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中国近海绿潮生物量的卫星遥感估算方法研究
唐君,陆应诚,焦俊男,刘建强,胡连波,丁静,邢前国,王福涛,宋庆君,陈艳拢,田礼乔,王心源,刘锦超
DOI:10.11834/jrs.20232535
摘要:绿潮生物量是精准量化海洋大型漂浮藻类的关键参数,是反映海洋生态环境变化的有效指标。卫星遥感技术是中国近海绿潮监测的有效技术支撑,光学遥感卫星能为绿潮的精细化定量监测与评估提供数据支持,能实现绿潮的精准识别与量化估算。针对中国海洋一号C/D卫星 (Haiyang-1C/D, HY-1C/D) 海岸带成像仪 (Coastal Zone Imager, CZI) 、美国中分辨率成像光谱仪 (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)、欧洲空间局哨兵2号卫星多光谱成像仪 (Multi Spectral Instrument,MSI)等光学遥感数据特点,基于绿潮生物量变化模拟与观测验证数据,本研究提出了适用于不同光学卫星数据的绿潮生物量估算模型与计算方法,开展了中国近海绿潮生物量光学遥感估算方法研究与交叉验证。结果表明:相较于绿潮像元面积和覆盖面积,绿潮生物量估算结果的不确定性最小,该参数能有效减少面积参数所内含的尺度效应差异,能更准确地用于海洋绿潮的量化与评估。此外,基于CZI和MODIS数据开展2021年中国近海绿潮生物量协同监测应用,有效提高了绿潮生物量监测的精度,详细量化了2021年中国近海绿潮生物量的年内变化,展现了绿潮生物量的精细空间分布格局与变化趋势。多源光学遥感数据开展绿潮生物量遥感估算,对中国近海漂浮藻类的精准、定量、动态监测,具有重要的方法与数据参考意义。
关键词:绿潮生物量;光学遥感;HY-1C/D;CZI;MODIS
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发布时间:2023-05-22
文旅元宇宙:概念、关键技术及应用场景
范占领,陈崇成
DOI:10.11834/jrs.20232592
摘要:元宇宙快速发展正在影响着文旅行业的变革。文旅行业强调创意与场景体验,文旅产品具有重内容、重体验、重参与、重个性化的特点,这与元宇宙的发展高度契合。现阶段,文旅元宇宙的研究还处于襁褓阶段,对文旅元宇宙的概念、核心技术、应用场景还处于探索中。论文首先回顾了元宇宙的演化进程,并基于文旅行业特征,提出了文旅元宇宙的基本定义、概念模型及主要特征。认为文旅元宇宙是元宇宙的一个子系统,是现有信息技术在文旅行业深度融合形成的文旅互联网形态,是文旅活动在三维数字世界的一种重构和虚拟共生。它基于扩展现实技术提供文旅场景的沉浸式体验,基于数字孪生技术生成现实世界文旅场景的镜像,并依托元宇宙统一架构下的政治、经济、文化等体系,实现文旅行业虚拟世界和现实世界的全方位融合。然后对文旅元宇宙相关关键技术在文旅行业应用的研究进展和应用进行了详细的描述。最后展望了文旅元宇宙在文化遗产数字化与保护、景区(酒店)开发与管理、导游导览服务、文旅营销、行业监管与市场治理等方面可能的应用场景,提出了文旅元宇宙未来重点的研究方向。虽然文旅元宇宙的发展还面临着诸多的挑战,技术的发展还要不断地经历螺旋式的上升,但是元宇宙终会重塑未来的社会形态和人类的生活方式。
关键词:元宇宙;文化旅游;虚拟地理环境;虚实融合;虚拟世界;扩展现实
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发布时间:2023-05-16
联合TanDEM-X DEM与Senitnel-2多光谱数据的林下地形提取
刘志卫,赵蓉,朱建军,付海强,周璀,周亦
DOI:10.11834/jrs.20232574
