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基于深度神经网络的图像语义分割研究综述 被引量:51
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作者 景庄伟 管海燕 +1 位作者 彭代峰 于永涛 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1-17,共17页
随着深度学习技术的快速发展及其在语义分割领域的广泛应用,语义分割效果得到显著提升。对基于深度神经网络的图像语义分割方法进行分析与总结,根据网络训练方式的不同,将现有的图像语义分割分为全监督学习图像语义分割和弱监督学习图... 随着深度学习技术的快速发展及其在语义分割领域的广泛应用,语义分割效果得到显著提升。对基于深度神经网络的图像语义分割方法进行分析与总结,根据网络训练方式的不同,将现有的图像语义分割分为全监督学习图像语义分割和弱监督学习图像语义分割,对每种方法中代表性算法的效果以及优缺点进行对比与分析,并阐述深度神经网络对语义分割领域的贡献。在此基础上,归纳当前主流的公共数据集和遥感数据集,对比主要的图像语义分割方法的分割性能,探讨当前语义分割技术面临的挑战并对其未来的发展方向进行展望。 展开更多
关键词 深度神经网络 图像语义分割 计算机视觉 全监督学习 弱监督学习
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基于深度学习的点云语义分割研究综述 被引量:41
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作者 景庄伟 管海燕 +3 位作者 臧玉府 倪欢 李迪龙 于永涛 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2021年第1期1-26,共26页
近年来,深度传感器和三维激光扫描仪的普及推动了三维点云处理方法的快速发展。点云语义分割作为理解三维场景的关键步骤,受到了研究者的广泛关注。随着深度学习的迅速发展并广泛应用到三维语义分割领域,点云语义分割效果得到了显著提... 近年来,深度传感器和三维激光扫描仪的普及推动了三维点云处理方法的快速发展。点云语义分割作为理解三维场景的关键步骤,受到了研究者的广泛关注。随着深度学习的迅速发展并广泛应用到三维语义分割领域,点云语义分割效果得到了显著提升。主要对基于深度学习的点云语义分割方法和研究现状进行了详细的综述。将基于深度学习的点云语义分割方法分为间接语义分割方法和直接语义分割方法,根据各方法的研究内容进一步细分,对每类方法中代表性算法进行分析介绍,总结每类方法的基本思想和优缺点,并系统地阐述了深度学习对语义分割领域的贡献。然后,归纳了当前主流的公共数据集和遥感数据集,并在此基础上对比主流点云语义分割方法的实验结果。最后,对语义分割技术未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 深度学习 语义分割 点云 计算机视觉
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局地气候分区框架下城市热岛时空分异特征研究进展 被引量:34
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作者 江斯达 占文凤 +8 位作者 杨俊 刘紫涵 黄帆 赖佳梦 李久枫 洪发路 黄媛 陈吉科 李旭辉 《地理学报》 EI CSSCI CSCD 北大核心 2020年第9期1860-1878,共19页
局地气候分区(LCZ)框架自2012年提出以来,在城市热岛研究领域备受重视,但目前对LCZ框架下城市热岛(简称LCZ城市热岛)时空分异特征仍缺乏系统性总结。本文以统计和"荟萃分析"为手段,系统梳理了2012—2019年LCZ城市热岛研究在... 局地气候分区(LCZ)框架自2012年提出以来,在城市热岛研究领域备受重视,但目前对LCZ框架下城市热岛(简称LCZ城市热岛)时空分异特征仍缺乏系统性总结。本文以统计和"荟萃分析"为手段,系统梳理了2012—2019年LCZ城市热岛研究在数据获取手段、时空格局和影响因素3个方面的进展,并对今后研究进行了初步展望。结果表明,迄今为止全球范围内已在超过130座城市开展了LCZ城市热岛研究,这些城市主要集中于中纬度(35°N^55°N)的亚洲和欧洲地区,且主要聚焦于以近地表气温表征的"冠层热岛"和以地表温度表征的"地表热岛"。具体而言:①在温度数据获取方面,站点观测(文献数量占比42.5%)、模型模拟(38.3%)与移动测量(19.2%)是获取气温的主要方法,其中模型模拟方法占比逐年升高。而卫星热红外遥感是获取地表温度的主要手段(86.5%)。②在时空格局方面,就全球而言,LCZ气温的类间极值差(均值为3.1 K)显著低于地表温度的类间极值差(9.8 K),且该极值差通常在夏季或冬季较大;冠层热岛与地表热岛均存在显著的"LCZ类内热岛"现象。③在影响因素方面,多数研究局限于定性分析地表结构、覆盖、材质和人类活动的影响,而普遍忽略了建筑布局与邻近LCZ类型等潜在因素的作用。本文将有利于从整体上更好地把握LCZ城市热岛的研究进展与今后的发展趋势。 展开更多
