Estudio de monitoreo por teledetección de alta resolución de los patrones y cambios de los espacios azules urbanos en las nuevas zonas nacionales

GAO Shichang ,  

LIU Changhua ,  

ZENG Fanxuan ,  

SONG Chunqiao ,  

摘要

La evaluación cuantitativa de los patrones de distribución y las regularidades de cambio de los espacios azules urbanos tiene una gran importancia científica y práctica para coordinar el proceso de urbanización y la protección ecológica de las zonas acuáticas. Las investigaciones actuales en monitoreo por teledetección de espacios azules urbanos están limitadas por la resolución espacial de las imágenes, lo que aún presenta desafíos para la extracción de pequeños cuerpos de agua y la clasificación detallada de tipos de agua. Además, las investigaciones existentes carecen de reportes temáticos a escala nacional sobre los patrones de distribución y las características evolutivas de los espacios azules urbanos en las nuevas zonas nacionales. Este estudio mejora la arquitectura U-Net mediante la introducción de un mecanismo de recalibración de canales y conexiones residuales, proponiendo el modelo de aprendizaje profundo CRRU-Net para la clasificación de cuerpos de agua en imágenes de teledetección de alta resolución, y realiza un estudio de monitoreo en 19 nuevas zonas nacionales. Los resultados muestran que el modelo alcanza la mejor precisión en la tarea de clasificación de cuerpos de agua, con una precisión general que puede alcanzar el 94,96%. Además, este estudio, basado en imágenes de teledetección de alta resolución (4 m) de 2014 y 2023, genera un conjunto de datos de clasificación de cuerpos de agua de las nuevas zonas nacionales de China, con el objetivo de monitorear los cambios tipológicos de cuatro tipos de cuerpos de agua: ríos, lagos, embalses y estanques. Los resultados indican que el área total de los espacios azules urbanos en las nuevas zonas nacionales de China aumentó en 70,37 km² entre 2014 y 2023. Entre ellos, las nuevas zonas costeras (excepto la nueva zona costera de Tianjin Binhai) generalmente se redujeron, mientras que las nuevas zonas interiores (excepto la nueva zona de Dianzhong en Yunnan) generalmente se expandieron; algunas áreas mostraron una estabilidad aparente del agua debido al equilibrio entre aumentos y disminuciones. Específicamente, el área de ríos y embalses aumentó en un 11,56 % y un 10,39 % respectivamente desde el inicio de la construcción en 2014, mientras que el área de lagos y estanques disminuyó en un 15,35 % y un 10,26 %. Este estudio proporciona soporte de datos para coordinar científicamente el desarrollo urbano y la protección de los espacios azules, con importante significado práctico para promover la urbanización sostenible.

关键词

nuevas zonas nacionales; espacios azules urbanos; imágenes de teledetección de alta resolución; aprendizaje profundo; segmentación semántica; U-Net; clasificación de cuerpos de agua; monitoreo de cambios

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