摘要:针对植被覆盖区TanDEM-X DEM无法描述精细化林下地形的问题,本文提出了一种联合TanDEM-X DEM和Sentinel-2多光谱数据的林下地形提取方法。为了实现该方法,首先将TanDEM-X DEM和Sentinel-2的多波段信息作为输入变量、高精度林下地形数据(LVIS测高数据)作为输出变量,通过随机森林拟合方法构建林下地形预测模型;之后,利用得到的训练模型实现无参考数据区域的林下地形获取。为了验证提出的方法,本文采用位于非洲加蓬的两个典型实验区进行实验验证。实验结果表明,提出的方法能够有效地改正TanDEM-X DEM中包含的森林高度偏差,并提取林下地形信息;相较于原始TanDEM-X DEM,本文方法所提取的地形精度在两个实验区分别提升了76%和63%。此外,实验结果也表明,本文方法得到的林下地形结果保持了较为完整的地形纹理,可以较好的描述林下地形细节。本研究为采用TanDEM-X DEM产品获取大范围林下地形提供了一种可行的方案。
关键词:TanDEM-X;Sentinel-2;机器学习;数字高程模型;林下地形
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发布时间:2023-05-16
湖冰遥感研究进展
童洁,高永年,詹鹏飞,宋春桥
DOI:10.11834/jrs.20232447
摘要:湖冰作为冰冻圈的重要组成部分,是反映全球气候变化最为直观的指示器之一。在气候变暖和人类活动加剧影响的背景下,全球湖泊冰情总体呈现冻结时间推迟、消融时间提前、冰期缩短、冰厚减薄等趋势特征。因此有必要对湖冰的时空变化特征进行精细化监测,为全球气候变化影响的规律分析和预警提供科学依据。由于现场勘测的局限性,遥感技术在湖冰监测中发挥了越来越重要的作用。已有大量研究利用不同的遥感传感器、从不同的湖冰参数与冰情物候特征对湖冰及其响应气候变化特征开展研究。本文结合国内外湖冰遥感监测现状,综述了湖冰监测常用的遥感数据源;再从湖冰范围识别方法、湖冰物候和冰厚参数遥感反演三个方面展开论述;并根据已有的相关文献报道,重点总结了当前湖冰研究热点区域及冰情变化趋势;最后,结合当前遥感技术的发展,探讨了未来多源遥感技术集成在湖冰监测中的应用潜力,以及对气候变化响应十分敏感的青藏高原地区湖冰研究的挑战。
关键词:湖冰;湖冰物候;冰厚;遥感监测;气候变化
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发布时间:2023-05-16
基于模态间匹配学习的高光谱和激光雷达联合分类
杭仁龙,孙瑜,刘青山
DOI:10.11834/jrs.20232635
摘要:如何有效地提取和融合不同模态的特征是高光谱图像和激光雷达数据联合分类的关键。近年来,得益于深度学习强大的特征学习能力,其在高光谱图像和激光雷达数据联合分类领域受到了越来越多的关注。然而,现有的深度学习模型大多基于监督学习的模式,分类性能依赖标注样本的数量和质量。为此,本文提出了一种基于模态间匹配学习的联合分类方法,充分利用未标注样本的信息,减少对标注信息的依赖性。具体而言,本文首先通过高光谱图像和激光雷达数据之间的匹配关系和KMeans聚类算法,构造模态匹配标签。然后,利用该标签训练含有多个卷积层的匹配学习网络。该网络由两个并行分支构成,每个分支负责提取单个模态的特征。最后,以该网络为基础,构造高光谱图像和激光雷达数据联合分类模型。该模型的参数由匹配学习网络进行初始化,因而只需要少量标注样本进行微调即可达到理想的分类效果。为了验证本文方法的有效性,在Houston和MUUFL两个常用的高光谱图像和激光雷达数据联合分类数据集上进行了大量的实验。实验结果表明,与已有的分类模型相比,本文方法能够获得更高的分类性能。
关键词:高光谱图像;激光雷达数据;深度学习;匹配学习;联合分类
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发布时间:2023-05-16
基于多尺度注意力机制的PolSAR深度学习超分辨率模型
林镠鹏,李杰,沈焕锋
DOI:10.11834/jrs.20233002
摘要:全极化合成孔径雷达影像(PolSAR)可提供丰富的极化信息,但成像系统限制使其空间分辨率受到制约。为此,本文基于深度学习框架,提出一种基于多尺度注意力机制的超分辨率重建网络(MS-PSRN),通过对低分辨率PolSAR影像进行分辨率增强,生成高分辨率的PolSAR影像。在该模型框架下,采用多尺度注意力模块对不同尺度下的地物目标进行特征提取;提出联合式与分离式两种内嵌方式,在模型中嵌入通道注意力与空间注意力,利用注意力机制的权值重校准特性,增强PolSAR影像的极化信息与空间信息;引入残差信息蒸馏机制,提取判别性特征并对模型参数进行压缩;提出自适应损失函数对网络训练过程进行约束以提升模型的数值拟合能力以及边缘信息保持能力。本文采用RADARSAT-2卫星的模拟数据与真实数据两个数据集对提出的方法进行验证。空间信息实验结果表明,本文方法在目视结果与定量指标中均优于对比算法,具有更高的空间纹理细节重建精度与较低的重建误差。极化信息保持测试表明,本文方法可在提升空间分辨率的同时,有效保持PolSAR影像的极化信息。
