基于高分遙感影像的草原生態(tài)狀況智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-30 07:11
高分遙感技術(shù)具有長(zhǎng)時(shí)效、高分辨率、大幅寬和效能高等優(yōu)勢(shì)。近年來隨著高分遙感技術(shù)的發(fā)展,為草地分類、草地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、國(guó)家重大草地生態(tài)建設(shè)工程的規(guī)劃和草地資源與生態(tài)研究等多個(gè)領(lǐng)域提供了大量、快速和精確的數(shù)據(jù)。長(zhǎng)久以來,草原生態(tài)系統(tǒng)受到外部和內(nèi)部雙重因素的影響,導(dǎo)致草原生態(tài)退化和草原承載力的減弱。國(guó)家提出建立草原生態(tài)獎(jiǎng)補(bǔ)機(jī)制和一系列草原生態(tài)環(huán)境司法保護(hù)政策,在實(shí)施的過程中存在執(zhí)行疏漏和監(jiān)管乏力等問題。針對(duì)目前草原生態(tài)狀況監(jiān)測(cè)過程中的成本高、任務(wù)重和周期長(zhǎng)等困難,研究開發(fā)一種基于高分遙感影像的草原生態(tài)狀況智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)草原地表覆蓋物的空間分布、時(shí)間演變和相互作用規(guī)律進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,反映不同階段因氣候變化或人類活動(dòng)引起的演化與變遷,并模擬、預(yù)測(cè)未來的演化趨勢(shì)。在一定程度上減少成本,提高效率和精度,有效的進(jìn)行分析、決策。本文的研究數(shù)據(jù)為同一地區(qū)、固定時(shí)間拍攝的5年的高分遙感影像。主要工作內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)構(gòu)建分級(jí)感知模型。對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理后的圖像利用VGG19遷移學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練分類模型,按照研究區(qū)域的實(shí)際情況分為邊緣、沙地、草地、林地和道路類,再利用混淆矩陣來評(píng)價(jià)分類模型的分類效果。(2)設(shè)計(jì)構(gòu)建分層感...
【文章來源】:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文82.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案本文以草原高分遙感影像作為數(shù)據(jù)源,針對(duì)草原生態(tài)的宏觀調(diào)控研究開發(fā)草原生態(tài)狀況智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用遷移學(xué)習(xí)算法對(duì)草原地表覆蓋進(jìn)行分類,獲取區(qū)域的地表覆蓋類型、面積和動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì),利用不同的圖像分割算法分層處理并計(jì)算草地、林地和沙地的面積,對(duì)草原地理覆蓋物的空間分布、時(shí)間演變和相互作用規(guī)律進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,構(gòu)建數(shù)據(jù)完整、內(nèi)容齊全的草原生態(tài)狀況基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,調(diào)查氣象與人文信息,分析影響生態(tài)狀況的因素,反映不同階段因氣候變化或人類活動(dòng)引起的演化與變遷,并模擬、預(yù)測(cè)未來的演化趨勢(shì)。圖2-1系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.2-1Systemarchitecturediagram圖2-1為系統(tǒng)架構(gòu)圖,其中數(shù)據(jù)處理層是核心基礎(chǔ),包括三個(gè)基本模型,分類感知模型、分層感知模型和分析決策模型。設(shè)計(jì)構(gòu)建的3類感知模型說明如下:(1)分類感知模型是對(duì)預(yù)處理的圖像利用遷移學(xué)習(xí)算法建立分類模型,按照研究區(qū)域的實(shí)際情況、當(dāng)前受外力影響最大和改變最快原則,將其分為邊緣、沙地、草地、林地和道路類;(2)分層感知模型是對(duì)不同類的圖像選擇最優(yōu)的圖像分割算法進(jìn)行自動(dòng)分
沙化的變化趨勢(shì);(3)分析決策模型是將分層處理的圖像與往年的圖像進(jìn)行比對(duì),將草地生態(tài)的時(shí)間演化過程可視化,根據(jù)各類數(shù)量的變化,從宏觀角度把握草原的草地、土地荒漠化、林地的面積變化和道路增減對(duì)植被的破壞等來評(píng)價(jià)當(dāng)前研究區(qū)域的生態(tài)狀況,計(jì)算生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)并對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè),最后結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層的氣象信息和圖像數(shù)據(jù)完成生態(tài)狀況的整體評(píng)價(jià)。最后將分步實(shí)現(xiàn)的模型、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中,通過交互界面實(shí)現(xiàn)草原生態(tài)狀況的數(shù)據(jù)集中管理和分析評(píng)價(jià)。圖 2-2 系統(tǒng)功能框圖。說明系統(tǒng)運(yùn)用的核心處理模型和實(shí)現(xiàn)的基本功能,展示草原生態(tài)監(jiān)測(cè)的基本框架和體系。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)Canny邊緣檢測(cè)的遙感影像分割[J]. 劉麗霞,李寶文,王陽萍,楊景玉. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(12)
