DeeplabV3+中引入注意力机制的小面积溢油识别方法

海面溢油危害大、分布广、时间空间不确定性大,对海洋溢油进行高精度识别与监测对全球生态环境的保护有着重要意义。针对传统卷积神经网络模型对小面积溢油分类不准确的问题,提出一种基于深度学习的SAR影像海上小面积溢油的高精度提取方法。该方法以DeeplabV3+网络模型为基础,引入SE注意力机制来提高网络对海面上小面积溢油的分类精度。基于欧空局开源数据集Oil Spill Detection Dataset建立了海面溢油提取模型,训练得到的平均交并比为77.70%,平均像素精度为98.16%。通过目视对比模型预测图和对比两类精度指标,发现经过注意力机制优化后的DeeplabV3+网络模型明显优于原始网络模型,对小面积溢油监测的效果明显提升。

基于HY-1C的红海滩翅碱蓬提取与近5年变化趋势研究

为掌握红海滩翅碱蓬(Suaeda salsa)群落分布现状及修复情况,本文采用2018-2022年HY-1C卫星海岸带成像仪(CZI)数据,基于现场实测光谱特征分析,构建翅碱蓬遥感提取模型,获得了5期翅碱蓬群落空间分布数据,提取精度优于87%;基于提取结果,开展了红海滩翅碱蓬群落时空分布及类型水平上景观格局的变化分析,结果显示:近5年来,翅碱蓬群落分布面积总体呈显著增加趋势,斑块类型面积(CA)、斑块所占景观面积比例(PLAND)、最大斑块指数(LPI)、有效网格大小(MESH)、平均斑块面积(AREA_MN)等指标呈先减小后上升趋势,破碎化指数(SPLIT)先增大后减小、聚集指数(AI)总体呈上升趋势,可见翅碱蓬群落在红海滩景观构成中占比逐年增大,景观形状复杂度提升,破碎化势头得到逆转,聚集性分布趋势较为明显,这说明自2019年开始实施的翅碱蓬规模化修复工程成效显著;另一方面,翅碱蓬群落生境在总体持续向好的同时又表现出恢复水平空间不均衡的特点,大致为中、东部好于西部,南部好于北部。本文结果可为修复工程的效果评估工作提供基础数据,并为今后修复施工的空间布局规划提供决策参考。

遥感与GIS支持下近十年中国草地变化空间格局分析

以遥感与GIS为技术支撑 ,动态监测我国草地资源近十年的变化情况 ,为草地资源的可持续利用与管理提供科学依据。近十年来 ,我国的草地资源变化在空间上有明显的地域差异。表现为草地变耕地主要分布于我国的东北三省 ,与内蒙古的东部地区 ;草地变为城镇交通用地在很大程度上与区域的人口、经济发展有联系 ;草地变林地分布主要集中于沿海地区 ;草地退化集中于内蒙古、新疆、青海。草地变化虽然与自然条件有关 ,但人类活动对草地变化有很大影响。同时草地的退化对我国的生态环境 ,尤其是北方将产生不良的作用 ,在一定程度上制约区域经济发展。

基于CU-Net模型的红树林自动识别方法研究——以广东省珠海市淇澳岛为例

红树林对维护生物多样性以及生态平衡等具有重要意义。因此,高效、精确地提取红树林植被信息以及实时对其进行监测十分必要。本文提出了一种高分辨率遥感影像红树林像素级精确提取的深度学习方法。针对红树林遥感分类精度不高的问题,通过强化图像中心信息,弱化边缘信息的方法引入CLoss损失函数,添加Dropout、Batch Normalization层构建了适用于红树林识别的CU-Net模型,采用滑动重叠拼接方法构建了新的预测模型,有效解决了预测结果边缘信息不足以及有拼接痕迹的问题。将本文方法的识别结果与U-Net、SegNet、DenseNet模型的预测结果以及传统的SVM、RF方法进行对比,结果表明,本文模型相较于其他深度学习模型泛化能力更强,识别效果更好,在两个测试区域的平均总体精度、平均交并比分别达到了94.43%、88.12%,平均F1-分数在红树林和普通树木的精度分别达到了95.96%、90.49%,精度明显高于传统的SVM、RF方法,也高于其他几种神经网络方法,验证了该模型在红树林识别领域的有效性,可为高分辨率遥感红树林识别领域提供一条新的思路。

GIS支持下我国干旱区草地资源动态分析

以遥感与GIS为支撑技术 ,以干燥度为干旱指标 ,并以此提取草地的动态变化 ,分析 1995— 2 0 0 0年的中国干旱区草地动态变化状况。研究表明 :草地面积减少 5 49× 10 4km2 ,主要表现在低覆盖度草地面积的大量减少 ,草地资源的变化主要是转变成耕地 ,城镇占用 ,及草地类型间的转换 ,并且有不同程度的退化。草地的变化以变耕地为主 ,主要是受人口的压力 ;草地的退化在很大程度上是过度放牧、盲目开垦耕地所致 ,而草地资源为我国西部、北部主要资源 ,这种草地的退化将造成我国北方环境的恶化及资源的退化。草地的动态变化以自然与人为动力为主。

