Done.

命令行格式,Kappa.exe [参考或实测图像] [待比较图像] {-l:日志文件} {-k:Kappa文件}

[]表示必须,{}表示可选。对ESRI grid,图像指定到目录名;对个人geodatabase(通过Access数据库保存)的Raster dataset,以geodb.mdbraster指定;文件geodatabase的Raster dataset,以geodb.gdbraster指定。如果指定日志文件,在屏幕上输出的内容将同时保存到日志文件中;如果指定Kappa文件,则将Kappa系数单独保存在此文件中。此两选项开关在批处理有用。

运行需求

dotnet framework 2.0
ArcGIS desktop 9.2 with ArcView License or higher

运行平台

运行在Windows系统。但由于工具由C#编写,调用ArcGIS ArcObjects相关API,如果在Linux上有安装ArcGIS desktop 9.2,结合MONO runtime,本工具应当可以被编译成适合于Linux平台。

Binaries和source codes可以Email联系我。

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