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和高分辨率影像的濕地群落遙感分類——以洪河濕地為例[J]. 孟祥銳,張樹清,臧淑英. 地理科學(xué). 2018(11)
[3]一種玉米雄穗圖像分割方法[J]. 茅正沖,劉永娟. 控制工程. 2018(10)
[4]混凝土路面裂縫的骨架提取算法[J]. 安世全,徐夢(mèng)茹,瞿中. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2018(10)
[5]遙感圖像分類方法綜述[J]. 張?jiān)?楊海濤,袁春慧. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[6]基于雙自適應(yīng)遺傳算法的Otsu圖像分割研究[J]. 廖延娜,李夢(mèng)君. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2018(06)
[7]基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的西藏草原生態(tài)保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張衛(wèi)江,周龍. 高原農(nóng)業(yè). 2018(03)
[8]針對(duì)高分四號(hào)衛(wèi)星影像的邊緣檢測(cè)技術(shù)[J]. 郭敬,吉長(zhǎng)東,楊健,孟慶巖. 遙感信息. 2018(03)
[9]計(jì)算機(jī)技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用分析[J]. 張璋. 才智. 2018(16)
[10]以“美麗中國(guó)”法理念提升草原生態(tài)環(huán)境法治體系[J]. 王子龍. 草原與草坪. 2018(02)
博士論文
[1]序列遙感影像異常檢測(cè)的時(shí)空模型研究與應(yīng)用[D]. 劉曉奕.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所) 2018
[2]中國(guó)北方荒漠化遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與定量評(píng)估研究[D]. 郭強(qiáng).中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所) 2018
[3]荒漠化評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)研究——以鹽池縣荒漠化評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)為例[D]. 張克斌.北京林業(yè)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的高分辨率遙感影像道路自動(dòng)提取研究[D]. 鐘傳琦.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于特征的遙感圖像自動(dòng)配準(zhǔn)與變化檢測(cè)研究[D]. 李思湉.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]遷移學(xué)習(xí)在圖像分類中的應(yīng)用研究[D]. 吳國(guó)琴.安徽大學(xué) 2017
[4]線性回歸模型的總體最小二乘平差算法及其應(yīng)用研究[D]. 汪奇生.昆明理工大學(xué) 2014
[5]內(nèi)蒙古荒漠草原生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[D]. 馬治華.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2008
本文編號(hào):3466300
【文章來源】:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:98 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文82.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方案本文以草原高分遙感影像作為數(shù)據(jù)源,針對(duì)草原生態(tài)的宏觀調(diào)控研究開發(fā)草原生態(tài)狀況智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用遷移學(xué)習(xí)算法對(duì)草原地表覆蓋進(jìn)行分類,獲取區(qū)域的地表覆蓋類型、面積和動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì),利用不同的圖像分割算法分層處理并計(jì)算草地、林地和沙地的面積,對(duì)草原地理覆蓋物的空間分布、時(shí)間演變和相互作用規(guī)律進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,構(gòu)建數(shù)據(jù)完整、內(nèi)容齊全的草原生態(tài)狀況基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫,調(diào)查氣象與人文信息,分析影響生態(tài)狀況的因素,反映不同階段因氣候變化或人類活動(dòng)引起的演化與變遷,并模擬、預(yù)測(cè)未來的演化趨勢(shì)。圖2-1系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.2-1Systemarchitecturediagram圖2-1為系統(tǒng)架構(gòu)圖,其中數(shù)據(jù)處理層是核心基礎(chǔ),包括三個(gè)基本模型,分類感知模型、分層感知模型和分析決策模型。設(shè)計(jì)構(gòu)建的3類感知模型說明如下:(1)分類感知模型是對(duì)預(yù)處理的圖像利用遷移學(xué)習(xí)算法建立分類模型,按照研究區(qū)域的實(shí)際情況、當(dāng)前受外力影響最大和改變最快原則,將其分為邊緣、沙地、草地、林地和道路類;(2)分層感知模型是對(duì)不同類的圖像選擇最優(yōu)的圖像分割算法進(jìn)行自動(dòng)分
