收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向高分辨率遥感影像分析的深度学习方法研究

张帆  
【摘要】:近十年来,随着卫星传感器、信息传输、数据存储技术的高速发展,我们已经可以快速获取和存储海量的高分辨率遥感卫星影像。高分辨率遥感卫星影像,能够对地球表面提供高精度,大范围,周期性观测数据,已经被广泛应用到农业、环境、军事、交通、勘测、规划等领域,成为人类观察和研究地球的最重要数据来源之一,已经成为人类研究地表生态环境与人类社会的一种重要手段。然而,遥感影像分辨率的显著提高和大量高分辨率遥感卫星的发射,使得高分辨率遥感影像的数据呈爆炸性增长。面对着如此浩瀚的遥感影像,如何快速,高效,自动地进行遥感数据分析与理解,成为最迫切需要解决的问题。近年来,随着人工智能的蓬勃发展,如何让计算机通过智能软件自动化处理常规任务,图像理解,语音分析和支持科学研究,成为一个全球的热点发展领域。人工智能旨在提供一种方法,让计算机可以从海量的经验中自主学习,通过一种由简单到复杂的层次化概念结构来理解世界。通过让计算机从经验中自主学习,有效地避免了计算机需要人类为其提供一系列形式化的规则与知识。层次化的概念结构也使得计算机可以通过由简到繁的学习体系,利用低层次概念构造复杂的高层次信息。这种层次化的构建体系,一般称为人工智能中的深度学习。因此,开展深度学习的理论、方法及其在遥感影像处理中的应用方法研究不仅满足了当前高分辨率遥影像分析需要高效快速自动化的处理需求,同时也能大幅度提高高分辨率遥感影像的处理精度,为当前遥感影像处理开辟了一条新的智能化处理途径。针对高分辨率遥感影像智能化处理的问题,本文开展了基于深度学习的高分辨遥感影像分析方法研究,主要研究内容与创新之处包括:(1)系统地总结了当前用于高分辨率遥感影像分析的相关理论与方法。本文分析了高分辨率遥感影像中常见任务的特点以及不同任务面临的困难,并对当前常用的高分辨率遥感影像分析任务现状进行了详细的讨论和总结。(2)提出了基于显著度的无监督特征学习模型。由于高分辨率遥感影像空间分辨率高,地物细节丰富,场景结构分布复杂,如何自动化快速高效的提取遥感数据内在高层次特征,用于不同的遥感分析与应用,是一个难点问题。因此,本论文通过引入无监督特征学习方法,来利用未标记的影像数据,快速高效的提取潜藏在数据中内在特征表达。同时,通过结合影像数据的显著度特征,提取出影像中不同地物的最具代表性的内在特征表达,提高地物识别精度。(3)提出了基于梯度提升的聚合卷积神经网络模型。考虑到高分辨率遥感影像覆盖范围大,数据量大,但是目前遥感人工标注数据较少,难以有效利用。另一方面传统的深度学习方法往往需要大量人工标注数据。因此,针对遥感影像人工标注数据少,网络难以训练问题,本文提出了利用梯度提升模型和深度卷积网络来训练多网络聚合模型,利用网络聚合方法来提高算法的稳定性。(4)提出了基于弱监督学习的耦合卷积神经网络模型。考虑到遥感影像分析与应用的复杂性,如遥感影像目标探测问题,人工标注数据少,目标场景变化复杂,搜索范围大,往往利用单一模型难以处理。因此,针对遥感影像目标探测任务,提出利用耦合深度卷积网络,训练两个深度网络进行协同工作,构成一个由粗到细的处理流程,来处理大范围的遥感影像。(5)提出了基于多任务卷积神经网络的城市分析模型。考虑到遥感影像分析与应用的任务种类多与任务多样性的特点。如何考虑不同应用之间的区别与联系,构建一套统一的应用框架,来协同处理和分析不同子任务,是本研究需要解决的问题。因此,本文提出了多任务卷积神经网络的城市地理信息分析统一框架,来协同处理应用中的不同子任务,同时考虑任务间的区别与联系,提高了数据处理速度和效率。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 燕剑;段红秀;;基于高分辨率遥感影像的道路交通信息应用研究[J];科技创新导报;2020年02期
2 杨泽运;赵海洋;王强;张玉娟;张加颍;;基于高分辨率遥感影像的道路提取方法[J];交通科技与经济;2020年02期
