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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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遥感学习武林秘籍分享

本期分享的内容,为一本厚度为235页的学习资料。内容包括高光谱遥感、高分辨率影像处理、计算智能及其在遥感影像处理中的应用、影像处理工程、遥感应用和模式分析与机器学习等。很适合遥感领域的学生学者去学习和加深对遥感领域的理解,资料供分为18章节,每一章都值得研究和学习,章节内容包括研究概述、研究意义、应用、已取得的成、发展前景和入门资料的推荐等。该学习资料本人强烈推荐学习,希望能够本次料能够开阔你的事业并激发你的学习兴趣。(资料为张良培团队(张良培、钟燕飞、沈焕锋、黄昕、罗斌、夏桂松、杜博、张洪艳、袁强强和张乐飞等)在其主页上公布的主要研究方向介绍。)

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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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无人机和光学卫星协同作业的遥感应用:文献综述

无人机(UAV)和卫星星座都是监测地表动态的重要地球观测系统。前者因其获取的灵活性和提供高空间分辨率(VHSR)图像的能力而被广泛使用;后者对于提供大面积的时间序列数据很有意思。然而,这些数据来源中的每一个通常是分开使用的,即使它们是互补的,并且具有强大和有希望的潜在协同作用。数据融合是利用这种多源协同效应的一种众所周知的技术,但在实践中,无人机和卫星协同效应更为具体,不太为人所知,需要形式化。在这篇文章中,我们回顾了这两个数据源的遥感研究。将现有的方法分为“数据比较”、“多尺度解释”、“模型校正”和“数据融合”四种策略。对文献的分析揭示了新出现的趋势,这些不同的策略为一些应用提供了支持,并允许识别无人机数据的关键贡献。最后,这种协同作用的巨大潜力目前似乎还没有得到充分利用;因此,讨论了数据互操作性、机器学习和数据共享的相关含义,以加强无人机和卫星之间的协同作用。

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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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基于深度学习的遥感图像地物变化检测综述

遥感(Remote Sensing,缩写为RS)是指非接触式、远距离的探测技术。遥感技术通常使用航空航天平台、按照特定的波段对地球或其他天体进行成像观测,通过分析观测数据,探测地球或其他天体资源与环境。遥感技术在现代化社会中十分重要,它能够在一定程度上体现一个国家的经济实力和科技水平,故一直受到世界大国的高度重视。自从美国的陆地卫星Landat-1和法国的SPOT-1卫星相继升空,世界进入了高分辨率遥感技术发展和应用的新时代。2001年,美国发射的QuickBird卫星可采集分辨率为0.61m/像素的全彩色图像和2.44m/像素的多光谱图像,标志着世界进入“亚米级”高空间分辨率[2]遥感时代。在20世纪80年代后,我国遥感技术也进入飞速发展时期。风云气象卫星和资源系列卫星的成功发射为我国卫星遥感事业的发展奠定了坚实的基础。2006年到2016年间,我国陆续将遥感卫星一号到遥感卫星三十号共30个卫星送入太空,这些卫星在我国国土资源普及、防灾减灾等领域发挥了重要的作用。2013年到2018年间,我国相继将高分一号到高分六号等高分辨率卫星送入太空,其在国土统计、城市规划、路网设计、农作物估计和抗灾救援等领域取得了突出的成就。

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