【摘 要】
:
遥感是利用传感器记录目标的电磁波特性,通过数据处理和综合分析得出目标物体的特征以及变化规律的综合性探测技术。遥感图像场景分类不同于面向像元和面向对象的影像分类,它是从遥感图像的区域整体内容出发,对图像进行场景级别的分类,并且场景中的物体具有形状多变、空间分布错综复杂的显著特点。对高分辨率遥感图像进行场景分类的意义在于从遥感图像中识别高层次的语义内容。通过将一幅高分辨率遥感图像划分成不同场景比如居民
【机 构】
:
中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院)
【出 处】
:
中国科学院大学(中国科学院空天信息创新研究院)
论文部分内容阅读
遥感是利用传感器记录目标的电磁波特性,通过数据处理和综合分析得出目标物体的特征以及变化规律的综合性探测技术。遥感图像场景分类不同于面向像元和面向对象的影像分类,它是从遥感图像的区域整体内容出发,对图像进行场景级别的分类,并且场景中的物体具有形状多变、空间分布错综复杂的显著特点。对高分辨率遥感图像进行场景分类的意义在于从遥感图像中识别高层次的语义内容。通过将一幅高分辨率遥感图像划分成不同场景比如居民区、停车场和公园等来反映遥感图像的高层次信息,遥感图像场景分类能够真正的发挥遥感影像的作用。目前遥感图像场景分类存在的主要难点是有些图像尽管场景类型不同,但是它们之间的差别可能很小,而在相同类别的图像中可能会存在很大的差别,这一问题使之成为一项具有技术挑战性的任务。在场景分类中,早期用的比较多的方法是利用人工进行图像特征的设计和选取来分类,然而此类方法比较依赖先验知识,并且算法效率低。近几年间,深度学习技术有了非常快速的进步,已经成为多项研究中的关键技术,而卷积神经网络能够自适应的学习遥感场景图像的特征并分类。因此,本文以卷积神经网络为基础,分三方面对基本网络进行特征改进,提高特征的表达能力,主要研究内容如下:(1)基于通道增强模块的改进算法。本文利用基本网络提取卷积特征,之后利用通道间的交互信息得到各个通道的权重系数,根据通道的重要程度进行不同程度的增强和减弱,达到局部特征增强的目的,改进后的网络在NWPU(20/80)、AID(20/80)数据集下的准确率分别达到93.11%和95.36%,实现了公开数据集上场景分类精度的提高。(2)基于全局自注意力模块的改进算法。本文在基本网络中引入全局自注意力模块,利用其中的多头自注意力层获取图像的长距离依赖关系,并且通过位置编码使模块对空间位置感知,对网络的全局信息进行增强,全局自注意力改进后的网络在NWPU(20/80)、AID(20/80)数据集的总体准确率分别达到了94%和97.10%,表明了算法是有效的。(3)基于通道加权特征融合的改进算法。本文提出了基于通道加权的特征融合方式,利用级联融合和通道加权,将两种增强方法有效地结合在一起。为了验证方法是否有效,在公开的数据集上进行了实验,并对比了融合前的结果,其中NWPU的准确率相比融合前分别提高了1.57%和1.07%,证明该方法能够有效提高特征的表达能力。(4)特征融合算法的泛化性测试。为了证明模型的泛化性能,本文将训练好的模型迁移到实际遥感影像中,利用滑动窗口生成测试图像,图像输入模型中得出结果,实验表明,模型的泛化性能良好。
其他文献
积雪和冰川作为青藏高原淡水资源的重要组成部分,其动态变化对中国乃至亚洲多个流域的水文过程以及水资源量估计具有重要意义。三江源地区雪山、冰川分布广阔,冰雪融水是长江、黄河、澜沧江的重要补给来源,其时空变化对三江源地区水文过程与水资源具有重大影响。获取准确的长时间序列冰川边界数据是研究冰川变化及其对水文过程影响中最基础的工作。传统的冰川提取方法在不同区域、不同环境甚至不同时间下对冰川边界的提取精度差异
随着近几年来对地观测技术的不断发展,星载热红外成像仪朝着高空间分辨率和大幅宽两个发展方向迈进,热红外载荷的全球数据获取能力不断增强。热红外波段受光照条件和大气散射的影响小,对云层的穿透能力强,可全天时成像。SDGSAT-1卫星于2021年11月成功发射,是全球首颗可持续发展目标卫星,其搭载的热红外成像仪兼具高空间分辨率和宽幅观测能力,能够同时获取30米分辨率和300公里幅宽的热红外影像,将为全球精