3 王春艳;徐爱功;姜勇;赵雪梅;;基于区间二型模糊神经网络的高分辨率遥感影像分割方法[J];信号处理;2017年05期
4 陶晓东;黎珍惜;邓宁;;高分辨率遥感影像滤波算法综述[J];测绘与空间地理信息;2014年01期
5 陈海鹏,董明;高分辨率遥感影像在测绘生产中的应用潜力研究[J];测绘通报;2005年03期
6 张剑清,张勇,郑顺义,张宏伟;高分辨率遥感影像的精纠正[J];武汉大学学报(信息科学版);2004年11期
7 宋歌;;高分辨率遥感数据在国土审计工作中的应用[J];科技风;2020年11期
8 马天舒;邵靖净;郭翠翠;于川;;高分辨率遥感在农作物灾害损失评估中的应用——以黑龙江省五常市水稻灾害损失评估为例[J];卫星应用;2020年09期
9 刘俊;韩聪;李诚;;高分辨率遥感影像城市道路提取方法研究[J];海洋测绘;2016年06期
10 周爱霞;余莉;冯径;张雪艳;;基于面向对象方法的高分辨率遥感影像道路提取方法研究[J];测绘与空间地理信息;2017年02期
11 沈佳洁;潘励;胡翔云;;可变形部件模型在高分辨率遥感影像建筑物检测中的应用[J];武汉大学学报(信息科学版);2017年09期
12 赵政坤;马莉;张举;唐志华;;高分辨率遥感影像制作方法创新[J];测绘与空间地理信息;2017年09期
13 任娜;朱长青;黄家柱;王丹;;数字水印技术在高分辨率遥感数据安全保护中的应用[J];火力与指挥控制;2015年02期
14 孔冷进;;高分辨率遥感技术在数字城市规划中的应用[J];全球定位系统;2015年01期
15 余祥正;张伟;;高分辨率遥感影像建筑物提取方法探析[J];地球;2019年09期
16 王浩;;试论高分辨率遥感影像在测绘生产中的应用[J];城市地理;2016年02期
17 顾钰培;肖兰玲;凌婷婷;达利春;;一种基于高分辨率遥感影像的建筑物提取方法[J];测绘与空间地理信息;2014年04期
18 高春林;曾敬文;;高分辨率遥感影像在核电站厂址普选中的应用初探[J];北京测绘;2013年03期
19 李仕川;马泽忠;张海珍;;高分辨率遥感影像在重庆市土地利用动态监测中的应用[J];四川测绘;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 张剑清;郑顺义;张勇;张宏伟;李治江;;高分辨率遥感影像的精纠正[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
2 高红民;杨耀;雷声;王永昌;李臣明;璩晓宇;袁文晶;;面向海港监测的高分辨率遥感影像分割方法[A];中国水利学会2018学术年会论文集第五分册[C];2018年
3 杨鹏;许磊磊;徐佳;刘昱君;;基于改进权重映射的高分辨率遥感影像建筑实例分割[A];2019年江苏省测绘地理信息学会学术年会论文集[C];2019年
4 李艳芳;王生;;高分辨率遥感影像在公安行业的应用分析[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
5 高常鑫;桑农;;基于深度学习的高分辨率遥感影像目标检测[A];第二届高分辨率对地观测学术年会论文集[C];2013年
6 温小欢;林广发;陈明华;陈友飞;;基于高分辨率遥感影像独立树冠提取方法之比较[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
7 燕琴;张继贤;刘玉红;钱广军;;以影像序列纠正高分辨率遥感影像的应用研究[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
8 康增基;罗烨;龙四亮;曹婷婷;余先川;;一种高分辨率遥感影像分割方法[A];地球资源环境定量化理论与应用——2009年全国数学地球科学与地学信息学术会议论文集[C];2009年