关键词:全极化合成孔径雷达;超分辨率重建;深度学习;遥感;多尺度;注意力机制
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发布时间:2023-05-15
高分五号02星高光谱成像仪中美典型甲烷超级排放源遥感反演与分析
李飞,孙世玮,张永光,封晨曦,陈翠红,毛慧琴,刘银年
DOI:10.11834/jrs.20232453
摘要:检测和估算化石燃料生产活动中的甲烷泄漏有助于甲烷减排。星载高光谱成像仪是甲烷排放点源遥感监测的重要技术手段。本研究利用国产高分五号02星(GF5-02)获取的高光谱成像仪(AHSI)与欧空局哨兵五号星(Sentinal-5P)的对流层观测仪(TROPOMI)遥感数据,基于优化的甲烷柱浓度反演算法和中尺度气象模式,开展了对中美两国煤矿和油气设施的甲烷排放点源检测、量化以及不确定性评估。实验结果表明:1)GF5-02星AHSI载荷在中美两国甲烷排放热点区域内探测到了四处显著的甲烷点源泄漏排放,排放速率均大于0.5吨/小时。其中,在二叠纪盆地监测到一处超级排放源,甲烷排放量高达11.7 ± 4.4吨/小时;2)甲烷点源排放通量速率的估算会受到背景气象场的影响,点源处风速的不确定性贡献最大。研究结果表明GF5-02星高光谱成像仪在全球甲烷点源遥感识别和排放量估算中的应用潜力,可以为未来全球能源行业的甲烷泄漏检测工作提供重要数据支撑。
关键词:高分五号02星(GF5-02);甲烷反演;点源排放;长治;二叠纪盆地
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发布时间:2023-05-15
面向季节性水体的湖盆地形多源遥感协同定量估算研究
陈闯,吴桂平,牛汇林,范兴旺,谭志强
DOI:10.11834/jrs.20232588
摘要:季节性水体是地表水的重要组成单元,在调蓄区域洪水、维持生物多样性等方面具有重要作用。如何获取高精度水深信息,是有效支撑季节性水体水储量和碳通量估算的关键,对于深入理解区域水文过程及物质能量平衡等问题具有重要意义。针对季节性水体下垫面条件的复杂性及传统测深技术的局限性,本文基于GEE云平台,联合激光雷达和光学传感器数据,提出了一种面向季节性水体的湖盆地形定量估算方法,并以鄱阳湖典型碟形子湖为研究对象,开展了该方法的精度评价及适用性分析。研究结果表明,以ICESat-2/ATLAS剖面光子高程为基础,协同Sentinel-2获取的淹没频率信息,实现季节性水体湖盆地形“由点及面”的定量估算方法切实可行,估算值和实测值相关性较好,决定系数(R
2
)优于0.7,均方根误差(RMSE)控制在1m内;随着湖泊面积的增大,地形估算的精度总体呈上升趋势,同时受淹没频率范围及光子轨迹分布的影响,不同区域及下垫面条件上的子湖,其估算精度也存在着差异性。本文提出的方法可实现面向季节性水体大范围、低成本、长时序的水下地形定量估算,有望为全球范围内季节性水体水深数据的获取提供新思路。
关键词:季节性水体;湖盆地形;卫星测深;ICESat-2;Sentinel-2;淹没频率
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发布时间:2023-05-15
垂直与倾斜相机观测对遥感物候参数验证影响的对比研究
许丽娜,屈永华,孙晨曦,万华伟,阿斯娅·曼力克,刘绍民
DOI:10.11834/jrs.20232488