沙化的變化趨勢(shì);(3)分析決策模型是將分層處理的圖像與往年的圖像進(jìn)行比對(duì),將草地生態(tài)的時(shí)間演化過程可視化,根據(jù)各類數(shù)量的變化,從宏觀角度把握草原的草地、土地荒漠化、林地的面積變化和道路增減對(duì)植被的破壞等來評(píng)價(jià)當(dāng)前研究區(qū)域的生態(tài)狀況,計(jì)算生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)并對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè),最后結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層的氣象信息和圖像數(shù)據(jù)完成生態(tài)狀況的整體評(píng)價(jià)。最后將分步實(shí)現(xiàn)的模型、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中,通過交互界面實(shí)現(xiàn)草原生態(tài)狀況的數(shù)據(jù)集中管理和分析評(píng)價(jià)。圖 2-2 系統(tǒng)功能框圖。說明系統(tǒng)運(yùn)用的核心處理模型和實(shí)現(xiàn)的基本功能,展示草原生態(tài)監(jiān)測(cè)的基本框架和體系。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]改進(jìn)Canny邊緣檢測(cè)的遙感影像分割[J]. 劉麗霞,李寶文,王陽萍,楊景玉. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2019(12)
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和高分辨率影像的濕地群落遙感分類——以洪河濕地為例[J]. 孟祥銳,張樹清,臧淑英. 地理科學(xué). 2018(11)
[3]一種玉米雄穗圖像分割方法[J]. 茅正沖,劉永娟. 控制工程. 2018(10)
[4]混凝土路面裂縫的骨架提取算法[J]. 安世全,徐夢(mèng)茹,瞿中. 計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2018(10)
[5]遙感圖像分類方法綜述[J]. 張?jiān)?楊海濤,袁春慧. 兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[6]基于雙自適應(yīng)遺傳算法的Otsu圖像分割研究[J]. 廖延娜,李夢(mèng)君. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2018(06)
[7]基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的西藏草原生態(tài)保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 張衛(wèi)江,周龍. 高原農(nóng)業(yè). 2018(03)
[8]針對(duì)高分四號(hào)衛(wèi)星影像的邊緣檢測(cè)技術(shù)[J]. 郭敬,吉長(zhǎng)東,楊健,孟慶巖. 遙感信息. 2018(03)
[9]計(jì)算機(jī)技術(shù)在圖像處理中的應(yīng)用分析[J]. 張璋. 才智. 2018(16)
[10]以“美麗中國(guó)”法理念提升草原生態(tài)環(huán)境法治體系[J]. 王子龍. 草原與草坪. 2018(02)
博士論文
[1]序列遙感影像異常檢測(cè)的時(shí)空模型研究與應(yīng)用[D]. 劉曉奕.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所) 2018
[2]中國(guó)北方荒漠化遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與定量評(píng)估研究[D]. 郭強(qiáng).中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所) 2018
[3]荒漠化評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)研究——以鹽池縣荒漠化評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)為例[D]. 張克斌.北京林業(yè)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的高分辨率遙感影像道路自動(dòng)提取研究[D]. 鐘傳琦.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于特征的遙感圖像自動(dòng)配準(zhǔn)與變化檢測(cè)研究[D]. 李思湉.西安電子科技大學(xué) 2017
[3]遷移學(xué)習(xí)在圖像分類中的應(yīng)用研究[D]. 吳國(guó)琴.安徽大學(xué) 2017
[4]線性回歸模型的總體最小二乘平差算法及其應(yīng)用研究[D]. 汪奇生.昆明理工大學(xué) 2014
[5]內(nèi)蒙古荒漠草原生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[D]. 馬治華.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2008
本文編號(hào):3466300
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