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农林业遥感图像分类研究[通俗易懂]

遥感图像处理是数字图像处理技术中的一个重要组成部分,长期以来被广泛应用于农林业的遥感测绘,防灾减灾等领域。本文旨在通过深度学习技术从遥感影像中分类出农田和林业地块。手工从遥感图像中分类出农田和林业区域分类虽然准确但是效率低下,并且很多采用传统图像分割技术的方法泛化性能差,不适合场景复杂的遥感图像。经实践证明,使用深度学习技术在各种计算机视觉任务中都取得了良好的效果,因此本文首先使用先进的深度学习框架进行分类实验,例如使用PSPNet,UNet等作为分割网络对遥感图像数据集进行分类与分割训练。这些框架在ImageNet,COCO,VOC等数据集上表现很好,但是由于遥感图像数据集相对于ImageNet,COCO等数据集,不仅检测对象相对较小而且可供学习的数据集样本较少,需要针对这一特点进行优化。本文经过多次实验将高分辨率的图像切割成合适大小分辨率的图像以减小神经网络的输入,同时进行图片的预处理和数据增强来丰富学习样本。同时在真实情况下,农林区域易受到拍摄视角,光照等造成分割对象重叠,因此本文提出一种处理分割对象重叠的处理策略,来优化边界预测不准确的情况,使用该方法后准确率有明显提升。经实验证明,本文所提出的基于深度学习的农林业遥感影像分割在开源遥感图像数据集上的取得了94.08%的准确率,具有较高的研究价值 农林业遥感图像数据(图1)对于许多与农林业相关的应用至关重要。例如作物类型和产量监测,防灾减灾以及对粮食安全工作的研究和决策支持。最初,这些数据主要由政府机构使用。如今,蓬勃发展的农林业技术也需要在农场管理,产量预测和林业规划等各种应用领域进行革新。以往农林业地块的高质量遥感图像数据主要是手动在高分辨率图像中分割出来的,即通过土地功能不同引起的颜色,亮度或纹理的差异与周围区域 亮度或纹理的差异与周围区域区分开来。尽管农林业遥感图像的手动分类可以非常准确,但是非常耗时耗力。 图1.1:农田的遥感图像分割 定期更新农林业遥感图像数据的需求日益增加扩大了自动化分割农林业遥感图像的需求。 与ImageNet、VOC2007、COCO等目标检测/分类数据集中的大多数图像相比,农林业遥感图像中的对象相对简单。例如,人体的图像数据看起来要复杂得多,因为它包含各种不同纹理和形状的子对象(面部,手部,衣服等)。因此,优化传统的图像分割以及深度学习技术来设计用于农林业遥感图像分割的算法是非常重要的。该模型需要正确地排除不需要进行分割的对象(房屋,工厂,停车场等),区分具有几乎相似的光谱特性的相邻区域和可见度差的边界区域,并且正确地分割出所需的对象。 1.2 选题来源与经费支持 本研究课题来源于计算机与信息工程学院 随着传感器技术,航空航天技术,图像处理技术快速的发展,利用卫星遥感图像进行深度学习处理广泛应用于生产实际中。由于农林业遥感图像场景复杂,使用传统图像处理分割算法效果差且泛化性能弱,本文使用深度学习方法,在现有的的深度学习模型上训练,优化,最终提出一种一种优化后的深度学习模型,经测试,该模型在收集的农林业遥感图像数据集上可以准确的分割出所需的对象,本文提出的模型主要解决如下几个难点:

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【干货】让遥感图像活起来:遥感图像描述生成的模型与数据集探索

【导读】当下,深度学习在人类社会的各项领域中大放异彩。近年来,随着人造卫星技术的发展,遥感图像的智能化处理受到了愈加广泛的关注。虽然遥感图像的研究在场景分类和目标检测方面取得了显著进展,但是,如何用精确简洁的句子来描述遥感图像的内容仍然是一个很大的问题。代码已开源。本文研究利用精确、灵活的句子描述遥感图像。首先,针对遥感图像的特点,提出了一些有意义的标注方法,以更好地描述遥感图像。其次,为了充分利用遥感图像的内容,构建了一个用于遥感图像描述问题的大规模航空影像数据集。最后,对提出的数据集进行全面的分析,以更

