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针对卫星图像中污水处理厂目标识别性能低的问题,提出了更快速区域卷积神经网络(Faster R-CNN)和工艺环节相结合的方法,检测污水处理厂、生化池和污泥泵房目标。在污水处理厂识别过程中,使用数据扩充技术、引入负样本等方法来扩充训练集样本;选用ZFNet、VGG和ResNet三种神经网络进行特征提取,采用Faster R-CNN方法训练目标检测模型,同时根据图像检出的工艺环节与污水处理厂之间的从属关系,过滤掉孤立的污水处理厂目标和工艺环节目标,提升污水处理厂的目标识别性能。实验结果表明,结合ResN