关键词 局地气候分区 城市热岛 近地表空气温度 地表温度 时空格局
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基于无人机影像和面向对象随机森林算法的岩溶湿地植被识别方法研究 被引量:33
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作者 耿仁方 付波霖 +4 位作者 蔡江涛 陈晓雨 蓝斐芜 余杭洺 李青逊 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2019年第8期1295-1306,共12页
目前对岩溶湿地的重视程度远低于其他湿地类型,缺乏利用遥感技术进行岩溶湿地植被高精度识别的研究,但岩溶湿地同其他湿地类型一样,湿地面积退化严重,亟待需要解决。因此,本文选取受人类活动影响较大、湿地退化较为严重的广西桂林会仙... 目前对岩溶湿地的重视程度远低于其他湿地类型,缺乏利用遥感技术进行岩溶湿地植被高精度识别的研究,但岩溶湿地同其他湿地类型一样,湿地面积退化严重,亟待需要解决。因此,本文选取受人类活动影响较大、湿地退化较为严重的广西桂林会仙喀斯特国家湿地公园的部分核心区域作为研究区,以DJI大疆御Mavic Pro无人机航摄影像为数据源,利用泛化能力强、分类精度高的面向对象随机森林算法实现了会仙岩溶湿地植被的高精度分类,探究无人机可见光影像和面向对象随机森林算法在岩溶湿地植被识别中的适用性,为无人机遥感技术应用于岩溶湿地的研究和保护提供技术参考。首先,在eCogni tion Developer9.0中利用多尺度迭代分割算法对影像图层进行分割;然后,基于以往在进行面向对象分类研究的经验来指导我们进行特征选择,充分考虑了影像的光谱和纹理特征、植被指数、无人机遥感数据派生的研究区数字地表模型(DSM)和几何特征;最后,在RStudio中实现了随机森林算法参数的调优、模型的构建以及分类。结果显示,面向对象随机森林算法对会仙湿地植被具有较高的识别能力,在95%置信区间内总体精度为86.75%,Kappa系数为0.83。在单一典型岩溶湿地植被识别精度中,狗牙根-白茅-水龙植被群丛的用户精度在90%以上,生产者精度高于80%,竹子-马甲子-桂花生产者精度高于80%,但是用户精度较低,仅为70.59%。 展开更多
关键词 无人机遥感 面向对象 随机森林 多尺度迭代分割 特征选择 岩溶湿地 植被识别 广西桂林会仙喀斯特国家湿地公园
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基于最小累积阻力模型的内蒙古胜利煤田景观生态安全格局构建 被引量:31
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作者 黄鑫 曹学章 +1 位作者 张明 邹娴 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期55-62,共8页
胜利煤田是我国重要煤炭基地,大规模的煤炭资源开发,导致当地生态环境严重退化。对2016年胜利煤田高分一号影像进行解译判读并划分景观类型的基础上,采用最小累积阻力模型对胜利煤田进行景观生态安全格局构建,包括生态源地、生态廊道和... 胜利煤田是我国重要煤炭基地,大规模的煤炭资源开发,导致当地生态环境严重退化。对2016年胜利煤田高分一号影像进行解译判读并划分景观类型的基础上,采用最小累积阻力模型对胜利煤田进行景观生态安全格局构建,包括生态源地、生态廊道和生态节点的识别。通过景观斑块质量评价进行源地识别,选取质量最高的斑块作为生态源地;基于景观自身因子和邻近景观干扰因子,构建了阻力面,利用最小累积阻力模型提取生态廊道;根据水文分析模型在最小累积耗费距离表面上提取最大累积阻力"山脊线",与生态廊道结合,得到生态节点。构建的胜利煤田景观生态安全格局包括10片生态源地、24条生态廊道和29个生态节点。建议对生态源地、生态廊道和生态节点加强生态保护和恢复,提高区域生态稳定性。 展开更多
关键词 胜利煤田 最小累积阻力模型 景观生态安全格局
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高分辨率遥感影像建筑物提取的空洞卷积E-Unet算法 被引量:31
