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时序InSAR技术在矿区地表沉降监测与时空演化分析中的应用
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作者 张昱鑫 袁希平 +2 位作者 甘淑 彭翔 王松 《测绘通报》 北大核心 2025年第3期15-20,共6页
针对地表沉降对矿区安全、环境、社会经济发展及资源利用可持续性带来的危害问题,首先获取2021年12月31日至2024年3月2日的63景Sentinel-1A数据,采用SBAS-InSAR(时间序列干涉测量)技术对白草矿区的地表变形进行监测,从而获得该矿区的地... 针对地表沉降对矿区安全、环境、社会经济发展及资源利用可持续性带来的危害问题,首先获取2021年12月31日至2024年3月2日的63景Sentinel-1A数据,采用SBAS-InSAR(时间序列干涉测量)技术对白草矿区的地表变形进行监测,从而获得该矿区的地表沉降速率和累计沉降结果;然后利用实测数据对监测结果进行可靠性分析;最后基于LSTM模型对矿区进行沉降预测,并详细分析了矿区沉降的时空变化特征与演化规律。最终得出结论:①空间上,白草矿区地表沉降主要集中矿区西部,最大沉降量达-316.86 mm,最大平均沉降速率达-148.4 mm/a,总沉降面积为0.6236 km^(2),其中0.2804 km^(2)的重度和极重度沉降区域需要重点监测;②时序上,沉降较严重区域自监测起始点便开始发生沉降,且沉陷速率趋于匀速,若不加以防护,该区域未来将持续沉降,且可能会加剧沉降;③实测数据和监测数据的拟合程度较高,决定系数R 2达到0.994,LSTM预测模型对监测数据进行预测效果较好,预测值和监测值线性拟合决定系数R 2在0.946以上,表明利用LSTM模型进行地表沉降预测能达到精度要求。该试验结论可为矿区的灾害防治提供技术支持,为更精准的矿区地表形变评估提供有力支持。 展开更多
关键词 时序InSAR SBAS-InSAR 地表形变监测 时空演化 LSTM模型
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基于改进轻量级MobileNet V2-DeepLab V3^(+)模型的恐龙谷环状地区土地利用分类
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作者 任聪 甘淑 +2 位作者 袁希平 罗为东 朱智富 《兰州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期436-441,共6页
针对传统卷积神经网络模型对全局特征捕捉不足的缺陷,提出一种基于改进的DeepLab V3^(+)全局通道空间注意力模型.通过处理无人机影像数据,以轻量级网络MobileNet V2为主干网络,结合通道注意力、通道洗牌和空间注意力机制,增强了特征的... 针对传统卷积神经网络模型对全局特征捕捉不足的缺陷,提出一种基于改进的DeepLab V3^(+)全局通道空间注意力模型.通过处理无人机影像数据,以轻量级网络MobileNet V2为主干网络,结合通道注意力、通道洗牌和空间注意力机制,增强了特征的全局特征捕捉能力,有效提升了研究区的土地利用分类精度.在以专家经验构建的道路、耕地、草地等样本中进行对比实验,结果表明,该方法的平均准确率、平均召回率、平均F_(1)分数、平均交并比及К系数比原始DeepLab V3^(+)模型分别提高了1.90%、2.22%、2.22%、3.37%、2.74%,其分割效果相比其他模型,更加关注图像的全局特征,提升了对复杂纹理类别的识别精度. 展开更多
关键词 全局通道空间注意力 MobileNet V2网络 DeepLab V3+模型 土地利用 语义分割
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面向复杂山区微地貌的手持LiDAR点云滤波方法比较
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作者 徐亚静 袁希平 +2 位作者 甘淑 李绕波 叶俊民 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第5期24-28,共5页
本文以手持激光点云数据是否可用于进行复杂山地土壤侵蚀和地表剥蚀测量为典型实例,试验对比分析了渐进加密三角网滤波算法、坡度滤波算法及布料模拟滤波算法在地面激光雷达点云分类中的性能。具体分别采用了3种滤波对应的参数对试验数... 本文以手持激光点云数据是否可用于进行复杂山地土壤侵蚀和地表剥蚀测量为典型实例,试验对比分析了渐进加密三角网滤波算法、坡度滤波算法及布料模拟滤波算法在地面激光雷达点云分类中的性能。具体分别采用了3种滤波对应的参数对试验数据集进行测试以获得最高性能,并对比分析而获得每种算法的最优滤波。试验结果表明:对于平缓裸露地貌的滤波处理,布料模拟滤波效果最好,渐进加密三角网滤波次之,坡度滤波算法效果最差;对于复杂山地地貌的滤波处理,渐进加密三角网滤波算法滤波效果最好,布料模拟滤波次之,坡度滤波算法效果最差。试验研究成果为优化滤波算法的参数以提高其检测微地形变化的性能提供了有价值的信息,并验证了渐进加密三角网滤波在复杂地区滤波效果的有效性。 展开更多
