Small wetlands extraction based on Sentinel-1 time series data and MultiRocket-RF model

Yu Qinping ,  

Lin Wenpeng ,  

Shi Yiwen ,  

摘要

Il est essentiel d'extraire de manière plus précise les zones humides de petite et moyenne taille à grande échelle pour renforcer davantage la construction de la civilisation écologique. Dans cet article, nous avons établi un système de classification des zones humides en combinant les caractéristiques phénologiques et les caractéristiques des images radar SAR, et nous avons utilisé le modèle de classification temporelle MultiRocket-RF basé sur les différences de diffusion des faisceaux radar Sentinel-1 à différentes périodes phénologiques pour extraire les zones humides. De plus, sur la base d'un seuil de superficie de 5 hm² pour définir les zones humides de petite et moyenne taille, nous avons proposé une méthode pour atténuer le problème de l'agrégation des blocs de zones humides afin de réduire les erreurs d'attribution des zones humides de petite et moyenne taille à d'autres types de zones humides. Enfin, en utilisant la zone de développement démonstratif pour l'intégration écologique verte dans la région pilote de développement intégré de l'écologie de la région urbaine , nous avons analysé et vérifié l'efficacité du modèle d'extraction des zones humides de petite et moyenne taille. Les résultats montrent que : (1) La combinaison des données temporelles SAR et du modèle de classification temporelle MultiRocket-RF peut bien s'adapter au système de classification des zones humides basé sur la phénologie, et obtenir d'excellents résultats d'extraction pour tous les types de zones humides, avec une précision globale de 93,6%, un coefficient Kappa atteignant 0,888, un score Macro-F1 de 0,804, en particulier pour l'extraction de la végétation herbacée et ligneuse inondée dans les zones humides de petite et moyenne taille et les zones inondées saisonnières; (2) L'atténuation du problème de l'agrégation des blocs de zones humides peut améliorer la précision de l'extraction des zones humides de petite et moyenne taille, bien que le coefficient Kappa ne change pas significativement, mais le score Macro-F1 passe de 0,798 à 0,804, et la précision globale de l'extraction de tous les types de zones humides de petite et moyenne taille est globalement meilleure; (3) Le modèle est assez adapté pour extraire les zones humides de plus de 1hm² , mais en raison du bruit de points, des distorsions géométriques et d'autres influences, l'effet d'extraction des zones humides de moins de 1hm² est médiocre. Dans cet article, en élargissant les applications des données SAR, nous avons également proposé une nouvelle approche technique pour l'extraction des zones humides de petite et moyenne taille.

关键词

remote sensing;phenology;small wetlands;backscatter coefficient;coherence coefficient;MultiRocket transformation;Random Forest

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