夜光影像和高分辨率影像耦合的土耳其Mw 7.8地震建筑倒塌智能解译

针对现有全卷积神经网络因光谱混杂造成建筑物漏检、误检以及边界缺失的问题,设计了一种基于多特征融合与对象边界联合约束网络的高分辨率遥感影像建筑物提取方法。所提方法基于编解码结构,并在编码阶段末端融入连续空洞空间金字塔模块,以在不损失过多有效信息的前提下进行多尺度特征提取和融合;在解码阶段,通过实现基于对象和边界的多输出融合约束结构,为网络融入更多准确的建筑物特征并细化边界;在编码与解码阶段间的横向跳级连接中引入卷积块注意力机制模块,以增强有效特征。此外,解码阶段的多层级输出结果还被用于构建分段多尺度加权损失函数,实现对网络参数的精细化更新。在WHU和Massachusetts建筑物数据集上进行对比试验分析,其中交并比和F1分数分别达到了90.44%、94.98%和72.57%、84.10%,且模型的复杂度与效率均优于MFCNN与BRRNet。

     

利用高分辨率夜光影像开展土叙地震灾害评估

2023-02-06,土耳其南部相继发生Mw 7.8和Mw 7.5地震,土耳其和叙利亚两国遭受了重大人员伤亡和财产损失,快速评估灾区受灾情况对地震应急救援和灾后重建具有重要意义。利用震前的可持续发展科学卫星1号夜光影像和震后的仰望一号夜光影像,采用多元幂函数回归模型对两类影像进行了相对辐射定标,使用定标后的影像对土耳其阿德亚曼市和安塔基亚市-德芙内市进行了灾害评估。结果显示,所提的相对辐射定标模型能有效提升异源夜光影像之间的可比性;3座严重受灾城市在地震后出现大范围停电,建成区内超过50%的区域灯光损失率高于80%,建成区整体灯光损失率超过70%。结果表明,异源高分辨率夜光影像能有效评估自然灾害对城市的影响,评估结果可为当地政府部门应急决策及震后重建提供帮助。     

高分辨率遥感影像智能解译研究进展与趋势

遥感影像解译是一个不断发展的研究方向,随着日新月异的遥感应用需求、高分辨率遥感数据的快速发展、地理知识的日积月累、以及人工智能技术的发展,亟需发展自动化、智能化的遥感影像解译技术。本文针对遥感影像智能解译,首先从遥感影像解译单元、分类方法、解译认知3个方面阐述遥感影像解译的研究进展,然后提出了面向地理场景的 “地理知识图谱构建—深度学习模型构建—地理知识图谱与深度学习模型协同的遥感影像语义分类”遥感影像智能解译总体框架,并给出初步试验成果,最后对智能解译的重要发展趋势予以展望,以期拓展遥感影像智能解译研究的思路与方法,提高遥感影像智能解译的精细程度和智能化水平,使智能解译具备地理空间理解能力,推动“数据—信息—知识—智能”的深度转化。     

高分辨率遥感影像解译中的机器学习范式

高分辨率遥感影像解译是遥感信息处理领域的研究热点之一,在遥感大数据知识挖掘与智能化分析中起着至关重要的作用,具有重要的民用和军事应用价值.传统的高分辨率遥感影像解译通常采用人工目视解译方式,费时费力且精度低.所以,如何自动、高效地实现高分辨率遥感影像解译是亟待解决的问题.近年来,随着人工智能技术的飞速发展,采用机器学习...     

遥感影像智能解译:从监督学习到自监督学习

遥感影像精准解译是遥感应用落地的核心和关键技术.近年来,以深度学习为代表的监督学习方法凭借其强大的特征学习能力,在遥感影像智能解译领域较传统方法取得了突破性进展.这一方法的成功严重依赖于大规模、高质量的标注数据,而遥感影像解译对象独特的时空异质性特点使得构建一个完备的人工标注数据库成本极高,这一矛盾严重制约了以监督学习...     

耦合知识图谱和深度学习的新一代遥感影像解译范式

在遥感大数据时代,遥感影像智能解译是挖掘遥感大数据价值并推动若干重大应用的关键技术,如何将知识推理和数据学习两类解译方法有机联合已成为遥感大数据智能处理的重要研究趋势。由此提出了面向遥感影像解译的遥感领域知识图谱构建与进化方法,建立了顾及遥感成像机理和地理学知识的遥感领域知识图谱。在遥感领域知识图谱支撑下,以零样本遥感影像场景分类、可解释遥感影像语义分割以及大幅面遥感影像场景图生成3个典型的遥感影像解译任务为例,研究了耦合知识图谱和深度学习的新一代遥感影像解译范式。在零样本遥感影像场景分类实验中,所提方法在不同的可见类/不可见类比例和不同的语义表示下,都明显优于其他方法;在可解释遥感影像语义分割实验中,知识推理与深度学习的联合方法取得了最好的分类结果;在大幅面遥感影像场景图生成实验中,知识图谱引导的方法精度明显高于基准的频率统计方法。遥感知识图谱推理与深度数据学习的融合可以有效提升遥感影像的解译性能。     

基于深度学习的高分辨率遥感影像目标检测

传统的目标检测识别方法难以适应海量高分辨率遥感影像数据,需要寻求一种能够自动从海量影像数据中学习最有效特征的方法,充分复挖掘数据之间的关联。本文针对海量高分辨率遥感影像数据下典型目标的检测识别,提出一种分层的深度学习模型,通过设定特定意义的分层方法建立目标语义表征及上下文约束表征,以实现高精度目标检测。通过对高分遥感影像目标检测的试验,证明了该方法的有效性。     