9 朱晓铃;邬群勇;;基于高分辨率遥感影像的城市道路提取方法研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
10 程新文;吴中忠;王子煜;陈秀万;;基于纹理梯度的高分辨率遥感影像分割[A];第十五届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2005年
11 马力;;基于高分辨率遥感影像的导航数据更新研究[A];中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会论文集[C];2007年
12 赖震刚;宫雪峰;;高分辨率遥感影像阴影区域内绿地信息的提取技巧[A];第三届长三角科技论坛(测绘分论坛)暨'2006江苏省测绘学术年会论文集[C];2006年
13 刘明众;张景发;;高分辨率遥感影像道路震害快速提取研究[A];中国地震学会空间对地观测专业委员会2012年学术研讨会论文摘要集[C];2012年
14 朱琳;;基于高分辨率遥感影像的北京奥北地区绿地现状调查与分析[A];中国土地资源可持续利用与新农村建设研究[C];2008年
15 肖娇琳;江翠云;;基于高分辨率遥感影像的道路提取研究[A];全国测绘科技信息网中南分网第三十次学术信息交流会论文集[C];2016年
16 王萍;李新芝;;基于高分辨率遥感数据的建筑物边缘检测方法探讨[A];图像图形技术与应用进展——第三届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2008年
17 董明;;基于高分辨率遥感影像的道路半自动提取方法研究[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
18 刘德长;叶发旺;伊丕源;;高分辨率遥感技术在铀矿勘查中的应用[A];中国遥感应用协会2010年会暨区域遥感发展与产业高层论坛论文集[C];2010年
19 罗震;杨存建;李小文;;基于高分辨率遥感影像的农村聚落信息的提取[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
20 张洁滕龙;叶隽;;基于高分辨率遥感数据的马鞍山矿区矿山开发调查研究[A];中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S07第六届全国地质制图与地理信息学术交流会分会场[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 张帆;面向高分辨率遥感影像分析的深度学习方法研究[D];武汉大学;2017年
2 李小凯;高分辨率遥感影像面状地物交互式提取方法研究[D];武汉大学;2016年
3 罗晖;顾及阴影影响的高分辨率遥感影像不透水面提取与分析[D];武汉大学;2016年
4 江维薇;高分辨率遥感影像视觉表征及其在分类中的应用[D];武汉大学;2016年
5 许锐;高分辨率遥感影像道路目标识别与提取研究[D];福州大学;2018年
6 刘艳飞;面向高分辨率遥感影像场景分类的深度卷积神经网络方法[D];武汉大学;2019年
7 刘辉;基于高分辨率遥感影像的城中村提取方法研究[D];武汉大学;2018年
8 徐军;多尺度分割与案例推理的高分辨率遥感影像信息提取方法[D];武汉大学;2017年
9 王春艳;基于区间二型模糊理论的高分辨率遥感影像分割方法研究[D];辽宁工程技术大学;2017年
10 史蕾;面向对象的高分辨率遥感影像特征选择与分类研究[D];武汉大学;2018年
11 朱祺琪;面向高分辨率遥感影像场景语义理解的概率主题模型研究[D];武汉大学;2018年
12 方军;融合LiDAR数据和高分辨率遥感影像的地物分类方法研究[D];武汉大学;2014年
13 霍宏;生物视觉启发的高分辨率遥感影像特征提取与目标检测研究[D];上海交通大学;2014年
14 洪亮;基于对象马尔可夫模型的高分辨率遥感影像分割方法研究[D];武汉大学;2010年
