利用RefineNet模型提取冬小麦种植信息的方法

冬小麦是我国主要的粮食作物，获取精细的冬小麦种植信息对于指导农业生产具有重要的意义。通过对RefineNet模型进行扩展，形成了适宜提取冬小麦种植信息的Ex-RefineNet（Extend-RefineNet）模型，Ex-RefineNet模型由两个子模型组成，Ex-RefineNet-Edge子模型用于提取冬小麦种植区域的边缘像素，Ex-RefineNet-Inner子模型用于提取冬小麦种植区域的内部像素，使用贝叶斯模型对两个子模型的提取结果进行合并处理，形成最终提取结果。利用山东省济南市和泰安市的16幅高分2号遥感影像进行实验，将每幅影像的2/3作为训练数据，其他数据作为测试数据，选择平均精度、查全率和Kappa系数作为对比指标，Ex-RefineNet模型的结果分别为0.93、0.92、0.91，而RefineNet模型的结果分别为0.86、0.84、0.83，说明本文给出的方法在提取冬小麦种植信息方面具有较明显的优势。     

利用RefineNet模型提取冬小麦种植信息的方法

冬小麦是我国主要的粮食作物,获取精细的冬小麦种植信息对于指导农业生产具有重要的意义。通过对RefineNet模型进行扩展,形成了适宜提取冬小麦种植信息的Ex-RefineNet(ExtendRefineNet)模型,Ex-RefineNet模型由两个子模型组成,Ex-RefineNet-Edge子模型用于提取冬小麦种植区域的边缘像素,Ex-RefineNet-Inner子模型用于提取冬小麦种植区域的内部像素,使用贝叶斯模型对两个子模型的提取结果进行合并处理,形成最终提取结果。利用山东省济南市和泰安市的16幅高分2号遥感影像进行实验,将每幅影像的2/3作为训练数据,其他数据作为测试数据,选择平均精度、查全率和Kappa系数作为对比指标,Ex-RefineNet模型的结果分别为0.93、0.92、0.91,而RefineNet模型的结果分别为0.86、0.84、0.83,说明本文给出的方法在提取冬小麦种植信息方面具有较明显的优势。     

光谱模型结合面向对象法的山区水体提取北大核心CSCD

山区因地势起伏大、水体分布零散导致遥感提取水体信息精度不高。另外,对于高分二号(GF-2)影像,受限于只有4个波段,无法构建已有水体提取精度较高的指数。鉴于此,以泰山为研究区,采用GF-2影像,提出差异水体光谱模型结合面向对象法的水体信息提取方法,并与阴影水体指数决策树、改进的阴影水体指数决策树以及支持向量机3种方法进行对比。结果表明,该方法能够有效去除山体阴影的影响,较好地保持了水体信息,对细微水体也有良好的提取能力,在实验和验证影像中总体精度分别达到98.02%和97.33%,Kappa值分别达到0.9533和0.9334,均高于其他3种方法。该方法在准确提取水体的同时,有效减少“椒盐现象”的发生,可为类似山区水体提取提供一定的参考。     

基于RefineNet的端到端语音增强方法

为提高神经网络对语音信号时域波形的直接处理能力,提出了一种基于RefineNet的端到端语音增强方法.本文构建了一个时频分析神经网络,模拟语音信号处理中的短时傅里叶变换,利用RefineNet网络学习含噪语音到纯净语音的特征映射.在模型训练阶段,用多目标联合优化的训练策略将语音增强的评价指标短时客观可懂度(Short-time objective intelligibility,STOI)与信源失真比(Source to distortion ratio,SDR)融入到训练的损失函数.在与具有代表性的传统方法和端到端的深度学习方法的对比实验中,本文提出的算法在客观评价指标上均取得了最好的增强效果,并且在未知噪声和低信噪比条件下表现出更好的抗噪性.     

