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基于TWDTW的时间序列GF-1 WFV农作物分类 被引量:12
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作者 邱鹏勋 汪小钦 +1 位作者 茶明星 李娅丽 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第17期2951-2961,共11页
【目的】焉耆盆地是新疆重要的特色农产品生产基地,农作物种植结构较为复杂。利用时间序列的遥感数据对研究区内的农作物进行分类识别,获得不同农作物的空间分布、种植面积等信息,为政府部门制定粮食政策、经济计划提供重要依据。同时... 【目的】焉耆盆地是新疆重要的特色农产品生产基地,农作物种植结构较为复杂。利用时间序列的遥感数据对研究区内的农作物进行分类识别,获得不同农作物的空间分布、种植面积等信息,为政府部门制定粮食政策、经济计划提供重要依据。同时探讨时间加权的动态时间弯曲(time weighted dynamic time warping,TWDTW)方法在农作物分类识别中的适用性以及高分一号(GF-1)WFV在农业领域的应用潜力。【方法】以新疆焉耆盆地为研究区域,利用2018年作物生长季的GF-1 WFV时间序列数据集计算归一化植被指数(NDVI),基于TWDTW方法开展农作物分类识别研究。分别采集不同作物的样本点,形成各作物NDVI的标准序列。利用TWDTW相似性匹配算法计算每个待分类像元与不同作物标准序列间的相似度距离,距离值越小则相似性越高,通过对比确定像元的农作物类型,得到最终的分类结果,同时根据时间序列NDVI曲线建立决策树(decision trees,DTs)分类规则,人工设置分类阈值得到分类结果,并与TWDTW方法的结果进行对比分析。【结果】2种方法的分类结果较为一致,辣椒的种植范围最广,小麦主要分布在焉耆盆地北部和西部的农二师二十一团,番茄和甜菜的种植分布较为零星。在种植面积统计中,辣椒的种植面积最大,其后依次为番茄、小麦和甜菜。利用野外样本点对决策树和TWDTW两种方法的分类结果进行精度验证,总体精度分别为89.58%和90.97%,kappa系数为0.804和0.830,TWDTW方法的分类精度相比于决策树法略有提高。【结论】相比于决策树分类方法,TWDTW方法的分类精度略有提高的同时,分类结果客观可靠,而且算法不受地域因素限制,具有较强的灵活性和适用性。基于密集时相的GF-1 WFV数据集,采用TWDTW算法对农作物进行分类,得到较好的分类结果,能够满足农业部门的管理决策需求,该方法在农业领域具有较� 展开更多
关键词 twdtw 时间序列 高分一号 农作物分类 决策树
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基于时序Landsat遥感数据的新疆开孔河流域农作物类型识别 被引量:19
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作者 汪小钦 邱鹏勋 +1 位作者 李娅丽 茶明星 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第16期180-188,共9页
快速、准确地获取农作物类别信息对农业部门的生产管理、政策制定具有重要作用。目前基于时间序列数据进行农作物分类主要是采用长时间序列的中低分辨率影像,大量的混合像元限制了农作物的分类精度。在农作物分类的特征选择方面主要是... 快速、准确地获取农作物类别信息对农业部门的生产管理、政策制定具有重要作用。目前基于时间序列数据进行农作物分类主要是采用长时间序列的中低分辨率影像,大量的混合像元限制了农作物的分类精度。在农作物分类的特征选择方面主要是采用归一化植被指数(normalized differential vegetation index, NDVI),而其他特征量的应用还相对较少。该文以新疆开孔河农业区为研究区域,利用2016年的Landsat7 ETM+、Landsat8 OLI影像数据集,基于时间加权的动态时间规整(time weighted dynamic time warping,TWDTW)方法开展农作物类型识别研究,主要包括香梨、小麦、辣椒、棉花等。