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智能遥感:AI赋能遥感技术

随着人工智能的发展和落地应用,以地理空间大数据为基础,利用人工智能技术对遥感数据智能分析与解译成为未来发展趋势。本文以遥感数据转化过程中对观测对象的整体观测、分析解译与规律挖掘为主线,通过综合国内外文献和相关报道,梳理了该领域在遥感数据精准处理、遥感数据时空处理与分析、遥感目标要素分类识别、遥感数据关联挖掘以及遥感开源数据集和共享平台等方面的研究现状和进展。首先,针对遥感数据精准处理任务,从光学、SAR等遥感数据成像质量提升和低质图像重建两个方面对精细化处理研究进展进行了回顾,并从遥感图像的局部特征匹配和区域特征匹配两个方面对定量化提升研究进展进行了回顾。其次,针对遥感数据时空处理与分析任务,从遥感影像时间序列修复和多源遥感时空融合两个方面对其研究进展进行了回顾。再次,针对遥感目标要素分类识别任务,从典型地物要素提取和多要素并行提取两个方面对其研究进展进行了回顾。最后,针对遥感数据关联挖掘任务,从数据组织关联、专业知识图谱构建两个方面对其研究进展进行了回顾。

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Semi-supervised learning-based satellite remote sensing object detection method for power transmissi

众所周知,随着电网的日益复杂,传统的输电塔人工测量方法已经失效,无法满足安全稳定运行的要求。尽管卫星遥感技术的发展为输电塔的高效稳定测量提供了新的前景,但仍有许多问题需要解决。由于恶劣的气候和成像设备的限制,遥感图像中的一些输电塔目标是模糊的,这使得生成数据集和实现高精度输电塔目标检测变得极其困难。为了进一步提高发射塔的检测精度,首次将基于暗通道先验的图像增强算法应用于遥感图像,提高了图像的可解释性。然后,考虑到增强图像中仍有一些传输塔无法手动标记,采用了一种基于伪标记的半监督学习方法来最大限度地利用现有数据。基于这一高质量的数据集,利用移动倒瓶颈卷积和可变形卷积构建了一个传输塔卫星遥感目标检测模型。最后,根据我国某地区的卫星遥感图像数据集进行了烧蚀和对比实验。实验结果表明,图像增强和半监督学习方法都能提高检测精度,与现有主流模型相比,该方法性能更好。

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ORSIm:A Novel Object Detection Framework in Optical Remote Sensing Imagery Using Spatial-Feature

近年来,随着星载成像技术的飞速发展,光学遥感图像中的目标检测受到了广泛的关注。虽然许多先进的研究工作都使用了强大的学习算法,但不完全特征表示仍然不能有效地、高效地处理图像变形,尤其是目标缩放和旋转。为此,我们提出了一种新的目标检测框架,称为光学遥感图像检测器(ORSIm检测器),它集成了多种通道特征提取、特征学习、快速图像金字塔匹配和增强策略。ORSIm检测器采用了一种新颖的空频信道特征(SFCF),它综合考虑了频域内构造的旋转不变信道特征和原始的空间信道特征(如颜色信道和梯度幅度)。随后,我们使用基于学习的策略对SFCF进行了改进,以获得高级或语义上有意义的特性。在测试阶段,通过对图像域中尺度因子的数学估计,实现了快速粗略的通道计算。对两种不同的机载数据集进行了大量的实验结果表明,与以往的先进方法相比,该方法具有优越性和有效性。

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Object Detection in Optical Remote Sensing Images: A Survey and A New Benchmark

最近已作出大量努力,提出光学遥感图像中的各种目标检测方法。然而,目前对光学遥感图像中目标检测的数据集调查和基于深度学习的方法还不够完善。此外,现有的数据集大多存在一些不足之处,如图像和目标类别数量较少,图像多样性和变异性不足。这些局限性极大地影响了基于深度学习的目标检测方法的发展。本文综述了近年来计算机视觉和地球观测领域基于深度学习的目标检测研究进展。然后,我们提出了一个大规模、公开可用的光学遥感图像目标检测基准,我们将其命名为DIOR。数据集包含23463张图像和190288个实例,覆盖20个目标类。建议的DIOR数据集1)在目标类别、目标实例数量和总图像数量上都是大规模的;2)具有大范围的对象尺寸变化,不仅在空间分辨率方面,而且在跨目标的类间和类内尺寸变化方面;3)由于成像条件、天气、季节、成像质量的不同,成像结果差异较大;4)具有较高的类间相似性和类内多样性。提出的基准可以帮助研究人员开发和验证他们的数据驱动方法。最后,我们评估了DIOR数据集中的几种最先进的方法,为未来的研究奠定了基础。

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【实用书】深度学习遥感图像处理:开源软件使用

来源:专知本文为书籍介绍,建议阅读5分钟这本书帮助把现有工具和数据的理论和实际使用联系在一起,在遥感图像和数据上应用深度学习技术。 在当今世界,深度学习源代码和大量开放获取的地理空间图像很容易获得和访问。然而,大多数人缺少利用这一资源的教育工具。使用开源软件对遥感图像进行深度学习是第一本介绍使用免费开源工具处理真实世界遥感图像的深度学习技术的实用书籍。本书中详细介绍的方法是通用的,可以适用于遥感图像处理的许多不同应用,包括土地覆盖测绘、林业、城市研究、灾害测绘、图像恢复等。在头脑中与从业者和学生一起写,这

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