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作者 何直蒙 丁海勇 安炳琪 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期457-467,共11页
利用高分辨率遥感影像提取建筑物是目前研究热点之一,但由于建筑物颜色各异、形状大小不同、细节繁多,提取结果普遍存在边缘模糊、转角圆滑和细节丢失等问题。本文提出一种基于空洞卷积的E-Unet深度学习网络。在E-Unet的结构设计中,引... 利用高分辨率遥感影像提取建筑物是目前研究热点之一,但由于建筑物颜色各异、形状大小不同、细节繁多,提取结果普遍存在边缘模糊、转角圆滑和细节丢失等问题。本文提出一种基于空洞卷积的E-Unet深度学习网络。在E-Unet的结构设计中,引入跳跃连接以减少边缘和转角的细节损失;采用新设计的卷积模块,使其扩大感受野的同时减少参数量;底层增加Dropout模块避免网络发生过拟合现象;遥感影像输入网络前先进行直方图均衡化、高斯双边滤波和波段间比值运算,然后合并为多波段张量输入模型(不转换为灰度图像)。为验证网络性能、明确性能提升的原因,本文在Massachusetts和WHU建筑物数据集上设计了两组试验。第1组是E-Unet、Unet和Res-net 3种网络的对比试验,结果表明E-Unet不仅精度评价结果优于Unet和Res-net,而且建筑物边角的细节被完整提取。第2组是消融试验,目的是明确预处理模块对提取精度的提升效果,结果表明预处理模块能提升不同网络提取精度。通过这两组试验证明了预处理模块的有效性和本文提出网络的优越性。 展开更多
关键词 深度学习 建筑物提取 空洞卷积 高分辨率遥感影像 E-Unet
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InSAR与北斗/GNSS综合方法监测地表形变研究现状与展望 被引量:29
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作者 何秀凤 高壮 +3 位作者 肖儒雅 罗海滨 贾东振 章浙涛 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1338-1355,共18页
作为蓬勃发展的空间大地测量技术,InSAR和北斗/GNSS在地表形变监测中具有独特优势。应用两种手段开展综合测量,可充分利用其互补性,实现北斗/GNSS高时间分辨率与InSAR高空间分辨率的有机统一。本文首先介绍了InSAR与北斗/GNSS监测地表... 作为蓬勃发展的空间大地测量技术,InSAR和北斗/GNSS在地表形变监测中具有独特优势。应用两种手段开展综合测量,可充分利用其互补性,实现北斗/GNSS高时间分辨率与InSAR高空间分辨率的有机统一。本文首先介绍了InSAR与北斗/GNSS监测地表形变的基本原理,重点探讨了InSAR研究在20余年内的理论发展;其次综述了InSAR与北斗/GNSS技术集成及数据融合研究的最新进展;然后总结分析了当前地表形变监测应用所面临的关键问题及挑战;最后对InSAR与北斗/GNSS综合测量方法的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 合成孔径雷达干涉 全球导航卫星系统 北斗系统 形变监测
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LUCC及气候变化对澜沧江流域径流的影响 被引量:25
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作者 窦小东 黄玮 +4 位作者 易琦 刘晓舟 左慧婷 李蒙 李忠良 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第13期4687-4696,共10页
运用SWAT模型,通过设置不同情景,定量分析了澜沧江流域土地利用与土地覆被变化(Land Use and Land Cover Change,LUCC)和气候变化对径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种排放情景对流域未来径流的变化进行预估。结果表明:SWAT模型在澜... 运用SWAT模型,通过设置不同情景,定量分析了澜沧江流域土地利用与土地覆被变化(Land Use and Land Cover Change,LUCC)和气候变化对径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种排放情景对流域未来径流的变化进行预估。