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基于孪生残差神经网络的GF-2影像林地变化检测——以浙江省建德林场为例

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遥感技术与应用 2024年第1期39卷 24-33页

作者：艾遒一黄华国郭颖刘炳杰陈树新田昕北京林业大学森林资源和环境管理国家林草局重点实验室北京100083 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091

森林是世界上生产力最高的可再生自然资源之一,但由于火灾、洪水、砍伐等多种自然或人为因素干扰,森林的生态环境受到严重威胁。准确掌握林地资源变化的情况,可以为森林资源的管理与保护提供有效信息。由于林地类别及树种差异较大,在林... 详细信息

森林是世界上生产力最高的可再生自然资源之一,但由于火灾、洪水、砍伐等多种自然或人为因素干扰,森林的生态环境受到严重威胁。准确掌握林地资源变化的情况,可以为森林资源的管理与保护提供有效信息。由于林地类别及树种差异较大,在林地变化检测任务中传统的机器学习变化检测方法难以捕捉深层次语义信息,存在提取特征适应性差、识别能力弱以及因季相导致的伪变化等问题。提出以孪生残差神经网络构建深度学习模型,进行林地变化的检测实验。分别采用残差神经网络ResNet50、添加不同轻量级注意力机制如卷积注意力机制模块CBAM和压缩和激励模块SE 3种不同特征提取方法作为主干特征提取模块。3种主干特征提取网络都基于预训练权重进行训练,通过将提取的多尺度的特征图进行融合,使得不同特征图中信息粗略细节和精细细节互补,从而改善变化检测效果,同时具有相同数量的参数,共享权值的优点。以浙江省建德林场为实验区,获取2015年和2020年两期高分二号卫星影像,构建一套分辨率为1 m的林地变化检测数据集。对孪生残差神经网络变化检测的结果和真实变化标签进行比较,其中主干特征提取网络SE-ResNet50综合结果最好,精确率为0.91,召回率为0.78,F1分数为0.83,要优于主流的变化检测模型FC-Siam-conc、FC-Siam-diff。证明孪生残差神经网络在高分辨率遥感影像林地变化检测任务中能够准确捕捉林地变化,为森林资源管理部门提供了新的林地变化检测方法。

关键词：林地变化检测深度学习注意力机制孪生神经网络残差神经网络

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RLR:一种基于资源负荷率的链路预测算法

小型微型计算机系统 2024年第11期45卷 2761-2767页

作者：聂聆聪王剑刘前张岳松宁俊刘昱岑昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500 云南大学软件学院昆明650091 昆明理工大学国土资源与工程学院昆明650093

近年来,复杂网络得到了广泛的研究,链路预测作为复杂网络研究的一个重要分支,其本质是根据已观测到的信息预测网络中缺失的链路或未来可能出现的链路.解决链路预测问题的关键是如何高效地计算网络中节点之间的相似度,研究者们提出了许... 详细信息

近年来,复杂网络得到了广泛的研究,链路预测作为复杂网络研究的一个重要分支,其本质是根据已观测到的信息预测网络中缺失的链路或未来可能出现的链路.解决链路预测问题的关键是如何高效地计算网络中节点之间的相似度,研究者们提出了许多基于节点相似性的链路预测算法,但算法准确性仍有待提高.本文提出一种基于资源负荷率(Resource Load Ratio)的链路预测算法.首先,根据节点拓扑属性与网络全局属性的占比量化节点资源储备,并将资源储备作为衡量节点重要性的主要因素.其次,根据两个节点的共同邻居数量与所有邻居数量占比量化节点间密集度,并上升到二阶节点.最后,基于节点间资源储备和密集度提出相应的链路预测算法.在8个真实网络上的实验结果表明,该算法在准确性和鲁棒性方面均取得了最优.

关键词：复杂网络链路预测资源储备密集度

基于区域特征优化及边缘增强的多聚焦图像融合

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计算机技术与发展 2024年第4期34卷 62-69页

作者：王程王巍杨馨刘晓文中国人民公安大学信息网络安全学院北京100038 中国人民公安大学公安遥感应用工程技术研究中心北京100038

针对多聚焦图像融合中存在的聚焦信息缺失、边缘特征表达不充分的问题,提出了一种基于聚焦区域特征优化及边缘增强的多聚焦图像融合方法。首先,提出了一种四流向的聚焦特征增强网络,在图像编码过程中实现聚焦特征的增强与补全;其次,提... 详细信息

