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

Yu Qinping ,  

Lin Wenpeng ,  

Shi Yiwen ,  

摘要

В более широком масштабе более точно извлечь мелкомасштабные водные экосистемы имеет важное значение для дальнейшего укрепления экологической цивилизации. В настоящей статье на основе фенологических характеристик и свойств редкаторных изображений была установлена классификационная система водных экосистем, и была использована модель многозначной классификации MultiRocket-RF на основе различия рассеяния радарного луча Sentinel-1 в разные фенологические периоды для извлечения водных экосистем. Кроме того, на основе порога площади 5 га в качестве определения мелкомасштабных водных экосистем был предложен метод смягчения проблемы склеивания участков водной экосистемы, чтобы уменьшить ошибочное присвоение мелкомасштабных водных экосистем немелкомасштабным. Наконец, на примере урбанизированной экологической зеленой зоны в Хунане была проведена аналитическая и проверочная эффективность модели извлечения мелкомасштабных водных экосистем. Результаты показывают: (1) Комбинация радарных данных SAR с моделью многозонного классификатора MultiRocket-RF может достаточно хорошо адаптироваться к классификационной системе водных экосистем на основе фенологии, обладающей отличным эффектом извлечения всех видов водных экосистем, общая точность достигла 93.6%, коэффициент Каппы достиг 0.888, Макро-F1 равен 0.804, особенно для извлечения затопленной травянистой и древесной растительности в мелкомасштабных водных экосистемах и временно затопленных зон; (2) Смягчение проблемы склеивания участков водной экосистемы может повысить точность извлечения мелкомасштабных водных экосистем, хотя коэффициент Каппы не существенно изменяется, но Макро-F1 возрастает с 0,798 до 0,804, а точность извлечения всех классов мелкомасштабных водных экосистем в целом лучше; (3) Модель достаточно подходит для извлечения водных экосистем более 1 га, но из-за шума пикселей, геометрических искажений и других факторов, эффект извлечения водных экосистем менее 1 га неудовлетворительный. В настоящей статье, помимо расширения области применения данных SAR, также был представлен новый технический подход для извлечения мелкомасштабных водных экосистем.

关键词

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

阅读全文