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AI Segmentation
QGIS
Tutorial

AI Segmentation for QGIS:完整指南

同一区域,只改一个词:
住宅区航空影像前后对比:原始影像,以及将每栋提取出的建筑物分别填充为不同颜色的同一视图 (after)
住宅区航空影像前后对比:原始影像,以及将每栋提取出的建筑物分别填充为不同颜色的同一视图 (before)
BeforeAfter
拖动比较
住宅区内的 155 栋建筑,边界规整,每个对象使用一种颜色。
观看视频教程

AI Segmentation 会把你已经在 中打开的影像转换为整洁的矢量图层。每次运行都会生成一个图层,数量就是该图层自身的要素数量。

它有两种工作方式。

Automatic

Every object in a zone, at once

What it does
Draw a zone, name an object, get every instance.
Where it runs
In the cloud. Nothing heavy on your machine.
What it costs
Counts the ground it covers, shown before you start.
Use it for
Hundreds or thousands of objects over an area.

Semi-Auto

One object per click

What it does
Click an object. The AI outlines it, you save it.
Where it runs
On your computer after a one-click setup, or on ours. You pick.
What it costs
Free on your computer with no counter, and it works offline.
Use it for
Ten exact objects, or a boundary you control.

本指南会先在 QGIS 中实时演示 Automatic,然后进入审阅流程,在不为第二次运行付费的情况下调整图层。

安装并登录

在 QGIS 中打开 插件 -> 管理和安装插件,搜索 AI Segmentation 并安装。面板会在右侧打开。

从面板登录即可开始使用。两种模式开始时都免费:Automatic 每月覆盖一定免费的地面面积,Semi-Auto 在你自己的电脑上运行,完全没有计数器。

顶部的切换开关用于选择模式,下面可以选择栅格。

Automatic:第一次运行

目标:一次运行提取住宅区中的所有建筑轮廓。下面从空面板开始,到地图上出现检测结果,完整展示整个过程。

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一次运行,从开始到结束:选择影像,绘制区域,命名目标物,然后检测。

这段视频背后的五个步骤,逐一来看。

选择影像并开始

选择栅格,然后点击 Start Automatic AI Segmentation。运行期间图层会被锁定,因此过程中不会有任何内容在你操作时发生偏移。

绘制区域

在区域周围点击,并回到第一个点闭合环线。形状可以任意绘制:免费账户每月覆盖 3 km² 的地面面积,Pro 覆盖 300 km²,且你绘制的区域没有大小限制。按 Backspace 可以撤销一个点。

描述要查找的目标物

输入一到两个词:buildingtreecar。第一次运行出错通常发生在这一步,因此输入框旁边的 Library 可以让你从真实的前后对比预览中选择,而不是凭感觉猜测。

展示目标物的外观

一个词并不总是足够。Draw on the map 会从你自己的影像中勾勒出一个目标物,AI 再去寻找外观相似的对象。最多可以添加三个示例,通常两个比一个效果更好。

设置 Precision

你的区域会被切分为瓦片,每个瓦片都会以全分辨率进行检测,然后重新拼接为无缝图层,因此跨越接缝的目标物可以保持完整。Precision 越高,能找到的目标物越小,同时计入的地面面积也越多。面板会在开始前显示这次运行覆盖的范围。

在消耗任何额度之前,整个设置过程都可以在一个屏幕内完成。Library 模板上方还有你自己的运行记录:Recent 显示目标物数量和瓦片数量,Favorites 显示你标记过的运行。重新打开某次运行时,它的文字设置也会恢复。

然后点击 Detect objects。瓦片会被发送出去,返回后多边形会实时绘制在地图上。这次运行返回了 646 个候选目标物。

审阅:三个步骤,可以按任意顺序进行

检测完成后会打开审阅界面,而不是一个已经完成的图层。大部分工作都发生在这里。绿色按钮会标出下一步,但没有任何东西强制你必须按照那个顺序操作。

1Keep

Which objects survive

  • Confidence
  • Min / max size

2Correct

Fix one polygon at a time

  • Edit by AI or by hand
  • Add, merge, delete

3Shapes

How every outline looks

  • Right angles, fill holes
  • Points, trim, grow

Go back to any step, in any order. Instant, and free.

1 Keep:决定哪些目标物保留

每个检测结果都有一个分数Confidence 设置最低分数,Size 隐藏超出地面面积范围的目标物,标题下方的文字会统计保留下来的结果:51 of 646 shown · 595 hidden by the filters。任何你修正或手动绘制的结果都会保留,不受这两个滑块影响。

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Confidence 和 Size,实时生效。地图和计数器会跟随滑块变化。

两个滑块隐藏的大多数结果都很小、分数较低,而且并不是你要找的目标物。

2 Correct:一次修正一个多边形

点击一个多边形,它会单独打开。你操作时,屏幕上的其他内容不会移动。

顶部的切换开关用于选择修正方式。它显示为 AI | Manual,这里的 Manual 只是指“手动修正这一个多边形”。

AI 方法使用你电脑上的模型。点击它遗漏的部分,轮廓就会扩展;右键点击它误抓的部分,轮廓就会缩回。

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AI 方法:点击遗漏的部分,右键点击误抓的部分,然后保存。