摘要:基于卫星遥感的大尺度植被物候监测对于农业生产管理、气候变化响应等领域具有重要意义。卫星遥感提取的物候参数真实性检验常以近地面数字相机观测为数据源。以往的验证研究中,大多关注观测尺度的差异造成的影响,忽略了地面相机与卫星观测天顶角的不一致性。本文获取了垂直(PhotoNet)与倾斜(PhenoCam)物候相机在相近纬度、同种植被类型的观测站点数据,分别与Sentinel-2卫星提取的物候参数进行对比,系统性地评估两种地面相机观测角度对卫星物候期验证结果的影响。结果表明,相机的观测角度是卫星遥感物候验证研究中的不确定性原因之一。在多数情况下,卫星遥感与垂直观测相机提取的物候期表现出更好一致性,平均相差9天,而与倾斜观测相机平均相差可达19天。然而,偏差天数受植被类型和生长阶段的影响。在玉米凋落期至休眠期,垂直观测偏差反而高于倾斜观测。植被冠层方向反射特性和相机视场范围内目标组分差异是引起这种现象的主要原因。本研究证实了地面相机观测角度是卫星物候真实性检验中不可忽视的影响因素,相机野外布设时应充分考虑角度效应带来的验证误差,从而为卫星遥感物候监测提供更可靠的验证数据。
关键词:数字相机;观测角度;卫星物候;近地物候
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发布时间:2023-05-12
面向小目标检测的卫星视频跟踪算法
崔浩文,许楚杰,郑向涛,卢孝强
DOI:10.11834/jrs.20232098
摘要:遥感卫星视频中的目标小,场景变化多样,在遥感卫星视频上的进行多目标跟踪存在一定的困难。针对卫星视频中目标小的特点,提出了一种高分辨率遥感卫星视频的多目标跟踪算法,先检测疑似目标再进行轨迹关联。检测阶段构建小目标检测器,首先在主干网络中通过Transformer捕获全局的上下文信息,然后利用注意力机制增强目标特征,最后添加了一个预测小目标的分支;为使检测出的小目标与已有轨迹匹配,轨迹关联阶段,采用关注低置信度检测的关联算法。本文选取高分辨率遥感卫星视频进行实验,实验结果表明本文提出的方法在遥感卫星视频中的多目标跟踪数据集上的MOTA指标达到63.1%,相较于基准(baseline)模型提升13.5%,能够显著提升遥感卫星视频中多目标跟踪的性能。
关键词:多目标跟踪;小目标检测;注意力机制;神经网络;高分大赛
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发布时间:2023-05-12
地震灾害损失评估与遥感技术:现状和展望
安立强,张景发,Ricardo Monteiro,张磊
DOI:10.11834/jrs.20232093
摘要:地震灾害损失评估是地震震前应急准备、震后应急响应和恢复重建的重要工作内容。随着地震灾害风险的加剧以及对防灾减灾救灾工作需求的提升,近年来地震灾害损失评估技术得到较快的发展。同时,随着遥感技术进入大数据、智能化时代,遥感数据在地震灾害损失评估中也得到了广泛的应用。本文对地震灾害损失评估及其中遥感技术应用的发展进行了梳理:首先回顾了地震灾害损失评估的发展现状,对比分析了国内外地震灾害损失评估软件平台的异同点;归纳了人口和经济损失估计的典型方法;然后分别对震后遥感灾害损失评估以及基于遥感的震害预测方法现状进行了总结。最后本文讨论了目前地震灾害损失评估工作存在的一些问题并提出了相应的建议,在此基础上对遥感数据应用于地震灾害损害评估工作的趋势进行了展望。
关键词:震害预测;地震风险;损失评估;震害评估;遥感数据
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发布时间:2023-05-12
地理要素分类机器学习方法发展与前景
王卷乐,李凯,严欣荣,郑莉,韩雪华
DOI:10.11834/jrs.20232299
摘要:地理要素一般包括自然和人文两类对象。日益增加的遥感大数据和泛在的社交媒体数据为这两类对象的要素分类提供了丰富的数据源。基于遥感影像分类为主的自然要素提取和基于网络文本和社交媒体的人文要素提取,是当前地理要素分类的两大主流。前者以图像处理技术为支撑,后者则以自然语言处理技术为核心。随着机器学习等人工智能分类方法的介入,两类要素分类呈现越来越多的共性相通特点。本文以机器学习方法的演变历程为媒介,剖析了其在自然地理要素遥感影像分类和人文社会要素网络文本分类方面的异同。以遥感单一对象、复合对象分类和微博社交媒体话题分类提取为实例,指出二者在机器学习分类方法上具有相通性。遥感大数据和网络文本大数据分类方法的相互借鉴能够促进自然与人文地理要素的智能分类应用。