针对多聚焦图像融合中存在的聚焦信息缺失、边缘特征表达不充分的问题,提出了一种基于聚焦区域特征优化及边缘增强的多聚焦图像融合方法。首先,提出了一种四流向的聚焦特征增强网络,在图像编码过程中实现聚焦特征的增强与补全;其次,提出了一种新的基于空间频率(NSF)的聚焦区域提取策略,实现对聚焦区域特征的高效提取;最后,提出了一种边缘特征增强模块,通过计算图像边缘梯度,实现对目标区域的边缘信息增强。在Lytro数据集与MFFW数据集中与8种融合方法进行定性与定量对比。实验结果表明,该融合方法较好地解决了多聚焦融合图像中聚焦特征表达不充分、纹理细节不完整和边缘模糊等问题,视觉效果显著。

关键词：多聚焦图像图像融合卷积神经网络特征优化边缘增强

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基于“一张图”的农村人居环境精准整治方法

测绘与空间地理信息 2024年第7期47卷 58-60,64页

作者：姜代炜谭太恒吴昊铮何敬源广西壮族自治区自然资源信息中心广西南宁530023

针对农村人居环境整治存在的问题,提出“一张图”精准整治的技术解决方法。剖析农村环境整治业务,融合多源地理信息,服务层切分数据、WebAPI微服务,应用层聚合多类型信息服务,为管理员开发一张图管理系统,为普查员开发移动定位一张图调... 详细信息

针对农村人居环境整治存在的问题,提出“一张图”精准整治的技术解决方法。剖析农村环境整治业务,融合多源地理信息,服务层切分数据、WebAPI微服务,应用层聚合多类型信息服务,为管理员开发一张图管理系统,为普查员开发移动定位一张图调查系统,构建协同监管体系。为满足用户高并发服务请求,搭建高可用信息服务系统,持续对外提供不间断信息服务。最后,根据系统集成测试、实际应用效果,证明该方法的有效性。

关键词：农村人居环境一张图微服务移动定位高可用

基于DPC数据的动态分辨率水云滴谱反演研究

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光学学报 2024年

作者：余海啸孙晓兵提汝芳涂碧海刘晓黄红莲王则灵韦祎晨王宇轩中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学技术大学中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室

云是大气辐射能量平衡和水循环中的重要中间因子。水云滴谱分布和云的光学和微物理特性紧密联系，准确的云滴谱分布对分析大气中各成分间的相互作用至关重要。偏振遥感是一种可用于水云滴谱分布反演的新型大气探测技术，多角度偏振探测... 详细信息

云是大气辐射能量平衡和水循环中的重要中间因子。水云滴谱分布和云的光学和微物理特性紧密联系，准确的云滴谱分布对分析大气中各成分间的相互作用至关重要。偏振遥感是一种可用于水云滴谱分布反演的新型大气探测技术，多角度偏振探测信息可用于反演水云滴谱分布特征。但当前此类方法大都不考虑传感器成像几何和云的特性，采用固定反演尺度忽略了传感器散射角覆盖和云异质性带来的影响。因此本文基于水云偏振辐射特性和辐射传输理论，建立基于多角度偏振数据的动态分辨率云滴谱反演方法，根据卫星成像几何和云特性对视场内不同尺度的反演可行性进行定量评估。本方法通过逐像元选定最优像元合并策略，在保证反演精度的同时提高反演的分辨率，最后将反演方法应用于DPC (Directional Polarization camera)观测数据。结果显示，相较于POLDER(Polarization and directionality of the Earth’s reflectance)的云滴谱产品采用的25×25像元的固定反演尺度，我们的方法反演尺度在1×1至7×7之间动态调整，实现了反演分辨率的提升。与MODIS(Moderate resolution imagingspectroradiometer)的云有效粒子半径产品对比发现，云有效粒子半径的反演结果误差小于2.05μm的占比超过50%，整体分布具有较好的一致性。这说明本方法可以在提供更精细的反演结果的同时，保持了较好的反演精度。我们的研究为进一步提高国产多角度偏振数据的利用效率，改善云滴谱反演精度提供了思路。

关键词：水云云滴谱分布多角度偏振成像仪(DPC) 云异质性空间尺度

基于FY-4红外资料和光流法的不同空间尺度云团的外推可预报性研究

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气象 2023年第5期49卷 563-573页

作者：史小康程文聪张文军周华胡艳冰北京航空气象研究所北京100085

为研究云图和不同尺度云团的外推可预报性特征,设计了一种适应于FY-4卫星红外云图(10.8μm)的云检测方法,结合区域识别算法,剥离出不同尺度的云团;使用具有HS全局约束方案的光流法,开展外推敏感试验。对2020年不同月份的12个个例的统计... 详细信息

