湿地植被是湿地生态系统中必不可少的一部分,在调节气候、蓄洪防旱等方面发挥了重要作用,对其进行行之有效的监测对于生态保护至关重要。基于时序的遥感影像进行地物分类在植被分类领域具有重要优势,湿地植被生长环境复杂,不同植被之间...湿地植被是湿地生态系统中必不可少的一部分,在调节气候、蓄洪防旱等方面发挥了重要作用,对其进行行之有效的监测对于生态保护至关重要。基于时序的遥感影像进行地物分类在植被分类领域具有重要优势,湿地植被生长环境复杂,不同植被之间物候特征并不明确,且滨海湿地地区云雾较多,这些因素限制了时序遥感在湿地植被监测中的应用。基于时间加权的动态时间归整(Time-Weighted Dynamic Time Warping, TWDTW)通过增加时间权重限制实现时序匹配,能够避免植被物候因素的干扰与畸形匹配现象。本文探讨了该算法在黄河三角洲湿地植被分类中的适用性,并将分类结果与传统分类方法进行对比。研究表明,该算法在该区域总体分类精度为97.56%,Kappa系数为0.95。应用TWDTW算法可以有效进行湿地植被分类,能直观地反映湿地植被的空间分布格局,满足湿地生态环境监测、资源调查与管理等方面的需要。展开更多
时空插值可以捕获时空数据中的依赖关系,估计地理现象随时间的几何和属性数据变化。现有的时空插值方法大多未同时考虑数据的长期时间相关性以及全局空间信息,本文结合长短时记忆网络LSTM (Long Short Term Memory)与数据的空间特性构...时空插值可以捕获时空数据中的依赖关系,估计地理现象随时间的几何和属性数据变化。现有的时空插值方法大多未同时考虑数据的长期时间相关性以及全局空间信息,本文结合长短时记忆网络LSTM (Long Short Term Memory)与数据的空间特性构建了时空插值模型:(1)模型利用空间层剔除弱相关性的信息,提取相关性更强的空间信息输入LSTM网络;(2)由于传统人工神经网络ANN (Artificial Neural Network)模型无法考虑时间对插值的影响以及单向LSTM模型仅能考虑过去时刻对当前时刻的影响而不能利用未来时刻的信息,本文使用双向LSTM模型BiLSTM(Bi-directional LSTM)体现时间相关性;(3)为了有效提取全局空间特征并保留BiLSTM双向建模的优势,本文将自注意力机制引入BiLSTM中,构建了融合自注意力的双向LSTM插值模型SL-BiLSTM-SA (BiLSTM Model Fused with Spatial Layer-Self attention)。在实验设计阶段,模型被应用于山东省PM2.5浓度数据集进行插值效果研究,并与其它模型进行性能比较。实验表明,SL-BiLSTM-SA模型有着更低的误差度量,相较时空普通克里金STOK (Spatio-Temporal Ordinary Kriging)和遗传算法优化的时空克里金GA-STK (Genetic Algorithm-optimized Spatio-Temporal Kriging)精度分别提高了39.83%、36.63%,且能较准确地预测高值和低值。本文融合空间信息,结合BiLSTM和Self-attention构建了时空插值模型,扩展了时空数据的插值手段,为时空数据分析提供了一定的理论和方法支撑。展开更多
文摘湿地植被是湿地生态系统中必不可少的一部分,在调节气候、蓄洪防旱等方面发挥了重要作用,对其进行行之有效的监测对于生态保护至关重要。基于时序的遥感影像进行地物分类在植被分类领域具有重要优势,湿地植被生长环境复杂,不同植被之间物候特征并不明确,且滨海湿地地区云雾较多,这些因素限制了时序遥感在湿地植被监测中的应用。基于时间加权的动态时间归整(Time-Weighted Dynamic Time Warping, TWDTW)通过增加时间权重限制实现时序匹配,能够避免植被物候因素的干扰与畸形匹配现象。本文探讨了该算法在黄河三角洲湿地植被分类中的适用性,并将分类结果与传统分类方法进行对比。研究表明,该算法在该区域总体分类精度为97.56%,Kappa系数为0.95。应用TWDTW算法可以有效进行湿地植被分类,能直观地反映湿地植被的空间分布格局,满足湿地生态环境监测、资源调查与管理等方面的需要。