15 韩伟;基于深度神经网络的高分辨率遥感影像弱小目标检测[D];中国地质大学;2021年
16 林文杰;基于最小生成树的高分辨率遥感影像层次化分割方法研究[D];辽宁工程技术大学;2020年
17 沈小乐;视觉注意机制下面向对象高分辨率遥感影像建筑物提取[D];武汉大学;2014年
18 丛铭;基于视觉感知原理的高分辨率遥感影像分割与人工目标提取研究[D];武汉大学;2015年
19 康俊锋;云计算环境下高分辨率遥感影像存储与高效管理技术研究[D];浙江大学;2011年
20 吴卿;基于高分辨率遥感影像的水土保持生态建设监测方法研究[D];北京林业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 胡建青;面向对象的高分辨率遥感影像道路信息提取[D];北京交通大学;2019年
2 付伟锋;基于自适应深度置信网的高分辨率遥感影像场景分类研究[D];长安大学;2019年
3 李雨慧;基于深度学习的高分辨率遥感影像多尺度语义分割[D];上海交通大学;2018年
4 鲜霞;基于多特征深度学习的高分辨率遥感影像场景分类[D];云南师范大学;2019年
5 查泽超;面向对象的高分辨率遥感影像水系信息提取研究[D];成都理工大学;2019年
6 赵飞越;基于高分辨率遥感影像的油罐信息提取方法研究[D];中国地质大学(北京);2019年
7 夏广浩;基于MFFCN的复杂地形条件下高分辨率遥感道路提取研究[D];南京信息工程大学;2019年
8 王子锋;基于主动聚类的高分辨率遥感影像标注算法[D];武汉大学;2017年
9 伍丝琪;基于目标空间关系和多源地理数据的高分辨率遥感城市场景语义分类方法研究[D];武汉大学;2019年
10 宫一平;基于上下文感知的高分辨率遥感影像目标检测[D];武汉大学;2018年
11 汪志文;基于深度学习的高分辨率遥感影像语义分割的研究与应用[D];北京邮电大学;2019年
12 杨孝翠;高分辨率遥感影像道路信息提取技术研究[D];战略支援部队信息工程大学;2018年
13 于圣涛;基于高分辨率遥感影像的油罐体积求取研究[D];大连海事大学;2018年
14 黄冰晶;高分辨率遥感影像建筑物提取研究[D];昆明理工大学;2018年
15 汪镇东;高分辨率遥感影像道路提取研究[D];重庆大学;2018年
16 徐进康;基于高分辨率遥感影像的建筑物毁损评估方法研究[D];华中科技大学;2017年
17 刘鹏;基于深度学习的高分辨率遥感影像目标检测方法研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2018年
18 韩洁;融合非监督分类和几何—纹理—光谱特征的高分辨率遥感影像道路提取[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2018年
19 常泽岫;基于单时相高分辨率遥感影像的震后道路提取方法研究[D];辽宁工程技术大学;2017年
20 常文蝶;面向对象的高分辨率遥感影像建筑物提取研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 本报记者 崔恩慧;如何“玩转”高分辨率遥感技术?[N];中国航天报;2014年
2 记者 琼达卓嘎;海拔3500米以上区域超93%[N];人民日报;2017年
3 深圳商报记者 洪宾 通讯员 邓小昆 曾德云;数字深圳:2020年达到发达国家水平[N];深圳商报;2006年
4 张少佳;重庆连续7年监测主城区用地[N];中国测绘报;2012年
5 特约记者 郝晓红 通讯员 秦绪文;遥感地调实现多元技术综合应用[N];中国国土资源报;2011年
6 本报记者 喻贵银 李国元;向梦想进军[N];中国测绘报;2014年
7 记者 秦幸福 通讯员 房莹;山东研制出“无人飞艇航测系统”[N];中国矿业报;2009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