关键词:地理要素分类;自然地理要素;人文地理要素;机器学习;遥感分类;网络文本分类;自然语言处理
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发布时间:2023-05-12
数字孪生驱动的桥梁智能建造方法
朱军,朱庆,祝兵,王波,梁策
DOI:10.11834/jrs.20232590
摘要:智能化是桥梁建设的重要方向,数字孪生是实现桥梁智能建造的有效途径。数字孪生将现实环境中桥梁的结构、状态和行为等映射到虚拟环境,为透彻理解和精准控制桥梁建造过程提供新手段。本文首先分析了桥梁及其环境高精度数字孪生与桥梁智能建造背景及发展趋势,然后提出了桥梁建造全过程数字孪生构建方法,探讨了空天地一体化监测数据关联融合、数字孪生场景智能构建与增强可视化、过程动态仿真与智能预测等关键技术,最后以复杂艰险山区大型桥梁建造为例开展案例应用分析,本文方法可望为复杂环境大型桥梁工程智能建造提供有效的理论指导和关键技术支撑。
关键词:虚拟地理环境;桥梁智能建造;数字孪生;仿真预测;智能建模
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发布时间:2023-05-12
基于集成学习方法的中国近地面臭氧浓度时空分布研究
宋世鹏,范萌,陶金花,陈三明,顾坚斌,韩宗甫,梁晓霞,陆晓艳,王甜甜,张莹
DOI:10.11834/jrs.20231845
摘要:自2013年大气污染防治行动以来,PM
2.5
、PM
10
、SO
2
、NO
2
等空气污染物浓度都有不同程度下降,但臭氧污染仍有上升趋势,臭氧污染已成为制约我国空气质量持续改善的关键问题。地基站点可以提供空间上特定点的臭氧浓度,但无法获得近地面臭氧的连续空间分布。由于臭氧大量分布于平流层,遥感卫星反演的臭氧柱浓度产品仅能反映整层臭氧柱浓度,但整层臭氧柱浓度与近地面浓度无明显相关性,因而无法体现近地面臭氧浓度。本文综合地基监测数据、再分析资料、卫星产品,采用不同的模型方法,得到近地面臭氧浓度的时空分布,结果表明集成学习方法可以准确估算近地面臭氧在空间上的分布状况和在时间上的变化趋势。本文对比了梯度提升回归树(GBRT)、极端随机树(ERT)、极端梯度提升器(XGBoost)三种不同的集成学习方法在近地面臭氧估算的效果表现,三种集成学习方法在2019-2020两年的十折交叉验证R
2
都在0.89以上,极端梯度提升器(XGBoost)方法在RMSE、MAE指标上有最好的表现,2019年-2020年两年的平均RMSE、MAE分别为15.77μg/m
3
、10.53μg/m
3
,但基于极端随机树(ERT)方法获得的近地面臭氧空间分布更加连续自然。因此最终选择极端随机树(ERT)方法反演得到我国近地面臭氧浓度数据集,并在此基础上进行时空分析。结果显示:由于中国政府实施积极的减排措施的及疫情影响,臭氧浓度多年来的上升趋势得到了逆转,2020年臭氧年均值为107.41±18.6μg/m
3
,较2019年平均值109.26±19.71μg/m
3
,有所减少。时间上,每年的5-9月气温较高,光化学反应剧烈,因而臭氧高污染事件频繁发生。空间上,京津冀地区、长三角地区、珠三角地区、成渝地区等城市群显著高于周围其他区域,是臭氧污染防治的重点区域。
关键词:近地面臭氧;集成学习;极端随机树;梯度回归提升树;极端梯度提升器;TROPOMI;新冠疫情
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发布时间:2023-04-21
基于卫星数据的2000-2018年中国和印度的长期PM
2.5
污染暴露的疾病负担研究
朱玥,石玉胜,李正强
DOI:10.11834/jrs.20231758
摘要:PM
2.5
作为空气污染物,对人体健康构成了潜在威胁。中国和印度是全球人口最多的两个发展中国家,PM
2.5
污染造成的疾病负担问题尤为严重。因此,本文基于长时间序列高分辨率(0.01° × 0.01°)卫星反演的PM
2.5
浓度数据,分析了中国和印度19年(2000-2018年)的PM
2.5
时空格局变化和人口暴露情况;基于综合暴露响应模型全面评估了两个国家因PM
2.5