中国农牧交错区土地利用变化空间格局与驱动力分析

以遥感与GIS为技术支撑,运用专家知识,结合实际,从农牧交错区的实质出发,定量地计算出我国的农牧交错区。在此基础上,分析我国农牧交错区近10年的耕地、草地变化的空间格局。整个农牧交错区的耕地以变林地、草地为主。耕地的变化以内蒙古的变化为大,主要分布于它的中、东部地区。草地主要以变耕地、城镇为主,分布于内蒙古与东北三省接壤处。最后探讨这种格局的成因。耕地变化受经济发展、人口增加、农业结构等驱动,主要表现为人文作用。草地变化受人为与自然的驱动,主要为人类活动的影响,表现为经济发展与草地过牧。

基于SAR的海上溢油监测最佳探测参数分析

基于SAR数据,在后向散射系数计算的基础上,从波段、极化方式、入射角等方面开展了海上溢油监测参数分析,结果表明：基于SAR的海上溢油监测,从波段分析,X波段与C波段较L波段更适合监测海上溢油;从极化方式分析,VV极化较HH,HV极化更适合监测海上溢油;从入射角分析,在计算溢油与海水临界值时,经多次实验,位于远入射角的疑似溢油不易与海水分离,而相对近入射角的疑似溢油较容易与海水分离。ALOS PALSAR影像的入射角约为23°~43°,COS-MO-SlyMed入射角为32°~35°,易于将海水与溢油分离的入射角大致为23°~35°。

基于GIS的土壤侵蚀与土地利用关系分析

土壤侵蚀分布与土地利用类型分布之间存在密切关系。以我国水蚀区广东惠东区为例 ,以 TM影像为主要数据源 ,在 GIS环境下 ,进行土壤侵蚀与土地利用类型的矢量分析 ,通过 SPSS软件包的统计分析 ,得出土地利用类型与土壤侵蚀的分布相关关系 ,其程度依次为林地、耕地、草地、城镇。

遥感与GIS支持下的中国草地动态变化分析

运用GIS和RS技术 ,以LandsatTM为数据源 ,监测我国草地资源的变化情况。研究表明 ,我国草地总面积增加 ,其中 ,高覆盖度与中覆盖度草地面积增多 ,但低覆盖度草地面积减少。而且南北方有差异 ,南方的草地面积变化较小 ,北方草地面积减少程度大 。

GIS支持下的江西省水土流失生态环境风险评价

以江西省为例 ,在合理地选择对水土流失有影响的生态环境因子基础上 ,利用土壤侵蚀公式计算值 ,按环境因子对水土流失影响的危险程度 ,对各环境因子进行风险打分 ,在 ARC/ INFO中运用主成分分析方法 ,确定各环境因子的权重 ,同时选出主成分 ,把主成分与其权重相乘得到风险图 ,在 ARCVIEW下定出风险等级 。

遥感与GIS支持下的中国草地动态变化分析

运用GIS和RS技术 ,以LANDSATTM为数据源 ,监测我国草地资源近 5a来的变化 ,并对变化进行分析。研究表明 ,我国草地面积总量增加约 1 3 2× 1 0 4hm2 ,其中高覆盖度与中覆盖度草地面积增多 ,但低覆盖度草地面积减少。我国西部的草地面积减少 ,山西 ,内蒙古 ,吉林 ,陕西 ,甘肃 ,青海 ,宁夏 ,新疆均有不同程度的减少。其中内蒙古 ,新疆的各类草地变化显著。草地的变化有明显的东西部差异 ,西部的各类草地变化程度比东部剧烈。草地的变化受人类活动影响大 ,主要向耕地 ,城镇转化 ,同时草地存在严重的退化 ,随覆盖度的降低而增加 ,以西部地区为重。

我国低山丘陵区水土流失生态环境背景分析

我国是一个以山地为主的国家 ,山地多为大江大河的源头 ,而低山丘陵为这些大江大河支流的发源地 ,这些区域的水土流失必然会带来环境问题。本文以TM影象为数据源 ,以GIS为技术支撑 ,从DEM中获取低山丘陵层 ,以此为MASK层 ,提取水土流失及相应的生态环境背景各层 ,包括土地利用、坡度、年降水、积温、植被等生态背景层 ,这些背景层是多年数据的平均 ,然后把水土流失层与环境背景各层分别叠加 ,分析不同环境背景下水土流失状况 。