关键词 手持三维激光点云 渐进加密三角网滤波 坡度滤波 布料模拟滤波 平缓裸露地貌 复杂山地地貌
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改进Deeplabv3+的高分辨率遥感影像道路提取模型 被引量:13
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作者 赵凌虎 袁希平 +2 位作者 甘淑 胡琳 丘鸣语 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2023年第1期107-114,共8页
针对传统的道路提取方法在高分辨率遥感影像中存在提取效果差和提取速度慢的问题,提出了改进Deeplabv3+的高分辨率遥感影像道路提取模型。采用MobileNetv2主干特征提取网络与Dice Loss函数相结合,较好地平衡了高分辨率遥感影像道路提取... 针对传统的道路提取方法在高分辨率遥感影像中存在提取效果差和提取速度慢的问题,提出了改进Deeplabv3+的高分辨率遥感影像道路提取模型。采用MobileNetv2主干特征提取网络与Dice Loss函数相结合,较好地平衡了高分辨率遥感影像道路提取精度与速度的矛盾,实现较高提取精度的同时减少了模型参数,满足了时效性的要求。基于开源道路提取数据集的实验结果表明:①该文提出的道路提取模型在高分辨率遥感影像上具有可行性,提取道路的整体精度达到98.71%,具有较高的提取精度;②在提取道路的速度方面该方法平均帧数达到120.05,模型参数量仅为5.81 M,总体上比原模型更加轻量化,表明该方法满足了时效性的要求。该方法在大幅减少参数量、满足时效性的同时保证了提取的精确度,为提高基于高分辨率影像的道路提取精度和速度提供了一种新的改进思路和方法。 展开更多
关键词 遥感影像 道路提取 深度学习 语义分割 DeepLabv3+模型
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利用重心特征变换处理的点云配准方法研究 被引量:6
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作者 李绕波 袁希平 +3 位作者 甘淑 毕瑞 高莎 胡琳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期137-147,共11页
为了解决不同站点扫描或相邻3D场景点云拼接中存在的同名点特征不明显的空间目标配准问题,提出一种利用重心特征变换处理的点云配准方法。对目标点云和待配准点云分别计算两个点集的重心,然后计算点集到重心的距离并升序排序;根据最近... 为了解决不同站点扫描或相邻3D场景点云拼接中存在的同名点特征不明显的空间目标配准问题,提出一种利用重心特征变换处理的点云配准方法。对目标点云和待配准点云分别计算两个点集的重心,然后计算点集到重心的距离并升序排序;根据最近点和最远点构建两个特征向量后合成第三个特征向量,将两个场景的点集特征描述为其所对应的三个特征向量;再根据矩阵的旋转不变性求解旋转矩阵,进而解算出平移矩阵,完成初始配准;最后利用改进的最近点迭代算法完成点云的精确配准。将本文算法与多种配准算法进行实验对比分析,实验结果表明,相比经典单一的最近点迭代算法,本文算法配准速度和精度都有所提高,且有效解决了相邻3D场景点云拼接中同名点特征不明显的空间配准问题,具有较强的实用性。 展开更多
关键词 测量 点云配准 空间向量 欧式距离 最近点迭代
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复杂条带状沟谷地形点云抽稀与内插算法对数字高程模型构建的精度影响 被引量:2
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作者 黄志豪 袁希平 +2 位作者 甘淑 杨敏 黎昊 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期460-467,共8页
针对点云数据构建数字高程模型(DEM)的精度受点云抽稀和内插算法等因素影响的问题,设计不同点云抽稀方法和不同内插算法对DEM构建精度影响的两组试验,寻求适用于复杂条带状泥石流沟谷地形构建DEM的组合方法.利用空间抽稀、体素分割抽稀... 针对点云数据构建数字高程模型(DEM)的精度受点云抽稀和内插算法等因素影响的问题,设计不同点云抽稀方法和不同内插算法对DEM构建精度影响的两组试验,寻求适用于复杂条带状泥石流沟谷地形构建DEM的组合方法.利用空间抽稀、体素分割抽稀、随机抽稀3种方法以96%的抽稀率对原始点云数据进行抽稀,得到的抽稀结果再分别应用自然邻点插值法、反距离权重法(IDW)、克里金法、样条函数法4种内插算法进行内插,共构建出12种组合生成DEM的方法,对每种组合方法构建的DEM进行高程和坡度精度评价分析.结果表明,针对泥石流沟谷地形空间抽稀条件下利用IDW进行DEM内插的结果最为可靠,拟合优越度为0.999540,平均误差为0.7462 m,中误差为1.2629 m. 展开更多
