收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于深度学习的农村住房遥感信息提取研究及时空演变应用

叶自然  
【摘要】:农村居民点是乡村生产、生活的载体,而农村住房是农村居民点用地的主体要素。借助农村住房数据的空间聚类结果,对农村居民点范围进行表征,有助于了解农村居民点的动态变化,为农村居民点布局优化、土地集约节约利用、乡村空间重构、推动乡村振兴提供科学依据。高空间分辨率遥感数据产品的日益丰富,使得农村居民建筑物的准确识别和快速制图成为可能。随着机器学习领域的迅速发展,基于深度学习技术的高分辨率遥感影像智能解译已成为遥感领域的研究热点。本研究以长三角水网平原的典型农村地区为研究区,使用多源高空间分辨率遥感数据,研究基于深度学习的农村住房信息遥感提取方法,并应用农村住房空间聚类结果表征农村居民点,对研究区农村居民点的空间分布特征的时空变化进行深入探讨。本文的主要研究内容和结论如下:(1)基于高空间分辨率航拍影像和全卷积网络(FCN),提出了适用于亚米级空间分辨率影像的建筑物自动提取方法(RFA-UNet)。本研究针对全卷积网络模型在融合不同层级的特征时,忽视特征间的语义差距而引起的特征冗余和表达歧义问题,将注意力加权模块应用于跳跃连接结构,使用可学习的注意力权重对浅层特征在通道和空间维度的响应程度进行加权调整,从而加强特征表达的一致性。在多个遥感建筑物数据集上实验所得结果表明,提出的联合注意力模块(RFA)模块能够有效提高经典分割模型U-Net在高分辨率数据中对建筑物的提取效果。与其他方法对比,RFA-UNet的提取结果更加完整、准确,满足高分辨率影像建筑物高精度提取需求。(2)基于高空间分辨率卫星影像和全卷积网络,提出了一个用于农村住房类型识别的多尺度扩张残差网络(MSDRN)。高分遥感影像中的农村人造地物复杂易混,使用传统遥感分类方法提取精度相对较低。本研究考虑农村住房类内光谱差异和空间尺度变化较大等特点,利用扩张残差网络提取高分辨率的特征表示,获取更多的空间上下文信息,并采用多尺度特征融合结构和通道注意力模块对分类特征进行优化,提高深度网络对于农村住房的分类能力。在桐乡市典型农村地区的高分2号影像上开展的实验结果表明,本研究提出的模型方法可以有效地区分农村住房与其他人造地物,得到更准确的农村住房分类结果,两类农村住房的F1精度优于85%。在实际应用中,本研究提出的方法流程可以推广到更大范围内的农村地区,为区域尺度下的大范围地籍调查或农村住房变化监测提供重要参考。(3)基于半监督学习和集成学习,提出了一个适用于多源多时相高分辨率遥感影像农村住房提取方法,并成功提取了桐乡市2005年、2012年、2018年的农村住房信息。当前基于深度学习的遥感分类方法依赖大量标记样本,而人工标注的高成本使得此类监督学习模型难以应对多源多时相遥感影像构建的复杂场景。针对上述问题,研究提出了一个深度集成网络框架集成多个基于少样本构建的语义分割模型,从无标注图像中筛选置信度高的集成预测结果生成伪标签,用于后续迭代优化。实验结果表明,三个年份的分类总体精度均优于83%,使用半监督集成学习策略前后的平均总体精度提升分别为1.6%、3.1%和4%,证明本文的半监督集成学习策略可以有效缓解标记样本不足的问题,增强深度模型的性能。研究提出的半监督集成学习方法流程,可以为遥感影像智能解译提供借鉴,提高海量遥感数据的利用率。(4)基于桐乡市2005年、2012年和2018年的农村住房提取结果,使用渗流聚类算法(CCA)对桐乡市2005年、2012年和2018年的农村居民点范围进行量化,在此基础上借助探索性空间数据分析方法分析桐乡市农村居民点类型、数量及空间分布的演变规律。结果表明:1)基于渗流理论的CCA聚类算法可以根据农村住房网格的建筑密度属性进行空间聚类,实现格网尺度下农村居民点范围的近似提取;2)2005年到2018年桐乡市农村居民点面积总量先增后减,总体上减少了14.5%面积;2005年-2018年间桐乡市农村居民点的空间分布存在空间聚集性,且以低-低集聚和低-高集聚为主;3)2005-2012年为桐乡市农村居民点面积增长时期,增长热点区域为远离中心城区的西南区域乡镇和桐乡市北部乡镇;2012-2018年为农村居民点面积显著减少时期,中心城区及其周围乡镇为居民点面积减少的高值聚集区。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李韧;毛晨炜;;衢州市 《衢州市农村住房建设管理条例》发布[J];浙江国土资源;2021年01期