长期暴露导致的六种疾病(急性下呼吸道感染、慢性阻塞性肺病、二型糖尿病、缺血性心脏病、肺癌和中风)的过早死亡人数。结果表明,中国PM
2.5
浓度的高值区集中在新疆、四川盆地、华北平原以及长江经济带等地区,年人口加权浓度总体呈减少趋势(2000年为50 μg∙m
-3
,2018年为40.8 μg∙m
-3
);印度PM
2.5
浓度的高值区集中在北部地区,年人口加权浓度一直呈上升趋势(2000年为51.5 μg∙m
-3
,2018年为76.4 μg∙m
-3
)。对于中国而言,PM
2.5
暴露造成的过早死亡人数从2000年的90.8万人增长至2018年的137.8万人,增长了47万人;中风是导致过早死亡的主要疾病终端,占总死亡人数的45.9%(56.3万人)。印度PM
2.5
暴露造成的过早死亡人数从2000年的34.3万人增长至2018年的75万人,增长了40.7万人;缺血性心脏病和中风是导致过早死亡的主要疾病终端,分别占比39.9%(20.2万人)和25.5%(12.9万人)。研究结果有望为决策者和污染控制机构提供参考,有助于制定空气污染治理政策。
关键词:PM
2.5
;疾病负担;过早死亡;中国;印度
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发布时间:2023-04-21
中国遥感真实性检验基础设施建设发展态势分析
高海亮,顾行发,周翔,余涛,王艺学
DOI:10.11834/jrs.20231694
摘要:遥感产品的真实性检验研究是当前遥感领域研究的热点和难点。真实性检验基础设施的建设是实现遥感产品真实性检验的关键环节。近年来,我国先后启动国家民用空间基础设施真实性检验场网(简称空基场网)和高分专项国家真实性检验场站网(简称高分站网)的建设,形成由60余个站点组成,具备40余种遥感产品检验能力的场网体系。本文在介绍了国内外已有场网的基础上,详细介绍了空基场网和高分站网的建设目标、站点组成和测量产品。结合当前空基场网和高分站网的建设现状,提出了建设我国真实性检验的思路,探讨了建设真实性检验站网的技术体系,从理论研究、标准规范制定、场网建设和产品验证评价四个方面进行分析,为我国今后真实性检验站网建设和遥感产品的真实性检验提供参考。
关键词:真实性检验;基础设施;空基场网;高分站网;技术体系
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发布时间:2023-04-19
微观人群数字孪生
李文航,龚建华,黄琳,马浩男
DOI:10.11834/jrs.20232618
摘要:传统地理学/GIS对人群时空行为的研究集中在中宏观尺度,对微观时空行为的研究相对不足。针对这一问题,提出了微观人群数字孪生的概念及其基础逻辑框架,从人群行为实验方法、基础行为/场景行为建模、典型应用及案例分析等方面总结了微观人群数字孪生的技术基础及其研究现状,并从地理学的视角,对基于系统论的人群实验思路和可信人群实验方法、以及利己-利他、个体-群体、确定-随机统一的人群行为建模方法、微观行为地理学和微观人地关系理论体系构建等未来研究进行探讨,希望推动地理学、GIS和虚拟地理环境对微观人群时空行为理论、方法和技术的研究。
关键词:微观人群数字孪生;微观时空行为;人群行为模型;虚拟地理环境;地理学
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发布时间:2023-04-11
ADC-CPANet:一种局部-全局特征融合的遥感图像分类方法
王威,李希杰,王新
DOI:10.11834/jrs.20232658
摘要:遥感图像具有丰富的纹理信息和复杂的整体结构,因此在场景分类任务中进行多尺度的特征提取至关重要。基于此,设计了局部特征提取模块ADC模块(Aggregation Depthwise Convolution Block,ADC)和全局-局部特征提取模块CPA模块(Convolution Parallel Attention Block,CPA),并在ADC模块中提出一种非对称深度卷积组,以增强模型对图像翻转和旋转的鲁棒性;在CPA模块中提出一种能够扩大感受野并增强特征提取能力的多分组卷积头分解注意力。以ADC模块和CPA模块为基础构建全新的遥感图像场景分类模型ADC-CPANet,在各阶段采用堆叠ADC模块和CPA模块的策略,从而使模型具有更好的全局特征和局部特征提取能力。为验证ADC-CPANet的有效性,本文使用开源数据集RSSCN7数据集和SIRI-WHU数据集测试ADC-CPANet与其他深度学习网络的复杂度和识别能力。实验结果表明,ADC-CPANet的分类准确率分别高达96.43%和96.04%,优于其他先进的模型。