结果表明:SWAT模型在澜沧江流域径流模拟中具有很好的适用性,率定期和验证期的模型参数R2分别达到0.80、0.74,Ens分别达到0.80、0.73;从土地利用变化方面考虑,流域内的农业用地转化为林地或草地,均会导致径流量的减少,而林地转化为草地则会引起径流量的增加,农业用地、林地、草地三者对径流增加贡献顺序为农业用地>草地>林地,从气候变化方面考虑,流域内的径流量与降雨量成正比,与气温成反比;2006-2015年间澜沧江流域气候变化引起的月均径流减少幅度强于LUCC引起的月均径流增加幅度,径流变化由气候变化主导;在RCP4.5和RCP8.5两种排放情景下,2021-2050年间澜沧江流域的径流均呈增加趋势,这与1971-2015年间流域实测径流的变化趋势相反。 展开更多
关键词 SWAT模型 澜沧江流域 LUCC 气候变化 径流模拟
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基于单镜头无人机倾斜摄影的建筑物三维模型构建 被引量:25
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作者 曹爽 马剑 马文 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期643-649,共7页
针对倾斜摄影技术实际应用中存在诸多限制问题,提出了一种利用单镜头无人机对建筑物进行多角度拍摄,快速建立建筑物三维实景模型的方法。通过设计折线型航线影像采集方法和环绕型航线影像采集方法,使用单镜头无人机模拟获取建筑物倾斜影... 针对倾斜摄影技术实际应用中存在诸多限制问题,提出了一种利用单镜头无人机对建筑物进行多角度拍摄,快速建立建筑物三维实景模型的方法。通过设计折线型航线影像采集方法和环绕型航线影像采集方法,使用单镜头无人机模拟获取建筑物倾斜影像,建立建筑物三维实景模型。从模型的平面精度、高度精度以及线段长度精度三方面进行分析比较可知,基于单镜头无人机在不同航摄方案下建立的三维景观模型满足三维地理信息模型数据产品的规范;在本次研究中,折线型航线方案所构建的模型较为精确。 展开更多
关键词 倾斜摄影测量 无人机 单镜头 建筑物三维建模
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多时相Sentinel-1A InSAR的连盐高铁沉降监测分析 被引量:21
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作者 何秀凤 高壮 +2 位作者 肖儒雅 罗海滨 冯灿 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期600-611,共12页
多时相InSAR技术具有探测大范围毫米级地表形变的能力,已被广泛应用于地面沉降监测。近几年,应用多时相InSAR技术监测以高铁为代表的大尺度人造线状地物形变备受关注。本文将C波段SAR数据用于高铁沿线路基形变监测,应用相位稳定性分析... 多时相InSAR技术具有探测大范围毫米级地表形变的能力,已被广泛应用于地面沉降监测。近几年,应用多时相InSAR技术监测以高铁为代表的大尺度人造线状地物形变备受关注。本文将C波段SAR数据用于高铁沿线路基形变监测,应用相位稳定性分析和改进的StaMPS技术来增加相干性点的密度和形变参数解算的稳定性。采用研究区时间跨度为21个月的47景Sentinel-1A数据,对连(云港)盐(城)高铁及其沿线区域进行多时相InSAR分析,并利用同时期连续的北斗导航卫星系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)观测数据对线性沉降速率和时序位移分别进行监测分析,进而对比验证二者的沉降监测结果。研究结果表明:利用C波段的Sentinel-1A数据能够获取毫米级的线性形变速率和时序位移序列,InSAR与BDS二者平均时序位移均方根误差为3.8 mm,与BDS监测结果相比取得很好的一致性,且连盐高铁线路整体表现稳定。 展开更多
关键词 时序InSAR 北斗导航卫星系统 连盐高铁 沉降监测 Sentinel-1A
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基于Landsat数据的城市热岛变化分析——以南京市为例 被引量:21
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作者 丁海勇 史恒畅 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期2033-2044,共12页