根据野外采集的样本点构建主要农作物的NDVI和第一主成分(principal component analysis 1,PCA1)时间序列,以反映不同农作物间的物候差异。基于NDVI数据分别利用DTW和TWDTW算法计算各未知像元序列与标准序列间的相似性程度,得到农作物的分类结果,2种方法的分类精度分别为65.69%、82.68%,表明时间权重的加入提高了DTW算法识别不同农作物的能力。结合NDVI与PCA1后,TWDTW的分类精度又提高了2.61个百分点,部分农作物的误分现象明显减少,说明PCA1能够进一步扩大作物间的差异性,提高分类精度。同时,还通过选取有限时相的影像组合进行分类,试验结果表明TWDTW算法在中高分辨率数据较少的情况下能够得到较为满意的分类结果,说明TWDTW算法在中高分辨率影像越来越丰富的时代具有应用潜力。 展开更多
关键词 遥感 作物 分类 时间加权的动态时间规整(twdtw) 时间序列 归一化植被指数 主成分变换
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基于Mult-TWDTW算法的时序SAR图像土地覆盖分类
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作者 孟萌萌 黄瑞瑞 +1 位作者 毋琳 黄亚博 《计算机系统应用》 2024年第5期203-209,共7页
合成孔径雷达(SAR)图像为土地覆盖分类提供了重要的时序数据源.现有的时间序列匹配算法可以充分挖掘时序特征的相似性信息,从而获得较好的分类效果.本文引入了综合考虑形状相似性和物候差异的经典时序匹配算法TWDTW (time weighted dyna... 合成孔径雷达(SAR)图像为土地覆盖分类提供了重要的时序数据源.现有的时间序列匹配算法可以充分挖掘时序特征的相似性信息,从而获得较好的分类效果.本文引入了综合考虑形状相似性和物候差异的经典时序匹配算法TWDTW (time weighted dynamic time warping)指导SAR土地覆盖分类,并针对传统TWDTW仅考虑单一特征时间序列上的相似性匹配问题,提出了一种基于多特征联合的时间加权动态时间规整算法(Mult-TWDTW).该方法首先提取后向散射系数、干涉相干性以及双极化雷达植被指数(dual polarization radar vegetation Index,DpRVI)这3种特征,然后在TWDTW算法基础上联合多个特征设计了Mult-TWDTW模型.为验证所提方法的有效性,使用Sentinel-1A时序数据在丹江口区域完成土地覆盖分类,并将Mult-TWDTW与MLP、1D-CNN、Kmeans、SVM和使用单特征的TWDTW算法进行对比.实验结果显示,Mult-TWDTW算法得到了最好的分类效果,总体精度和Kappa系数可以达到95.09%和91.76,表明Mult-TWDTW算法有效联合了多个特征信息,能够提升时序匹配算法在多种土地覆盖类别分类中的潜力. 展开更多
关键词 土地覆盖分类 合成孔径雷达(SAR) 相似性匹配 Mult-twdtw DpRVI
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基于M-TWDTW模型的粤北山区耕地撂荒遥感监测研究 被引量:1
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作者 林妙萍 杨颖频 +3 位作者 吴志峰 徐国良 黄永芳 许志明 《地理空间信息》 2023年第12期29-34,共6页
精准掌握耕地撂荒信息对保护耕地资源及国家粮食安全具有重要意义。本研究针对现有时间加权动态时间规整(TWDTW)模型在撂荒监测方面的局限性,提出基于均值校正策略的M-TWDTW模型的撂荒地遥感监测方法。基于Sentinel-2 NDVI时间序列数据... 精准掌握耕地撂荒信息对保护耕地资源及国家粮食安全具有重要意义。本研究针对现有时间加权动态时间规整(TWDTW)模型在撂荒监测方面的局限性,提出基于均值校正策略的M-TWDTW模型的撂荒地遥感监测方法。基于Sentinel-2 NDVI时间序列数据,利用撂荒地样本构建撂荒地参考NDVI时序,基于M-TWDTW模型校正参考时序,并计算未知像元时序与校正后时序的相似性距离,基于决策树方法获取距离的最佳分割阈值,识别撂荒地并验证识别精度。研究结果表明,与常规TWDTW方法相比,M-TWDTW方法弱化了撂荒时长不一引起的NDVI绝对值差异的影响,重点捕捉NDVI时序曲线的形态特征,能大幅度提高撂荒地的识别精度(TWDTW:66.85%,M-TWDTW:90.45%),在大范围撂荒地遥感监测中具有较大的应用潜力。 展开更多