基于RefineNet的端到端语音增强方法

为提高神经网络对语音信号时域波形的直接处理能力,提出了一种基于RefineNet的端到端语音增强方法.本文构建了一个时频分析神经网络,模拟语音信号处理中的短时傅里叶变换,利用RefineNet网络学习含噪语音到纯净语音的特征映射.在模型训练阶段,用多目标联合优化的训练策略将语音增强的评价指标短时客观可懂度(Short-time objective intelligibility,STOI)与信源失真比(Source to distortion ratio,SDR)融入到训练的损失函数.在与具有代表性的传统方法和端到端的深度学习方法的对比实验中,本文提出的算法在客观评价指标上均取得了最好的增强效果,并且在未知噪声和低信噪比条件下表现出更好的抗噪性.     

层次混合模型快速遥感影像分割算法

针对高分辨率遥感影像中同物异谱和同谱异物导致的分割困难问题,提出一种层次高斯混合模型(HGMM)快速遥感影像分割算法.首先采用HGMM构建影像的统计模型,其具有准确建模像素强度统计分布呈现的非对称、重尾和多峰等复杂特性的能力;然后根据贝叶斯理论构建基于HGMM的分割模型,为了简化参数求解并提高算法效率,定义均值和方差为关于权重的函数;最后采用共轭梯度(CGM)求解模型参数.实验中采用所提出算法和传统统计模型分割算法分别对合成、全色和彩色高分辨率遥感影像进行分割实验.实验结果表明,所提出的HGMM具有准确建模复杂统计分布的能力,且能够准确和有效地分割全色和彩色遥感影像.     

基于多时相HJ卫星的冬小麦面积提取

我国环境与灾害监测预报小卫星HJ-1A/B具有较高的时间和空间分辨率,在作物种植面积提取和长势监测等方面具有较大优势。本文以江苏省姜堰市为研究区,根据冬小麦的物候规律和季相节律的差异性,选取返青期和拔节期两个生育期的HJ卫星影像,借鉴分层信息提取法原理,综合利用监督分类和非监督分类法,结合人机交互目视解译和实地定位调查等资料提取了姜堰市的冬小麦种植面积,总体面积提取精度达到90.22%,样点空间匹配精度为81.25%,实验基地空间匹配精度为80.34%。结果表明：HJ卫星能够用于提取南方地区冬小麦种植面积和长势监测,满足农情监测的需要,且利用多时相遥感影像能有效地增加信息量,实现信息互补,有助于提高监测精度。     

基于不同深度学习模型提取建筑轮廓的方法研究

建筑是城市精细化管理的基础单元，利用高分遥感影像快速准确地提取城市建筑轮廓信息对于城市规划及管理有着重要意义。研究基于北京二号高分辨率（0.8 m）遥感数据，建立了北京市建筑轮廓样本库，利用多种语义分割模型U-Net、DANet、UA-Net(U Attention Net)和实例分割模型Mask R-CNN、Mask R-CNN FPN、Mask R-CNN RX FPN来提取城市建筑轮廓并开展精度评价，通过对比不同类型建筑（如楼房、别墅及村庄建筑等）的提取效果，最终选择整体精度最高且提取效果最好的U-Net模型提取了北京市域的所有建筑轮廓。结果表明：U-Net、DANet、UA-Net、Mask R-CNN、Mask R-CNN FPN和Mask R-CNN RX FPN模型的分类精度分别为79.37%、65.59%、71.03%、61.82%、52.53%和59.70%，且U-Net模型训练时间相对较少。U-Net模型对于建筑轮廓的提取有良好的表现；对比不同模型的识别效果发现，语义分割模型对于平房型建筑识别较有优势，实例分割模型则适用于提取城区及周边地区独栋楼房别墅的建筑轮廓，这...     