伴随着不断发展的城市化过程与土地开发,城市土地覆盖和利用状况发生了明显的变化,导致地表温度强度也发生了显著的变化,热岛效应作为城市化过程中带来的环境问题,对其形成和演变规律的研究有助于人们有效地应对它。以南京市为研究区域... 伴随着不断发展的城市化过程与土地开发,城市土地覆盖和利用状况发生了明显的变化,导致地表温度强度也发生了显著的变化,热岛效应作为城市化过程中带来的环境问题,对其形成和演变规律的研究有助于人们有效地应对它。以南京市为研究区域,利用2000年、2005年、2010年、2015年4期Landsat卫星影像数据进行土地利用/覆盖分类,并反演出不同时期的地表温度,对土地利用/覆盖类型动态变化的空间特征及地表温度对城市化的响应情况进行了定量研究。结果表明,南京城市热岛效应明显,城镇区域地表温度长年高于郊区,热岛强度逐年增强。南京市热岛主要分布在城市中心区域,同时,南京存在不止1个热岛中心,所在地均为城镇建筑区域或人类活动较为频繁的商业区居民区及工业区域。利用景观指数分析城市热环境,热岛景观斑块总数与密度呈增加趋势,其中对热岛效应更为重要的高等级热岛景观类型面积、比例、斑块数量、密度及平均斑块面积均呈上升趋势,整个热岛景观的斑块形状趋向复杂。高等级景观斑块类型内部各斑块之间在互相接近,逐渐形成团簇状。景观水平的蔓延度总体呈下降趋势,优势度高的低等级热岛景观所占比重下降,优势度逐渐降低。热岛景观面积在各类型间的分配逐渐趋于均匀。 展开更多
关键词 环境学 地表温度 城市热岛
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城市地表通风潜力研究技术方法与应用——以北京和广州中心城为例 被引量:20
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作者 刘勇洪 徐永明 +1 位作者 张方敏 程宸 《规划师》 北大核心 2019年第10期32-40,共9页
城市地表通风潜力是城市通风评估和通风廊道规划的前提条件,目前尚缺乏科学合理的指标来表征。文章面向城市区域尺度,基于城市形态学模型构建了通风潜力系数(VPC)指标,对城市通风潜力的强弱进行评估。随后,分别以北京和广州中心城为例,... 城市地表通风潜力是城市通风评估和通风廊道规划的前提条件,目前尚缺乏科学合理的指标来表征。文章面向城市区域尺度,基于城市形态学模型构建了通风潜力系数(VPC)指标,对城市通风潜力的强弱进行评估。随后,分别以北京和广州中心城为例,应用1∶2 000基础地理信息和Landsat8卫星资料,开展了2015年VPC估算及通风潜力评估分析。研究结果表明,VPC可有效反映城市地表通风潜力大小,其与天空开阔度呈负相关关系,线性回归模型R^2为0.459 1,与建筑高度、容积率、迎风截面积密度和粗糙度长度呈明显正相关关系,线性回归模型R^2分别为0.717 9、0.784 2、0.796 2和0.842 4;北京和广州中心城地表通风潜力最差的区域分别为三环—二环区域和越秀区,广州中心城的总体地表通风潜力明显好于北京中心城,这是由于广州具有更大面积的利于通风的林地、绿地和水体等冷源区域。 展开更多
关键词 通风潜力系数 建筑形态 天空开阔度 迎风截面积密度 粗糙度长度
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整合DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据的长江三角洲城市格局时空演化研究 被引量:20
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作者 许正森 徐永明 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期837-849,共13页
本文基于1992—2012年DMSP/OLS和2012—2018年NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据,对长江三角洲城市群时空演化格局进行监测。考虑到不同卫星夜间灯光遥感数据之间的不一致性以及城市核心区亮度过饱和问题,对DMSP/OLS和NPP/VIIRS数据进行连续性... 本文基于1992—2012年DMSP/OLS和2012—2018年NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据,对长江三角洲城市群时空演化格局进行监测。考虑到不同卫星夜间灯光遥感数据之间的不一致性以及城市核心区亮度过饱和问题,对DMSP/OLS和NPP/VIIRS数据进行连续性校正、去饱和处理和一致性校正,构建长江三角洲区域1992—2018年长时间序列多源夜间灯光遥感数据集。利用二分法基于该数据逐年提取长江三角洲城市群各城市建成区空间分布,计算加权标准差椭圆和Zipf系数进行重心变化和方向性分布变化、规模体系变化等监测。结果表明:(1)本研究采用的连续性校正、去饱和处理和一致性校正方法能够构建稳定的长时间序列多源夜间灯光遥感数据集;(2)基于二分法提取的建成区面积平均绝对误差为6.85 km^(2),平均相对误差为8.10%;(3)长三角城市群重心较为稳定,始终在苏州市境内的太湖沿岸附近,呈现出向东南方向移动的趋势城市群呈西北—东南方向分布,且分布方向有向南北方向转动的趋势,标准差椭圆的扁率持续减小,表明城市群的方向性分布减弱;(4)Zipf系数始终在1附近且呈缓慢降低的趋势,城市规模分布较为均衡。 展开更多