手动方法会在这个多边形上使用 QGIS 自己的数字化工具,包括 Move pointsRedraw edgeSplit

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手动方法:角点会变成控制柄,QGIS 自己的工具接管编辑。

同一个步骤也可以处理遗漏的目标物和不该出现的目标物。

  • Add a missing polygon. 指向这次运行完全没有捕捉到的目标物,局部模型会免费勾勒出它的轮廓。你也可以自己绘制角点。
  • Merge with neighbours 会把被模型拆成两部分的建筑合并起来。
  • Delete this polygon 会删除不需要的多边形。
  • Clean up this outline 会为这个目标物单独打开形状控制。手动方式下,它显示为 Simplify this outline first,并默认打开 Points,因为要让一个包含 96 个点的轮廓更容易拖动角点,首先需要减少点数。
  • Undo lastClear all 可以逐步撤回修正。

3 Shapes:一次清理所有轮廓

最后一步会实时重塑整个图层,并且只修改轮廓。Shape 决定轮廓的样式,Outline 用于微调边缘。

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每个控件都会一次性重塑整个图层,拖动时即可看到变化。

共有七个控件,但一次运行中通常不会用到超过两个。

ControlWhat it doesReach for it when
Right angles将墙体对齐到 90 度和 45 度建筑、泳池、太阳能板
Round corners柔化轮廓树木、灌木以及任何自然生长的目标物
Fill holes填补内部空洞,最多填到你设置的大小屋顶检测结果出现斑点
Points设置每个轮廓保留的点数轮廓看起来像像素阶梯
Simplify删除靠近直线边缘的点你想使用旧版的基于距离的简化器
Trim spikes削去边缘上细长、参差不齐的部分目标物带有毛刺和细长突出物
Grow / shrink向外或向内推动所有边界图层整体都偏短或偏长

Right angles 和 Round corners 是相反的选择,因此选中一个后,另一个会变灰。在建筑上,Right angles 的影响最大,接下来是 Points:逐像素描出的掩膜每隔几厘米就会带有一个点,减少点数会先去掉最小的细节,同时保留角点。

当运行结果看起来像地表覆盖时,还会出现最后一个控件。Shared borders 会让相邻形状共享一条完全相同的边界,而不是留下细线缝隙。两个建筑之间的缝隙是真实数据,因此在那里不会出现这个选项。

导出,然后再来一轮

用四种方式查看同一个图层。 View detections as 位于面板底部,在每个步骤中都会显示。它只改变你看到的内容,不会改变几何形状。

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同一个图层,四种查看方式,可以在审阅的任何步骤中切换。
  • Distinct,每个目标物使用一种颜色,用来检查相邻目标物是否保持分开,而不是融合在一起。
  • Outline,只显示边界,用来与下方的影像进行对照。
  • Confidence,按照分数着色,因此 Keep 滑块会显示你即将隐藏的内容。
  • Normal,使用一种整洁的颜色显示完成后的图层。
同一批检测结果的四种显示方式:Distinct、Outline、Confidence 和 Normal
并排查看:Distinct、Outline、Confidence 和 Normal。

来回调整正是这个流程的意义。 你修正过的多边形会成为该多边形的新基础,Shapes 控件会把调整重新应用到它和其他所有多边形上。你可以随时重复这个过程:它会即时完成,也不会产生费用。唯一会消耗额度的控件是 Re-run the whole zone,用于提示词本身出错的情况。

然后导出。 Export polygons 会写出一个带样式的 GeoPackage,文件名由目标物和日期组成,并包含 LabelClassConfidenceArea (m²)Perimeter (m)。面积和长度均使用地面米,因此你从文件中读取的结果会与 QGIS 的计算结果一致。

导出的 AI Segmentation 图层在 QGIS 属性表中的显示方式,先显示每个多边形对应的行,再显示单个多边形的表单
属性表中的导出图层:每个多边形对应一行,也可以单独查看一个多边形。

Semi-Auto:一次处理一个目标物

另一种模式每次点击分割一个目标物。点击目标物,它会一次性勾勒出轮廓。左键点击可以增加遗漏的部分,右键点击可以删除误抓的部分,然后保存轮廓。

当你需要十个精确的目标物,而不是一千个大致结果,或者需要完全控制一条边界时,可以使用它。

Start 按钮旁边有两张卡片,用来选择响应点击的 AI:

  • My computer. 模型在你自己的电脑上运行,因此不会向任何地方发送数据,也没有计数器。它只需下载一次,大小为几百 MB,之后即可离线运行。
  • Cloud AI. 使用更大的模型进行响应。无需安装,因此第一次点击就能开始,而且准确度更高。点击是免费的。保存时会消耗每月额度中的一个目标物额度,同一个目标物再次保存不会重复计数。

你可以在开始时选择一种,下一次会话可以选择另一种。

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一次点击,一个目标物。在自己的电脑上运行,不会产生费用。

在自己的地图上试试

真正有意义的测试,是在你实际工作的区域上运行。安装 AI Segmentation,在自己的地图上运行,然后把生成的结果与手动数字化的结果进行对比。如果出现任何异常,? 按钮中提供 Contact usReport a problem