基于深度学习算法的滑坡图像快速检测与识别

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滑坡的检测与识别常常需要依靠经验丰富的专业技术人员,这样不仅效率低下,而且还有一定风险。近年来,深度学习领域不断取得突破,而且在各行各业,凭借其强大的特征提取能力,在医疗,安防,智能监控等领域都得到了广泛应用,展现出来独特的优势。本文围绕深度学习领域的模型构建及参数选择问题,基于滑坡检测,总结了各种模型学习的常见问题及解决办法,运用图像的预处理,采用深度学习目标检测算法,展开对滑坡图像的识别和目标检测,最后完成深度学习领域在地质灾害方面的应用。本文的研究工作主要如下:(1)总结了不同深度学习网络模型的优缺点,详细研究了数据集验证、降低误差的方法以及图像预处理对于深度学习模型的影响。(2)开展基于Mask R-CNN算法对滑坡图像的识别研究:通过选取商洛、安康等陕南地区为研究区域,再用labelme对于滑坡影像进行标签预处理,得到原始数据样本;通过几何变换增大样本数据量,缓解过拟合现象;对滑坡图像数据集引入负样本,再进行基于不同数据集的分类,结合研究区域情况和分类标准,对不同数据集的验证集精度进行验证分析,得出了基于Mask R-CNN的无人机滑坡图像识别达到了67.8%的精度。(3)开展本文方法在多源数据集的可行性研究分析及超参数优化研究:选取了对本文方法影响重大的学习率、动量、Io U阈值参数;采取基于网格搜索的暴力检索方式,比较了不同取值对于训练损失和精度的影响,得出使用优化之后相比之前的数据集精度最多提高了8.7%;最后验证了本文方法在卫星影像的可行性,卫星影像数据集的精度最高可达64.7%,进一步肯定了本文方法在应对多源数据集是可行的。
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