关键词 DMSP/OLS NPP/VIIRS 夜间灯光 长江三角洲 城市群 时空格局演变 校正方法 VANUI
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基于SPOT_NDVI的甘肃省植被覆盖变化及其与气候、地形因子的关系 被引量:19
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作者 丁海勇 丁昕玮 《长江流域资源与环境》 CAS CSSCI CSCD 北大核心 2020年第12期2665-2678,共14页
植被覆盖时间序列特征体现了气候变化和人类活动对环境的影响,利用2000~2018年SPOTNDVI并结合气象和地形数据,采用趋势分析、偏相关分析、地形面积修正等方法探究甘肃省植被覆盖的变化特征及与气候、地形的关系。研究表明:近19年来,甘... 植被覆盖时间序列特征体现了气候变化和人类活动对环境的影响,利用2000~2018年SPOTNDVI并结合气象和地形数据,采用趋势分析、偏相关分析、地形面积修正等方法探究甘肃省植被覆盖的变化特征及与气候、地形的关系。研究表明:近19年来,甘肃省植被覆盖整体呈恢复状态,但低覆盖区面积仍为最大,空间分布总体呈现南高北低的状态。降水对省内植被生长总体起到促进作用,特别是黄土高原地区,植被覆盖度与降水有显著的正相关性;在南部湿润区和北部干旱区,气温对植被生长分别起到促进和抑制作用。就地形而言,海拔2500~3000 m、坡度大于25°的半阳坡地区最适宜植被生长。进行植被覆盖研究,有利于区域生态建设和持续性发展,同时对人地关系以及经济发展的统筹规划也有重要的理论与实际意义。 展开更多
关键词 植被覆盖 气候 地形 甘肃省
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机载多光谱LiDAR数据的地物分类方法 被引量:19
15
作者 潘锁艳 管海燕 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期198-207,共10页
机载多光谱LiDAR系统能够快速地获取大范围地表面上地物光谱和几何数据,并能够保证所获取的光谱与空间几何数据在空间和时间上相对完整和一致性。支持向量机(SVM)是一种基于小样本的学习方法,它避开了从归纳到演绎的传统分类过程。因此... 机载多光谱LiDAR系统能够快速地获取大范围地表面上地物光谱和几何数据,并能够保证所获取的光谱与空间几何数据在空间和时间上相对完整和一致性。支持向量机(SVM)是一种基于小样本的学习方法,它避开了从归纳到演绎的传统分类过程。因此,本文提出了基于SVM多光谱LiDAR数据的地物目标分类方法。该方法首先将多个独立波段的LiDAR数据融合为单一的、包含多个波段信息的点云数据,然后将融合后的点云内插为距离影像和多光谱影像,最后利用SVM进行多光谱LiDAR数据的地物覆盖分类。通过对加拿大Optech公司的Titan机载多光谱LiDAR数据的试验证明:相对于传统的单波段LiDAR数据,多光谱LiDAR数据可以获得较好的地物分类精度;比较试验发现SVM分类方法适用于多光谱LiDAR数据的地物分类。 展开更多
关键词 多光谱LiDAR SVM 地物分类 多光谱LiDAR植被指数
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基于机器学习算法的冬小麦不同生育时期生物量高光谱估算 被引量:18
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作者 吴芳 李映雪 +2 位作者 张缘园 张雪红 邹晓晨 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期217-224,共8页