基于贝叶斯模型的相机间人群目标识别

准确获取相互遮挡粘连目标的位置特征,是在视野有重叠区域条件下进行相机间目标识别的关键。提出首先构造人体模型,利用贝叶斯模型将粘连目标的分割问题转换为求解最大后验概率问题,然后依据获得的目标轴线特征,在不同的相机间按照最小距离原则进行相同目标的匹配识别。结果表明,利用人体模型进行人群分割的抗干扰能力强,目标识别的准确率较高。     

利用贝叶斯结构模型的复杂形状建筑物提取

现有的建筑物轮廓提取方法在处理非矩形的复杂形状建筑物时存在局限性,为克服这一缺点,提出一种航拍图像复杂形状建筑物轮廓的提取方法.针对复杂形状建筑物结构不规则的特点,提出一种贝叶斯结构模型.该模型以概率的形式表示建筑物边缘之间的连接关系;并引入Boosting决策树方法,综合考虑建筑物边缘周围的颜色和纹理等多种图像信息,增强了模型的鲁棒性.另外,设计了一种长度归一化的能量函数来描述建筑物轮廓,并运用图优化算法全局寻优,实现对建筑物轮廓的提取.实验结果表明,该方法能有效地提取多种复杂形状建筑物的轮廓.     

基于SVM的高分时序冬小麦种植区提取研究

冬小麦作为我国重要的粮食作物,准确获取其空间分布情况,对农业生产管理及农情监测有重要意义。以河南省商丘市为例,利用覆盖冬小麦完整生育期的GF-1数据,计算归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）、增强植被指数（Enhanced Vegetation Index,EVI）时间序列,结合关键生育期影像,构建不同特征量组合数据集,利用支持向量机方法进行冬小麦提取。同时采用主成分分析法对数据进行降维处理,尝试通过压缩特征集数据量来提高冬小麦提取效率。研究结果表明：EVI时序数据较NDVI能更好地描述作物的物候,提取精度皆高于NDVI,其中EVI时序数据与关键生育期影像组合提取精度最高,达到97.67%。结果表明,降维后数据并未对提取精度造成显著影响,达到压缩数据量保持提取精度的目的,为大区域作物提取提供参考价值。     

基于WorldView-2影像和语义分割模型的小麦分类提取

为使用高分辨率遥感影像和深度学习语义分割模型实现快速准确的小麦种植空间信息提取,以WorldView-2遥感影像为数据源,制作尺度分别为128×128、256×256、512×512的样本数据集,对U-net和DeepLab3+语义分割模型的参数进行训练,建立小麦遥感分类模型;通过与极大似然和随机森林方法比较,检验深度学习分类效果。结果显示：(1)不同尺度样本训练得到的模型总体精度、Kappa系数分别在94%和0.82以上,模型精度稳定,样本尺度大小对小麦分类提取模型影响较小;(2)深度学习方法的小麦分类总精度和Kappa系数分别在94%和0.89以上,极大似然和随机森林则在92%和0.85以下,表明该研究建立的小麦遥感分类模型优于传统分类方法。研究结果可为高分辨率遥感影像作物种植信息的深度学习方法提取提供参考。     

HJ星数据在关中冬小麦种植面积遥感监测中的应用 

应用冬小麦抽穗期的环境小卫星影像对关中地区依据行政区划划分,采用多种遥感监测方法进行冬小麦种植面积提取,提取精度达95.64%。结果表明:抽穗期是关中地区提取冬小麦种植面积的最佳时相,同时也表明环境小卫星可以用来监测大范围的冬小麦种植面积,并得到很高的精度。在未来的研究中,对于地形差异较大的地区,可依据地形和冬小麦的种植结构对研究区进行划分,针对每个子研究区采用不同的遥感监测方法以提高提取精度。     

基于随机森林算法的冬小麦提取研究北大核心CSCD

全球气候变化对粮食安全和农业可持续发展造成威胁,冬小麦作为全球重要粮食作物之一,其快速和准确的信息提取对保障区域粮食稳定具有重要意义。采用在农作物识别和提取领域具有明显优势的随机森林算法,结合典型冬小麦种植区光谱特征、纹理特征和主成分特征实现了30m空间分辨率遥感影像下的冬小麦地块的特征选择和快速提取,并分析了不同特征空间组合方式下的提取效果。研究表明:在"光谱特征"、"光谱特征+纹理特征"、"光谱特征+纹理特征+主成分特征"3种特征空间组合下,第3种组合方式下的冬小麦提取效果最佳,总体精度可达到84.85%,分别高于前两种方式8.08%和6.88%。因此,利用随机森林算法结合多源特征信息,可以有效实现特定农作物如冬小麦的快速提取,并为区域作物进一步应用研究提供有效数据支撑。     