先验引导的多降质特征“珞珈一号”夜光遥感影像质量提升方法EI北大核心CSCD

珞珈一号夜光(NTL)遥感影像存在云雾、辉光、分辨率降低等多种复杂的降质现象,现有的深度学习影像质量提升网络往往只针对某一种类型的降质问题,且没有充分利用影像的先验信息,训练和学习过程的可解释性差,去除的降质类型单一。因此,针对含有多种复杂降质的影像质量提升问题,提出一种可解释性先验引导的多降质特征夜光影像质量提升方法。分析降质过程和降质表现,推导出了辉光、云雾噪声和空间分辨率下降的综合降质模型,并以该模型作为先验引导构建了云雾、辉光、分辨率3类数据集。在网络结构方面,针对3类降质设计了包含通道注意力模块和像素注意力模块的残差密连卷积神经网络,并用比值稀疏约束损失函数进一步提高影像的清晰度。利用珞珈一号夜光遥感影像进行了试验,结果表明,本文方法可有效去除云雾、辉光等的影响,处理后影像中的灯光边缘信息更加清晰,空间分辨率提高,影像质量提升明显。     

基于多尺度形变特征卷积网络的高分辨率遥感影像目标检测

传统的基于滑窗搜索和人工设计特征相结合的目标检测方法难以适用于海量高分辨率遥感图像的目标检测任务。本文提出了一种基于多尺度形变特征卷积网络的目标检测方法,利用可形变卷积网络对具有尺度和方向变化的遥感图像目标进行特征提取,然后对多层残差模块提取出的形变特征进行区域预测和鉴别。具体模型包括两个子网络：①目标区域预测子网络用于从多层深度特征图提取目标候选区域;②目标区域鉴别子网络用于对目标候选区域进行分类和位置回归。本文在光学卫星图像10类目标数据集上对比了多种基于深度学习的目标检测算法,并将训练好的模型用于谷歌地球影像飞机坟场数据集和高分2号、吉林1号数据集的评估,试验结果表明本文方法能够快速准确地对多类目标进行检测,具有较好的稳健性和迁移性。     

增强型DeepLab算法和自适应损失函数的高分辨率遥感影像分类

高分辨率遥感影像地物复杂,分类难度大,而深度学习方法可以提取地物更多更深层次的特征信息,适用于高分辨率遥感影像的地物分类。本文研究对高分辨率影像中不透水地面、建筑、低矮植被、树、车辆等地物的高精度分类。结合遥感多地物分类的特点,以DeepLab v3+网络模型为基础,提出E-DeepLab网络模型。主要改进为：（1）改进编码器和解码器的结合方式,使用简洁有效的加成连接方式。（2）缩小单次上采样倍数,增加上采样层,提高编码器与解码器连接的紧密性。（3）使用改进的自适应权重损失函数,自动调节地物损失权重。同时根据数据特点,提出结合DSM、NDVI数据等多通道训练方式。使用两个地区数据进行实验,结果表明,两地区精度均明显优于原始DeepLab v3+模型和其他相关模型,Potsdam地区总体提取精度达到93.2%,建筑物提取精度达到97.8%,Vaihingen地区总体提取精度达到90.7%,建筑物提取精度达到96.3%。目视对比分类图和标准标记图,两者具有高度的一致性。本文所提出的E-DeepLab网络在高分辨率遥感影像地物高精度提取和分类中有较好的应用价值。     

融合UNet++网络和注意力机制的高分辨率遥感影像变化检测算法

针对高分辨率遥感影像变化检测存在漏检和检测边界粗糙的问题,提出一种基于UNet++和注意力机制的高分辨率遥感影像变化检测算法.该算法采用UNet++网络作为基础网络提取特征,并在基本卷积单元中引入注意力机制突出重要特征,由此完成遥感影像端到端的变化检测.在高分辨率卫星影像变化检测数据集中进行了验证,相比于经典语义分割网...     

基于深度学习的遥感影像地物目标检测和轮廓提取一体化模型

随着遥感影像的分辨率不断提升,基于可见光遥感影像地物目标检测和轮廓提取的研究越来越受到关注。基于深度学习的方法提出一个利用遥感影像进行地物目标检测和轮廓提取的一体化模型,旨在解决遥感影像地物目标检测和轮廓提取中繁复的手工标注和传统算法效果不佳的难题。以船舶为研究对象,在HRSC2016遥感数据集上进行验证,单类目标检测精度可以达到79.50%,4类目标检测精度为63.45%,轮廓提取精度可以达到97.40%。结果证明,提出的模型可以实现基于遥感影像的自动化、智能化的船舶目标轮廓提取。     

智能摄影测量和图像处理在高分辨率光学遥感影像处理中的应用——CRC-AGIP实验室的案例

本文介绍了加拿大新不伦瑞克大学（UNB）高级地球空间信息图像处理实验室（CRC-AGIP实验室）和大地测量与地球空间信息工程系（GGE）开发的一些影像处理技术。通过创新性地利用高分辨率遥感光学影像的各种特性,这些技术解决了一些摄影测量和遥感中的重要问题并实现了一些创造新的应用。所介绍的技术包括：自动影像融合（UNB-PanSharp）、卫星影像在线制图、街景技术、单景卫星影像移动车辆检测、有监督影像分割、平滑区域影像匹配及不同视角影像变化检测。