2 ;打好农村住房改造攻坚战 共建农村美丽宜居新生活[J];宁波经济(财经视点);2020年02期
3 ;湖南省政府发文规范农村住房建设[J];建筑技术开发;2020年01期
4 王悦悦;;农村住房抵押的法律困境及政策建议[J];黑河学院学报;2020年07期
5 王倩倩;;住房和城乡建设部开展农村住房建设试点工作[J];工程建设标准化;2019年03期
6 龚关;张伟;夏益国;;安徽省农村住房保险试点:成就与问题[J];中国保险;2018年05期
7 苏峰;;广西:举办农村住房政策性保险业务培训班[J];中国减灾;2017年15期
8 宁爱凤;;“空间正义”视角下农村住房保障制度的重构[J];甘肃社会科学;2017年03期
9 陈卫华;吕萍;;农村住房市场衍化条件与发展模式研究——基于案例调研的分析[J];河北学刊;2017年05期
10 ;无锡为农村住房建设松绑约法三章[J];领导决策信息;2017年27期
11 ;湖南省农村住房建设管理办法[J];湖南省人民政府公报;2019年24期
12 ;四川省农村住房建设管理办法[J];四川省人民政府公报;2017年04期
13 潘安平;;城乡统筹发展下农村住房保障制度设计构想[J];现代商业;2014年03期
14 王德贞;;推进城乡一体化中的农村住房建设问题研究——以菏泽市为例[J];世纪桥;2013年10期
15 本刊编辑部;朱巍巍;孙玉琴;闫晓英;;福建:实施农村住房保险 提升惠民成效[J];中国民政;2012年03期
16 张欣;;新农村住房建设中农民利益的保障与维护[J];湖南工程学院学报(社会科学版);2011年04期
17 徐华水;;创新理念,大胆探索 全力推动农村住房改造建设[J];新农村;2010年01期
18 孔春良;;江北区农村住房集中建设改造的调查与思考[J];宁波通讯;2010年02期
19 ;以规划为先导 加快推进农村住房集中建设改造[J];宁波通讯;2010年02期
20 许胜;蔡德清;袁国军;;开展农村住房统一保险的启示[J];中国减灾;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 ;关于印发《严寒和寒冷地区农村住房节能技术导则(试行)》的通知[A];2009年中国绝热节能材料协会年会论文集[C];2009年
2 ;关于印发《农村住房建设技术政策(试行)》的通知[A];2011·中国绝热节能材料协会年会论文集[C];2011年
3 王彦鑫;;浅谈北方寒冷地区农村住房节能的改造[A];2018年6月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2018年
4 中国农业发展银行山东省分行课题组;杨杰;吴德轩;杨林虎;常宏建;许立民;;农业政策性金融支持山东省农村住房建设模式研究[A];金融发展理论与实践(2010)[C];2011年
5 付建德;徐刚;;GIS在农村住房防灾管理信息系统中的应用[A];地理空间信息技术及其应用论坛论文集[C];2005年
6 盛荣;;借鉴美国经验,构筑中国农村住房扶助体系[A];中国农村建筑与环境技术创新学术研讨会文集[C];2006年
7 俞小琳;周敏华;沈玲珍;;关于加快推进嘉兴城乡一体新社区建设的若干思考[A];“秩序与进步:浙江社会发展60年研究”理论研讨会暨2009浙江省社会学年会论文集[C];2009年
8 叶凯;张晓;叶红;;开发权博弈视角下的农村住房管理思考——以广东惠州市为例[A];规划60年:成就与挑战——2016中国城市规划年会论文集(12规划实施与管理)[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 叶自然;基于深度学习的农村住房遥感信息提取研究及时空演变应用[D];浙江大学;2021年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 张吉才;乡镇农村住房建设网格化管理模式研究[D];西南政法大学;2018年