川藏铁路是连接我国西南地区的重大基础设施和战略工程,铁路沿线地质活动剧烈,地热分布广泛,快速查明高温热害的分布,对于川藏铁路的勘查、设计和施工具有重要意义。利用热红外遥感反演地表温度是识别地热异常的一种有效手段,具有结果清晰、快速灵活、监测方便等优点,但是在复杂的山区地形背景下,高原地表温度会受到地形差异的直接影响,给地热信息的提取带来干扰,因此需要考虑去除地表温度的地形效应,以提高热红外遥感识别
在过去二十年中,尼泊尔的能源状况有了很大改善。获得电力的人口比例从2000年的28.9%增加到2019年的94.2%。在2008年“国家电力危机解决行动计划”、“十年水电开发计划(2009)”以及第15个社会导向经济政策制定后,尼泊尔政府改变了能源政策,从而使电力供应取得了巨大进展。发电量从2000年的1632GWh发展到2019年的6173GWh,在这一发展过程中,国内和国际捐助者的贡献不容忽视
海岛作为海洋生态系统的重要组成部分,具有巨大的经济、政治、军事、科学和生态等价值,对沿海国家甚至全球的可持续发展具有重要意义。然而,近年来人类不合理的开发利用活动对海岛造成了一系列的生态环境问题,如填海造陆活动导致的海岸线属性失调、湿地退化,无序的水产养殖业发展对沿海湿地的侵占等。此外,海岛地区还面临着全球气候变化导致的海平面上升、海洋表面温度升高、极端气候事件频发等威胁。与大陆相比,地理上孤立的
煤炭资源是我国最重要的一次性能源,然而在大量的煤炭开采过程中,经济社会效益与生态健康的平衡问题日益凸显,矿区周边的水热、植被、空气等生态要素受到了不同程度的影响,因此科学监测与评估矿区生态健康状况,对于维持经济发展与生态健康的平衡关系至关重要。本研究基于2000年以来不同时空尺度的多源遥感数据和统计调查数据,综合运用缓冲区分析、趋势分析、权重赋值、遥感解译等多种方法,构建了省级区域尺度和典型矿区尺
交通运输业是中国第二大CO2排放源,为加快中国交通运输业实现碳达峰,文章利用LMDI模型对中国2005年-2019年交通运输碳排放的各项驱动因素进行分解,并构建STIRPAT模型预测不同情景下交通运输业的碳排放趋势。结果表明:2005年-2019年中国交通运输碳排放呈“持续上升-快速下降-持续上升”趋势;能源强度、人均产值、从业人口规模等三项因素促进碳排放增长,单位周转能耗和运输强度抑制碳排放增长
大宗农作物分类可以提供大宗农作物种植区域在空间和时间上的变化情况,预估大宗农作物产量,有助于维护国家粮食安全。基于时间序列数据的大宗农作物分类是以不同农作物的光谱时间序列差异作为分类特征对农作物进行分类,可以高效地识别不同农作物在不同年份的种植区域及其变化情况。由于同种农作物物候特征在不同年份和不同区域之间的差异,导致基于时间序列遥感影像的分类方法在时间和空间上的迁移能力较差。农作物时间序列光谱特
森林火灾作为一种突发性强、危险性高、救援难度大的自然灾害,已被联合国列为世界八大自然灾害之一。森林火灾不仅会烧毁树木、减少生态资源,还会造成空气污染、引起水土流失、破坏生态环境,进而影响人类的生产生活。当前,全世界每年平均发生的森林火灾多达20余万次,烧毁的森林面积约占世界森林总面积的0.1%。2021年上半年,中国境内累计发生森林火灾518起,较历史同期虽有所下降,但仍较为频繁。随着极端气候的增
沙漠蝗是全球发生危害最严重的迁飞性害虫。沙漠蝗的暴发易造成全球性粮食危机,严重威胁生态安全、区域稳定和人类福祉。由于成熟蝗群的强破坏力和高机动性,预防控制需在蝗蝻羽化成熟并聚集迁飞之前采取行动。因此,及时有效的沙漠蝗发生风险预测,对于蝗灾早期预警和决策制定具有重要意义。对地观测技术的快速发展为大尺度空间连续的高精度沙漠蝗发生风险预测提供了契机。然而,当前蝗虫发生风险遥感预测研究多基于虫害发生的近实