关键词 撂荒地 M-twdtw模型 NDVI时间序列 遥感监测识别 空间分布
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运用Sentinel-1A时序数据和动态时间规整算法提取稻虾田空间分布信息 被引量:2
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作者 卢泽如 熊勤学 +3 位作者 周雨顺 邓琪云 纪绍威 丁璐 《江苏农业科学》 2020年第18期230-236,共7页
针对稻虾田水稻移植期的不确定性给稻虾田空间分布信息提取带来的困难,运用SAR VH极化年时序数据、VV极化年时序数据以及调查区稻虾田各自极化的年时序数据通过标准化处理后,进行TWDTW方法(time-weighted dynamic time warping)计算,得... 针对稻虾田水稻移植期的不确定性给稻虾田空间分布信息提取带来的困难,运用SAR VH极化年时序数据、VV极化年时序数据以及调查区稻虾田各自极化的年时序数据通过标准化处理后,进行TWDTW方法(time-weighted dynamic time warping)计算,得到二波段(VH极化、VV极化)与调查区稻虾田年时序数据相似度空间分布栅格数据,再利用最大似然法进行监督分类,得到2016—2018年3年的监利县稻虾田空间分布栅格数据,分类结果与4块区域(龚场镇、福田寺镇、红城乡、白螺镇,面积分别是373.33、2200.00、126.67、240.00 hm 2)稻虾田实际分布图比较,其Kappa系数分别是0.79、0.80、0.75、0.90,介于0.75~0.90之间,说明运用Sentinel-1A时序数据和动态时间规整算法的提取方法是准确的。由于SAR传感器具有全天侯以及不受云层影响等特点,能定期获取研究区上空数据,相比光学传感器获得无云或者少云数据的不确定性,此方法能在实际操作中运用。 展开更多
关键词 Sentinel-1A 动态时间规整算法 稻虾田空间分布信息 twdtw算法 VH极化 VV极化
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基于TWDTW的黄河三角洲湿地植被分类研究
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作者 吴蕴泽 王健 +1 位作者 燕纬双 曹元昊 《测绘科学技术》 2022年第3期173-182,共10页
湿地植被是湿地生态系统中必不可少的一部分,在调节气候、蓄洪防旱等方面发挥了重要作用,对其进行行之有效的监测对于生态保护至关重要。基于时序的遥感影像进行地物分类在植被分类领域具有重要优势,湿地植被生长环境复杂,不同植被之间... 湿地植被是湿地生态系统中必不可少的一部分,在调节气候、蓄洪防旱等方面发挥了重要作用,对其进行行之有效的监测对于生态保护至关重要。基于时序的遥感影像进行地物分类在植被分类领域具有重要优势,湿地植被生长环境复杂,不同植被之间物候特征并不明确,且滨海湿地地区云雾较多,这些因素限制了时序遥感在湿地植被监测中的应用。基于时间加权的动态时间归整(Time-Weighted Dynamic Time Warping, TWDTW)通过增加时间权重限制实现时序匹配,能够避免植被物候因素的干扰与畸形匹配现象。本文探讨了该算法在黄河三角洲湿地植被分类中的适用性,并将分类结果与传统分类方法进行对比。研究表明,该算法在该区域总体分类精度为97.56%,Kappa系数为0.95。应用TWDTW算法可以有效进行湿地植被分类,能直观地反映湿地植被的空间分布格局,满足湿地生态环境监测、资源调查与管理等方面的需要。 展开更多
关键词 遥感影像 时间序列 地物分类 twdtw算法 互花米草 归一化植被指数
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