2 荆鹏宇;我国农村住房抵押法律问题探析[D];甘肃政法学院;2018年
3 曹江;我国农村住房流转法律问题研究[D];华中科技大学;2015年
4 刘文斐;论我国农村住房保障法律制度的构建[D];海南大学;2015年
5 崔贵熙;我国农村住房抵押法律问题研究[D];华中科技大学;2013年
6 常杰;我国政府融资农村住房建设研究[D];山东经济学院;2011年
7 张玉静;精准扶贫背景下T县农村住房保障模式完善研究[D];天津财经大学;2019年
8 孔秋廉;农村住房抵押制度研究[D];广东外语外贸大学;2017年
9 蒋萍丽;宁波江北区农村住房财产权抵押困境与对策研究[D];宁波大学;2017年
10 来斌;浙江省政策性农村住房保险研究[D];浙江工商大学;2011年
11 卢美玉;农村住房防灾的设计与实现[D];华东师范大学;2007年
12 张璐;我国农村住房保障制度研究[D];山东财经大学;2012年
13 刘玉存;农村住房拆迁安置房所有权问题研究[D];华东政法大学;2012年
14 李亮;农村住房建设项目政府融资研究[D];山东大学;2010年
15 左文卿;江西省农村住房建设管理的问题及其完善对策研究[D];南昌大学;2015年
16 何军达;宁波市农村住房制度改革模式探索[D];宁波大学;2015年
17 陈美华;农村住房灾后重建对村落建设的影响研究[D];福建农林大学;2013年
18 李静;农村住房抵押贷款产品供给研究[D];南京农业大学;2015年
19 曾武成;农村住房消费问题研究[D];湖南师范大学;2007年
20 曹威;沿海农村住房抗台风地理信息系统研究与实现[D];宁波大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 驻湖北记者 阎友华 通讯员 筱畅;湖北省启动农村住房建设试点[N];中国建材报;2019年
2 本报记者 李兆汝 通讯员 江胜利 何青峰;农村住房改造建设不是一场“运动”[N];中国建设报;2012年
3 梁敏 何刘坚;浙江农村住房改造建设取得初步成效[N];中国审计报;2011年
4 记者 张陆龙 潘琼英;全面掀起农村住房改造建设高潮[N];绍兴日报;2009年
5 ;新型农村社区和农村住房建设扶持政策[N];济宁日报;2009年
6 记者 赵梦怡;市住建局推进全市农村住房建筑节能改造工作[N];定州日报;2020年
7 记者 张源;我市大力推进农村住房建设与危房改造[N];日照日报;2010年
8 通讯员 乔祥明 周晓明;东港千万元资金加速农村住房建设与危房改造[N];日照日报;2010年
9 记者 何海峰;我市农村住房安全和视觉贫困专项整治成效明显[N];陇东报;2020年
10 记者 李敏;我市扎实推进农村住房建设与危房改造[N];日照日报;2009年
11 记者 李敏;我市全面调度农村住房建设与危房改造工作[N];日照日报;2009年
12 记者 王均薇;189个村庄启动整村改造[N];日照日报;2009年
13 记者 陈颖;加快推进农村住房建设和危房改造工作[N];日照日报;2009年
14 记者 李敏 实习生 苑克伟 通讯员 于光辉;我市农村住房建设与危房改造有序推进[N];日照日报;2009年
15 记者 王均薇 实习生 谢秀华;我市农村住房建设和危房改造确定三大目标[N];日照日报;2009年
16 记者 周伟 通讯员 李晓鹏;我市启动农村住房建设与危房改造工程[N];日照日报;2009年
17 钟强 记者 钟清兰;赣州实现农村住房安全保障全覆盖[N];赣南日报;2020年
18 ;衢州市农村住房建设管理条例[N];衢州日报;2021年
19 通讯员 刘梦斐 赵勇;正宁为农村住房加上“安全锁”[N];陇东报;2016年
20 芒市住建局;芒市今年将改造2600户农村住房[N];德宏团结报;2021年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978