关键词:遥感图像;场景分类;卷积神经网络;Transformer;多分组卷积头分解注意力;ADC-CPANet模型
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发布时间:2023-04-11
珠海一号高光谱数据辐射质量评价
张立福,王飒,颜军,张强,刘少杰,纪婵,刘森,童庆禧
DOI:10.11834/jrs.20230516
摘要:“珠海一号”02组和03组高光谱卫星分别于2018年4月26日和2019年9月19日发射成功。数据辐射质量评价是遥感数据应用的基础之一,针对珠海一号高光谱卫星数据,基于辐射精度、清晰度、信噪比和信息熵四个客观指标,对珠海高光谱 L1B级数据辐射质量进行评价,并与GF-5号高光谱遥感数据相同谱段(440-1000nm)数据辐射质量进行对比。结果表明:GF-5号高光谱数据的辐射精度和清晰度均优于珠海高光谱数据,并且珠海高光谱数据的清晰度为GF-5号数据清晰度的54.5%左右;在信息熵方面,两者能力近似,均在6-10之间;在信噪比方面,珠海高光谱数据的信息熵为GF-5号数据信息熵的86.5%左右。因此,珠海高光谱数据和GF-5号高光谱数据在一定程度上可以补充使用,同时珠海高光谱数据可通过提高量化级数、降低光谱分辨率和优化传感器探元响应提高数据辐射质量。
关键词:珠海一号高光谱;辐射精度;清晰度;信噪比;信息熵
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发布时间:2023-04-10
基于多时相无人机LiDAR的杉木林地上生物量季节变化初探
熊景峰,曾宏达,谢锦升,李晓杰,陈镜明
DOI:10.11834/jrs.20232498
摘要:伴随着全球变暖,极端降水格局变化显著,分布面积广且处于生长旺盛期的我国人工林将如何响应气候变化,其碳汇功能的趋势预测,以及相应的经营管理决策,迫切需要快速、准确监测森林生长的方法。本研究以17年生杉木中龄林为研究对象,采用无人机激光雷达(UAV-LiDAR)于2019年2月至2020年2进行了半年周期性监测。结合地面调查数据对比了3种基于UAV-LiDAR参数的单木地上生物量(AGB)估测方法,分别为树高冠幅回归法(HCD)、胸径-树高回归法(D-H)、胸径-树高冠幅回归法(D-HCD),并进一步估测杉木林的树高、胸径和AGB半年为周期的季节生长变化。结果表明,D-HCD法估测杉木单株AGB结果最优(R
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为0.77,RMSE为15.99 kg),即采用UAV-LiDAR提取的树高与冠径估测胸径,并将其与树高代入异速生长方程计算AGB。单株年AGB变化量(ΔAGB)的实测与估测值的R
2
为0.64,RMSE为1.87 kg,相对误差rRMSE为29.74%;单木上推至样方尺度,单位面积ΔAGB估测相对误差有所降低,rRMSE从29.74%下降到17.10%。研究期间,春夏季的日均温比秋冬季高7°C,降雨量却超过秋冬季的3倍,降雨的季节分配严重不均,杉木生长也因此表现出十分明显的干湿季节差异,湿季和干季平均树高生长量分别为0.50 m和0.13 m,生物量增加量分别为5.12 kg和1.37 kg。随着径阶的增加,中龄杉木春夏季和年ΔAGB呈递增趋势,即个体越大,生长量越具有优势,而远小于平均水平的个体,生长则几乎停止。
关键词:杉木;地上生物量;无人机激光雷达;多时相;干湿季节
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发布时间:2023-04-10
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