Извлечение мелких водно-болотных угодий с использованием временных данных Sentinel-1 и модели MultiRocket-RF

YU Qinping ,  

LIN Wenpeng ,  

SHI Yiwen ,  

摘要

Более точное извлечение мелких и микромасштабных водно-болотных угодий в более широком диапазоне имеет важное значение для дальнейшего укрепления экологической цивилизации. В данной статье с учетом фенологических особенностей и характеристик изображений синтетической апертурной радиолокации (SAR) была создана классификационная система водно-болотных угодий и применена модель многофакторной временной классификации MultiRocket-RF для извлечения водно-болотных угодий на основе различий в рассеянии радарного луча Sentinel-1 в разные фенологические периоды; кроме того, на основе определения малых водно-болотных угодий с порогом площади 5 гектаров предложен метод смягчения проблемы сцепления пятен водно-болотных угодий, чтобы уменьшить ошибочную классификацию мелких водно-болотных угодий как немелких; наконец, на примере демонстрационной зоны интегрированного экологического зеленого развития дельты реки Янцзы проанализирована и проверена эффективность модели извлечения мелких водно-болотных угодий. Результаты показывают: (1) сочетание временных данных SAR и многофакторной временной модели MultiRocket-RF хорошо адаптируется к классификационной системе водно-болотных угодий на основе фенологии, обеспечивая хорошее качество извлечения различных типов водно-болотных угодий с общей точностью 93,6 %, коэффициентом каппа 0,888 и макро-F1 0,804, особенно при извлечении затопленных травянистых и древесных растительности, а также сезонных затопляемых участков мелких водно-болотных угодий; (2) смягчение проблемы сцепления пятен водно-болотных угодий повышает точность извлечения мелких водно-болотных угодий, при этом коэффициент каппа практически не изменился, но макро-F1 улучшился с 0,798 до 0,804, а точность извлечения всех типов мелких водно-болотных угодий в матрице ошибок в целом улучшилась; (3) модель лучше всего подходит для извлечения мелких водно-болотных угодий площадью свыше 1 гектара, но из-за точечного шума и геометрических искажений извлечение водно-болотных угодий площадью менее 1 гектара менее эффективно. Подводя итог, исследование расширяет область применения данных SAR и предлагает новый технический подход к извлечению мелких водно-болотных угодий.

关键词

дистанционное зондирование; фенология; мелкие водно-болотные угодья; коэффициент обратного рассеяния; коэффициент когерентности; преобразователь MultiRocket; случайный лес

阅读全文