为研究云图和不同尺度云团的外推可预报性特征,设计了一种适应于FY-4卫星红外云图(10.8μm)的云检测方法,结合区域识别算法,剥离出不同尺度的云团;使用具有HS全局约束方案的光流法,开展外推敏感试验。对2020年不同月份的12个个例的统计结果表明:对亮温云图进行外推预报时,可用光流信息接近6 h,第0.5、1和6小时亮温均方根误差分别约为4.4、7.1和16.7 K,外推预报准确率随着预报时长的增加呈指数趋势降低。为消除亮温日变化影响,对云检测结果即云团分布进行不同时长的外推预报,统计结果表明:云团位置预报偏差是外推预报在第0~1小时中误差快速增长的主要原因,云团面积和位置的预报偏差是第1~6小时中误差的主要组成。>2000 km、200~2000 km、20~200 km、2000 km尺度云团的外推预报特征;外推预报准确率随着云团空间尺度的减小而降低,这与不同尺度云团的物理属性演变特性、生命史长短等要素密切相关。以上研究结果对红外云图外推预报业务应用有一定指导意义。

关键词：光流法云团尺度预报时长

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广州地下市政基础设施一张图可视化表达浅析

地理空间信息 2024年第4期22卷 85-87页

作者：吴敏亚陶岚韩剑姿广州市城市规划勘测设计研究院广东广州510060

为了解决广州市地下市政基础设施要素与地图表达规范割裂产生的一系列地图可视化表达问题,通过对新增的地下市政基础设施要素进行符号设计,并针对各类要素的附属设施进行细化和可视化表达研究,建立统一制图标准体系,从设计思路、设计内... 详细信息

为了解决广州市地下市政基础设施要素与地图表达规范割裂产生的一系列地图可视化表达问题,通过对新增的地下市政基础设施要素进行符号设计,并针对各类要素的附属设施进行细化和可视化表达研究,建立统一制图标准体系,从设计思路、设计内容和实践验证3方面提出了地下市政基础设施一张图图式表示方法。通过实验区测试,制定了地下市政基础设施一张图表达标准和规范,达到同时满足纸质出图和不同尺度电子地图表达效果,对地下市政基础设施绘图自动化、数字化、智能化发展起到借鉴和指引作用。

关键词：地下市政基础设施一张图可视化表达表达设计

基于空间约束多特征联合稀疏编码的遥感图像标注方法研究

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电子与信息学报 2014年第8期36卷 1891-1898页

作者：郑歆慰胡岩峰孙显王宏琦中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院空间信息处理与应用系统技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100190

针对稀疏表示分类器不能较好地适应多特征框架的问题,该文提出一种空间约束多特征联合稀疏编码模型,并以此实现遥感影像的自动标注。该方法利用l1,2混合范数正则化多特征编码系数,约束编码系数共享相同的稀疏模式,在保持多特征关联的同... 详细信息

针对稀疏表示分类器不能较好地适应多特征框架的问题,该文提出一种空间约束多特征联合稀疏编码模型,并以此实现遥感影像的自动标注。该方法利用l1,2混合范数正则化多特征编码系数,约束编码系数共享相同的稀疏模式,在保持多特征关联的同时,又不添加过于严格的约束。同时,将字典学习技术扩展到多特征框架中,通过约束字典更新的变换矩阵,解决了字典学习过程丢失多特征关联的问题。另外,针对遥感影像中的空间关系常常被忽略或者利用不充分的不足,还提出了将空间一致性与多特征联合稀疏编码相结合的分类准则,提高了标注性能。在遥感公开数据集与大尺寸卫星影像上的实验证明了该方法的有效性。

关键词：遥感图像标注多特征联合稀疏编码多特征字典学习空间信息

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高分影像在辽宁防灾减灾救灾中的应用

卫星应用 2024年第1期 33-36页

作者：周斌王嘉琳李航龚强辽宁省生态气象和卫星遥感中心高分辨率对地观测系统辽宁数据与应用中心

辽宁省气象灾害频发,但防灾减灾手段单一,开展高分卫星在辽宁省气象防灾减灾领域的应用研究意义重大。本文利用卫星遥感技术进行多种气象灾害监测分析评估,充分发挥高分卫星高空间分辨率、宽覆盖、多成像模式等优势,完善气象防灾减灾手... 详细信息

辽宁省气象灾害频发,但防灾减灾手段单一,开展高分卫星在辽宁省气象防灾减灾领域的应用研究意义重大。本文利用卫星遥感技术进行多种气象灾害监测分析评估,充分发挥高分卫星高空间分辨率、宽覆盖、多成像模式等优势,完善气象防灾减灾手段,有效提升辽宁省气象灾害监测的准确性和及时性,提高气象防灾、减灾、抗灾、救灾能力。

关键词：高分遥感灾害遥感监测