关键词 泥石流沟谷 地面激光扫描 点云抽稀 内插方法 数字高程模型
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基于哨兵2号时序影像的冬小麦空间分布研究 被引量:3
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作者 牛昱杰 杨永明 《山东农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2023年第3期352-359,共8页
为获取当地精准、详实的冬小麦空间信息,为冬小麦种植区域规划提供技术支撑,本文基于多时间序列的归一化植被指数构建模型,估算了2018-2021年归一化植被指数(Normalize Difference Vegetation Index,NDVI)模型提取的冬小麦面积,获取其... 为获取当地精准、详实的冬小麦空间信息,为冬小麦种植区域规划提供技术支撑,本文基于多时间序列的归一化植被指数构建模型,估算了2018-2021年归一化植被指数(Normalize Difference Vegetation Index,NDVI)模型提取的冬小麦面积,获取其时空分布情况,并参考农业数据进行精度评定,研究了多时相指数模型与黄土高原冬小麦的相关性,探讨了多时相归一化植被指数模型对冬小麦提取的可行性。结果表明:①基于多时相NDVI模型,利用随机森林算法提取冬小麦具有较高精度。每年2、4、6月(越冬期、拔节期、乳熟期)为冬小麦识别的关键期,其构建的指数模型提取效果最佳。②单期遥感影像容易受到同期植被的干扰,多时相指数模型可以有效提高冬小麦提取的精度。分别对2018-2021年冬小麦提取,对提取结果进行检验,总体精度分别为91.16%、90.35%、94.26%。③基于Sentinel-2影像数据的甘谷县提取结果,近3年冬小麦种植面积整体呈现平稳态势。种植的时空分布上看,冬小麦主要集中于甘谷县中部断陷河谷地区,南北山区向中部种植区域逐渐增加,且分布在海拔在2036 m以下山地的特点。因此,基于合成指数模型对冬小麦耕种范围提取方法具有可行性,可以有效提取冬小麦的空间信息,证明了利用该方法可有效获取黄土高原冬小麦空间分布情况,并为当地的冬小麦遥感种植时空变化监测研究提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 遥感图像识别 冬小麦 空间变化监测
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石羊河流域水分利用效率及其对饱和水汽压差的响应 被引量:5
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作者 王大为 赵成章 +3 位作者 方锋 林婧婧 李丽丽 杨永明 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3090-3102,共13页
水分利用效率(WUE)是叶片通过光合作用调节水分生理过程的指标,是联系生态系统碳循环与水循环关系的关键,反映了植被生态系统对立地环境快速调整和资源的变化适应策略。基于卫星遥感和地面观测数据,利用光能利用率模型和蒸散发经验估算... 水分利用效率(WUE)是叶片通过光合作用调节水分生理过程的指标,是联系生态系统碳循环与水循环关系的关键,反映了植被生态系统对立地环境快速调整和资源的变化适应策略。基于卫星遥感和地面观测数据,利用光能利用率模型和蒸散发经验估算模型,模拟石羊河流域2000—2019年植被总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)数据,估算2000—2019年不同植被类型的WUE空间分布特征,研究GPP/ET/WUE与饱和水汽压差(VPD)的相关性,探讨干旱区不同类型植被对水分利用及胁迫的适应策略。结果表明:(1)2000—2019年石羊河流域植被WUE、GPP和ET的平均值分别为0.80 gC m^(-2)mm^(-1)、256.52 gC/m2和302.52 mm,其三者的空间分布特征表现为“南高北低”,即由流域源头至下游逐渐减少的空间分布。(2)近20年内,流域内WUE、GPP和ET的变化率的平均值分别为0.017 gC m^(-2)mm^(-1)a^(-1),6.99 gC m-2a^(-1)和3.80 mm/a,流域总体呈现波动上升的趋势,但城区和民勤耕地-荒漠交接区呈不同程度的减少趋势。