为探索适用于冬小麦不同生育时期的高光谱估算方法,基于4年大田试验,以江苏省主要冬小麦品种为材料,以8种对常用生物量敏感的高光谱指数为基础,分别采用偏最小二乘算法、支持向量回归算法、随机森林算法在冬小麦4个主要生育时期(抽穗期... 为探索适用于冬小麦不同生育时期的高光谱估算方法,基于4年大田试验,以江苏省主要冬小麦品种为材料,以8种对常用生物量敏感的高光谱指数为基础,分别采用偏最小二乘算法、支持向量回归算法、随机森林算法在冬小麦4个主要生育时期(抽穗期前、抽穗期、开花期和灌浆期)进行了高光谱生物量估算和预测能力比较。结果表明,在冬小麦不同生育时期,高光谱估算生物量精度差异显著;利用随机森林构建的生物量估算模型在4个生育时期均表现出很好的效果,决定系数(r^2)和均方根误差(RMSE)在抽穗期前分别为0.79和44.82 g·m^(-2),在抽穗期分别为0.71和62.07 g·m^(-2),在开花期分别为0.70和97.63 g·m^(-2),在灌浆期分别为0.71和106.98 g·m^(-2);随机森林模型在4个生育时期的预测能力都高于或接近于支持向量回归模型,高于偏最小二乘回归模型,r^2和RMSE在抽穗期前分别为0.60和72.54 g·m^(-2),在抽穗期分别为0.60和75.07 g·m^(-2),在开花期分别为0.68和109.9 g·m^(-2),在灌浆期分别为0.61和127.93 g·m^(-2)。这说明随机森林算法在冬小麦不同生育时期生物量高光谱遥感估算方面具有较高的精度和稳定性。 展开更多
关键词 冬小麦生物量 高光谱估算 随机森林算法 支持向量回归 偏最小二乘算法
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基于Siam-UNet+ +的高分辨率遥感影像建筑物变化检测 被引量:16
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作者 朱节中 陈永 +1 位作者 柯福阳 张果荣 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2021年第11期3460-3465,共6页
针对同一区域前后时序的高分辨率遥感影像背景复杂、变化类别多样、目标变化检测时存在漏检和边界识别粗糙问题,提出了一种基于Siam-UNet++深度神经网络的高分辨率遥感影像建筑物变化检测算法。该算法采用UNet++作为骨干提取网络,在其... 针对同一区域前后时序的高分辨率遥感影像背景复杂、变化类别多样、目标变化检测时存在漏检和边界识别粗糙问题,提出了一种基于Siam-UNet++深度神经网络的高分辨率遥感影像建筑物变化检测算法。该算法采用UNet++作为骨干提取网络,在其编码器部分应用Siam-diff(Siamese-difference)结构提取前后两时序图像的变化特征,并在解码阶段的上采样和横向跳跃路径连接之后引入注意力机制,突出建筑物变化的特征,抑制网络对其他类别特征的学习;同时使用多边输出融合(multiple side-output fusion,MSOF)策略加权融合不同语义层次的特征信息,提高了建筑物变化检测的精度;最后采取滑窗的方法对大尺度遥感影像进行预测,减少拼接过程中变化结果图产生的空洞图斑。在大型建筑物变化检测数据集上的实验结果表明,该算法有效提升了建筑物的变化检测效果。 展开更多
关键词 深度学习 Siam-UNet++ 变化检测 注意力机制 多边输出融合
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对地观测高光谱激光雷达发展及展望 被引量:14
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作者 龚威 史硕 +10 位作者 陈必武 宋沙磊 牛铮 王成 管海燕 李伟 高帅 林沂 孙嘉 杨健 杜霖 《遥感学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期501-513,共13页
对目标空间三维—光谱信息的高分辨一体化获取与应用,是对地观测技术发展的前沿科学问题。结合高光谱成像与激光雷达测距的技术优势,对地观测多光谱/高光谱激光雷达遥感技术手段应运而生,并成为遥感技术未来发展的重要方向。本文分3个... 对目标空间三维—光谱信息的高分辨一体化获取与应用,是对地观测技术发展的前沿科学问题。结合高光谱成像与激光雷达测距的技术优势,对地观测多光谱/高光谱激光雷达遥感技术手段应运而生,并成为遥感技术未来发展的重要方向。本文分3个阶段详细回顾了对地观测高光谱激光雷达系统的发展历程,并针对其独有数据类型阐述了数据处理研究方面的探索研究。最后,重点分析了高光谱激光雷达在测绘领域、农林业领域的重大应用潜力,展望了未来对地观测高光谱激光雷达发展面临的机遇和挑战。 展开更多
关键词 激光雷达 高光谱 空谱合一 全天时 植被遥感
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北京城市空间形态对热岛分布影响研究 被引量:14