利用多时相NDVI 监测京郊冬小麦种植信息

物候和时相信息在农作物种植信息提取方面有十分重要的应用价值, 利用多时相L andsat TM 数据, 结合冬小麦的波谱和时相信息, 成功提取了北京地区的冬小麦种植信息。首先, 选用了2003 年4 月7 日、5 月1 日、5 月25 日、6 月18 日不同时相的4 景TM 卫星影像, 计算了不同时相的NDV I 时间谱图像数据; 其次, 结合北京地区农作物种植的实际情况, 提取并分析了北京春夏季主要植被地物(冬小麦、苜蓿、苗圃、春玉米、树林等) 的NDV I 时间谱特征; 第三, 利用不同时相的NDV I 图像数据, 通过NDV I 图像通道间的逻辑运算算法, 成功提取了2003 年北京地区的冬小麦种植信息, 提取精度达到96. 92%; 最后, 与2002 年收割小麦的统计数据相对比, 监测了北京各郊区县的冬小麦种植结构调整情况。结果表明, 多时相、多光谱遥感数据在作物种植信息的监测中有十分明显的技术优势和重要的应用潜力。     

星载SAR在涡阳县冬小麦测产中的应用

由于雷达遥感的全天候、全天时的优势,使之成为南方大范围农业信息动态监测的最佳遥感手段。应用星载合成孔径雷达(SAR)-RadarSat-2,选择安徽省涡阳县冬小麦产区进行测产研究。利用SAR的多极化特点(HH/HV/VH/VV),针对此卫星影像比较选择VV极化,并在试验田取样,获得试验田产量,从而建立产量和后向散射系数关系的线性测产模型,在提取冬小麦种植区基础上,应用此模型对冬小麦进行大面积产量测产。通过计算,得到了超过80%精度的测产模型和冬小麦较准确的测产结果。研究结果表明:在冬小麦收割前一周左右应用SAR进行测产,从而为农保提供服务,这种思路和方法是行之有效的。     

利用MODIS 数据监测河北省冬小麦种植信息

根据冬小麦发育期的同步性、土壤类型、灌溉条件等多项因子, 参考河北省土地利用现状资料和生态功能区划成果, 将河北省冬小麦种植区域划分为五大区。利用多时相MODIS 遥感数据和冬小麦地面GPS 定位调查信息, 充分考虑冬小麦的生长发育特征和下垫面的植被生长特征来剔除小麦生长季节的非麦区信息。在测算冬小麦种植面积、解决混合像元问题时, 改进了“麦土比”的概念,提出了“像元麦土比”的新方法, 将遥感知识、农学知识和地学知识进行有机结合, 形成一套计算机自动提取冬小麦种植信息系统。利用该系统提取了河北省2004～2005 年度冬小麦播种信息, 遥感测算的全省总面积误差为3. 2% , 综合考虑各个地市的偏差情况, 9 个地市面积平均绝对误差为9. 6%。     

一种基于知识模型的CT图像分割方法*

图像自动分割一直是医学图像处理的研究重点。系统由解剖知识模型、图像处理程序和推理机组成。模块之间的通信由黑板控制。该方法提高了医学图像分割的自动化程度和可靠性。由于具有扩展性,该方法为基于知识医学图像的处理提供一个通用的模式。     

基于植被指数融合的冬小麦生物量反演研究

作物群体生物量是形成产量的物质基础,遥感技术是高效、客观监测作物地上生物量的重要手段,对农业生产管理具有重要意义.以安徽省龙亢农场为研究区,通过PROS AIL模拟光谱分析了 4个LAI相关的可见光-近红外植被指数、2个叶片干物质相关的短波红外植被指数和8个融合植被指数与冬小麦地上生物量的关系,并建立反演模型.模拟结果...