中国农牧与风水蚀交错区的空间格局与生态恢复

运用遥感与 GIS为技术支撑 ,以专家知识为依据 ,从而定量计算出中国的农牧与风水蚀交错区。在此基础上 ,阐述二者在空间上的分布特征。风水蚀交错区主要分布于我国大兴安岭 -阴山 ,秦岭 -祁连山一线分布的区域 ,农牧交错区主要分布于辽宁与内蒙古接壤处 ,山西北部 ,陕西北部 ,到甘肃东部 ,秦岭以北 ,六盘山以东的地区 ,二者在空间格局上的不重合 ,使得我国 ,特别是北方地区存在两个生态脆弱区 ,这样对环境产生不利影响。进而从生态重建的角度提出治理对策。

中国土地资源的土壤侵蚀状况分析

土壤侵蚀不仅会导致土地资源的退化 ,而且会造成环境恶化。在定义土壤侵蚀指数的基础上 ,以土地资源类型为单元 ,以遥感与 GIS技术为支撑 ,分析不同土地资源类型下土壤侵蚀类型与强度 ,阐明土地资源的土壤侵蚀背景 ,揭示出两者之间的关系 ,并作出区域上的分析。在我国的北方以还草为主 ,南方以还林为主。

对东沙岛基于融合信息高分辨遥感影像分类研究

以SPOT5 10m多光谱高分辨率影像为数据基础,建立东沙岛地物信息提取的时空属性和地学规律等先验知识,在此基础上选取地物样本,并进行东沙岛地物光谱分析,从而进行东沙岛的融合信息分析,减少信息提取的误差,使解译的精度提高,结果表明,以先验知识为基础选取的样本光谱能够较好地反映地物光谱的信息含量;高分辨率影像能反映东沙岛的地物特征,并且在影像上能够反应东沙岛潟湖、口门等的发育状态,有效地揭示了地物的区分和地貌发育特征.以此进行的分类结果具有合理性;Kappa分析的分类精度达78.33%.

海上溢油SAR图像分割算法研究

运用SAR进行海上溢油监测是目前主要的手段。本文采用ENVISAR-ASAR数据,在分析溢油特性基础上,基于专家知识,开展一种区域种子扩散的方法进行图像分割研究,为溢油信息自动提取打下基础。该方法能够有效的分割出溢油信息,采用不同的预值,产生不同的结果,这与专家知识有关,这在一定程度上使分割结果受到人为影响,并且在分割后的图像的平滑与形状上存在误差,这将在以后的研究中进一步研究。

GIS支持下内蒙古草场动态变化及其环境背景分析

以遥感与GIS为技术支撑,以农牧交错带内蒙古为例,构建了内蒙古土地利用数据库,定量地分析草地这一内蒙古主要自然资源80年代中期至2000年的动态变化,以及与环境背景的关系。结果表明:内蒙古草地变化主要向耕地,草地等土地利用类型转变,耕地占用草地严重;草地变城镇农村居民点的面积少;草地的退化面积较大,尤以低覆盖度草地为重。同时草地变化发生的环境集中在条件较好区域,说明自然条件对人类活动的约束,也反映内蒙古的经济相对滞后。

基于GLCM的SAR溢油纹理特征分析

溢油对海洋生态环境造成巨大的危害,溢油遥感监测已成为海洋遥感监测的主要内容,但由于在SAR图像上溢油的表现和其它海洋现象类似,难以区分油膜与类油膜,给遥感监测带来困难。本文以Envisat-ASAR为数据源,选择南海为例,采用GLCM方法对溢油的SAR纹理进行分析,计算海水与溢油的GLCM特征值,结果表明:采用变化、均值等特征对溢油的SAR纹理有很好的表现,从而为溢油信息的提取提供基础。

农牧交错带土地利用的土壤侵蚀状况分析

土地是人类赖以生存的根本。土壤侵蚀会导致土地资源的退化,造成环境恶化。农牧交错带是我国一个独特的地理景观,对它的研究在生态、区域发展上有重要意义。在定义土壤侵蚀指数的基础上,以土地资源类型为单元,以遥感与GIS为技术支撑,分析不同土地资源类型下土壤侵蚀类型与强度,阐明土地资源的土壤侵蚀背景,揭示出两者之间的关系,并作了区域上的分析。结果认为在我国农牧交错带的东部草地退化,西部沙化严重,亟需治理。

应用极化合成孔径雷达检测海上溢油研究进展

海上溢油给海洋生态环境带来严重的影响,快速准确地探测溢油对于防灾减灾具有重要的意义。利用卫星遥感探测溢油已成为目前主要的检测手段,大多采用合成孔径雷达(SAR)数据,运用图像处理的方法,开展了多种溢油提取算法的研究,取得了较好的结果,但由于海洋的类溢油现象存在,造成提取信息的精度达不到要求。近年来,国内外运用极化SAR数据开展溢油信息提取研究,从极化分解与相位差等角度对溢油特性分析,能有效地区分一些类溢油现象,得到了较理想的结果。分析了应用SAR数据开展溢油信息提取的研究状况,总结了溢油极化SAR探测的研究,指出了目前研究中存在的不足,并提出了今后溢油极化SAR遥感监测的方向。