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作者 刘勇洪 徐永明 +1 位作者 张方敏 舒文军 《地理学报》 EI CSSCI CSCD 北大核心 2021年第7期1662-1679,共18页
在城市尺度上探究城市空间形态布局对城市热岛(UHI)影响研究,对于城市规划中通风环境改善、生态宜居城市建设具有重要意义。以北京为例,利用2009—2018年高密度自动气象站逐小时气温资料和2018年NPP/VIIRS夜光卫星资料,分析了UHI时空分... 在城市尺度上探究城市空间形态布局对城市热岛(UHI)影响研究,对于城市规划中通风环境改善、生态宜居城市建设具有重要意义。以北京为例,利用2009—2018年高密度自动气象站逐小时气温资料和2018年NPP/VIIRS夜光卫星资料,分析了UHI时空分布特征;利用2017年1∶2000基础地理信息和Landsat8卫星资料,开展了北京主城区建筑高度(BH)、建筑密度(BD)、建筑高度标准差(BSD)、容积率(FAR)、迎风截面积指数(FAI)、粗糙度长度(RL)、天空开阔度(SVF)、城市分数维(FD)等8个空间形态参数和植被覆盖度(VC)、不透水盖度(IC)、反照率(AB)等3个陆表参数的提取,并在城市尺度上开展了这些参数与UHI之间空间相关性及对UHI变化影响研究。结果显示:2009—2018年北京主城区年均、四季以及夜晚02时UHI均存在一个较为固定的形态,年均、春、夏、秋、冬、白天14时和夜晚02时UHI分别为1.81℃、1.50℃、1.43℃、2.16℃、2.17℃、0.48℃和2.77℃;8个空间形态参数在一年中大部分时段与UHI存在明显空间相关性,这种相关性在冬季强于其他季节,在夜晚02时强于白天14时,排名前三的分别为SVF、FAR和BD。空间形态参数已超越陆表参数成为UHI变化的重要驱动因子,11种参数对UHI变化的单独贡献为13.7%~63.7%,其中夏季、冬季和全年时段贡献最大的空间形态参数分别是BD(43.7%)、SVF(63.7%)和SVF(45.4%),贡献最大的陆表参数分别是VC(42.6%)、AB(57.1%)和VC(45.3%);夏季、冬季和全年时段多个参数对UHI变化的综合贡献分别为51.4%、69.1%和55.3%,主导要素分别为BD、SVF和BD。 展开更多
关键词 UHI 容积率 建筑密度 天空开阔度 植被覆盖度 反照率
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基于多源无人机影像特征融合的冬小麦LAI估算 被引量:14
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作者 张东彦 韩宣宣 +3 位作者 林芬芳 杜世州 张淦 洪琪 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期171-179,共9页
为探讨无人机多源影像特征融合估测作物叶面积指数的能力,该研究以冬小麦为研究对象,利用多旋翼无人机搭载高清数码相机和UHD185成像光谱仪获取研究区冬小麦关键生育期(扬花期、灌浆期)的可见光和高光谱影像。综合考虑可见光、高光谱影... 为探讨无人机多源影像特征融合估测作物叶面积指数的能力,该研究以冬小麦为研究对象,利用多旋翼无人机搭载高清数码相机和UHD185成像光谱仪获取研究区冬小麦关键生育期(扬花期、灌浆期)的可见光和高光谱影像。综合考虑可见光、高光谱影像特征与冬小麦叶面积指数的相关性及影像特征重要性进行特征筛选,然后,以可见光植被指数、纹理特征、可见光植被指数+纹理特征、高光谱波段、高光谱植被指数及高光谱波段+植被指数分别作为输入变量构建多元线性回归、支持向量回归和随机森林回归的叶面积指数估测模型(单传感器数据源);以优选的两种影像特征结合支持向量回归、随机森林回归构建叶面积指数估测模型(两种传感器数据源),比较分析单源与多源影像特征监测冬小麦叶面积指数的性能。进一步地,考虑到小区土壤空间异质性会影响冬小麦叶面积指数估测结果,该研究探讨了不同影像采样面积下基于单源遥感数据构建的小麦叶面积指数估测模型精度。研究结果表明:在扬花期和灌浆期,使用两种影像优选特征构建的随机森林回归估测模型精度最佳,验证集决定系数分别为0.733和0.929,均方根误差为0.193和0.118。可见光影像采样面积分别为30%和50%,高光谱影像采样面积为65%时,基于单源影像特征构建的随机森林回归估测模型在扬花期和灌浆期效果最好。综上,该研究结果可为无人机遥感监测作物生理参数提供有价值的依据和参考。 展开更多
关键词 无人机 特征融合 机器学习 叶面积指数 冬小麦
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