(3)流域内不同类型植被的WUE平均值关系为:森林>农作物>草地>灌丛>荒漠植被>湿地植被,WUE增加速度的平均值关系为:农作物>森林>草地>灌丛>荒漠植被>湿地植被,与GPP基本一致,其中ET在灌丛、荒漠植被、湿地植被地区呈现降低趋势。(4)研究区内GPP/ET/WUE与VPD相关性的空间分布特征与石羊河径流方向具有高度一致性,WUE与VPD相关性分布特征受土地利用以及径流方向影响显著。WUE与VPD呈正相关的区域主要分布在河西走廊绿洲东部和荒漠区东部,呈负相关区域主要分布在祁连山高海拔地区、河西走廊绿洲中部和荒漠区西部。因此,正确揭示内陆河植被GPP/ET/WUE的空间分异以及变化趋势及其对驱动因素VPD的响应,是了解流域尺度中干旱区植被对全球干旱加剧的适应性策略前提,进而为生态保护提供决策服务。 展开更多
关键词 水分利用效率 植被总初级生产力 蒸散发 植被类型 饱和水汽压差 相关性 石羊河
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不同强度平茬对柠条生长及养分归还的影响 被引量:5
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作者 李金山 马旭君 +4 位作者 吴晶 曲浩 程小云 李丽丽 王新源 《西部林业科学》 CAS 北大核心 2023年第1期57-63,共7页
为柠条平茬复壮提供依据,对乌拉特荒漠草原6龄株柠条进行1/3、1/2和100%(刈割)3种不同高度平茬处理,测定其生长特征指标(高度、盖度、新生枝数量、新生枝含水量与鲜重),并将其平茬下来的鲜枝叶装入网袋内,以监测其养分归还能力。结果显... 为柠条平茬复壮提供依据,对乌拉特荒漠草原6龄株柠条进行1/3、1/2和100%(刈割)3种不同高度平茬处理,测定其生长特征指标(高度、盖度、新生枝数量、新生枝含水量与鲜重),并将其平茬下来的鲜枝叶装入网袋内,以监测其养分归还能力。结果显示:(1)植株生长方面,1/3和1/2高度的平茬未对柠条的生长状态产生负面影响,而其盖度在短期内得到显著提升,其新生枝在以不牺牲含水量为前提的情况下数量显著增加,刈割则不能使其生长获益,属于过度平茬。(2)土壤养分方面,1/3平茬对土壤氮和磷的归还力显著高于对照和另外两种处理,而刈割是增加土壤速效钾含量的最佳措施。研究结果提示,在荒漠草原退化草地恢复的实际工作中,对柠条进行1/3高度平茬最有利于其进行二次萌蘖与更新复壮,并可以最大程度的发挥其养分归还效应。 展开更多
关键词 柠条 平茬 荒漠草原 新生枝 土壤养分
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基于多时相植被指数的云南高原山地冬小麦识别与研究
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作者 杨永明 牛昱杰 +2 位作者 安卫国 郭钰 颜定飞 《农业工程》 2023年第9期38-47,共10页
粮食安全是最根本的民生问题,云、雾等自然因素是影响遥感种植监测的主要因素之一,因此获取精准、高效的耕地种植监测信息对保障当地粮农安全、粮食估产及面积估算具有重要意义。在利用多时相植被指数(Multi-period Vegetation Index,... 粮食安全是最根本的民生问题,云、雾等自然因素是影响遥感种植监测的主要因素之一,因此获取精准、高效的耕地种植监测信息对保障当地粮农安全、粮食估产及面积估算具有重要意义。在利用多时相植被指数(Multi-period Vegetation Index,以下简称植被MVI)合成模型的构建、农作物特征与耕地信息的可分离性两方面对高原山地农作物耕地面积提取的研究较少。该研究基于哨兵2(Sentinel-2)数据,构建了多时相植被指数合成模型,估算了2020—2021年归一化差异植被指数(Normalize Difference Vegetation Index,以下简称植被NDVI)、增强植被指数(Enhanced Vegetation Index,以下简称植被EVI)和红绿叶绿素植被指数(Red-Edge ChlorophyII Vegetation Index,以下简称植被RECI)3种植被指数的提取结果,研究了预测模型与高原山地农作物的相关性,探讨了不同植被指数模型对农作物的识别精度。结果表明:①多时相植被NDVI模型相较植被EVI和植被RECI对冬小麦面积提取精度更高,与云南高原山地冬小麦相关性最强,用户精度约为93.28%;②利用三期NDVI组合与2期植被NDVI组合均可对冬小麦精准提取,但3期植被NDVI模型提取精度更高。利用多时相植被NDVI模型对冬小麦种植面积的精准预测,证明了该模型可有效适用于云南高原山地冬小麦,并为当地冬小麦面积的预测提供了数据支撑。 展开更多
关键词 植被指数 云南高原 山地冬小麦 多时相植被指数合成模型 哨兵-2
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