玉米是全球最重要的糧食作物之一,也是我國(guó)的第一大糧食作物。中國(guó)北方地區(qū)是玉米的主要產(chǎn)區(qū),由于氣溫和降水分布等變化,干旱成為這些區(qū)域中影響玉米產(chǎn)量的重要因素。隨著農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理要求的不斷提高,準(zhǔn)確、高效的識(shí)別玉米旱災(zāi)等級(jí)具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的農(nóng)作物旱災(zāi)識(shí)別方法多使用衛(wèi)星多光譜遙感影像計(jì)算植被指數(shù)獲得干旱情況,然而受天氣、過(guò)境時(shí)間、空間分辨率低等多種因素限制,衛(wèi)星影像在時(shí)效性和準(zhǔn)確性上并不能令人滿意。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展,操作便捷、靈活有效地獲取超高分辨率遙感影像變?yōu)榭赡?在近年來(lái)為很多農(nóng)業(yè)問(wèn)題的解決提供了新的思路。而隨著深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的提出使遙感影像語(yǔ)義分割任務(wù)的精確度得到了進(jìn)一步提升。本文使用無(wú)人機(jī)遙感影像,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種面向玉米旱災(zāi)進(jìn)行識(shí)別和分級(jí)的深度學(xué)習(xí)語(yǔ)義分割方法,本文的具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)本文首先分析總結(jié)了傳統(tǒng)旱災(zāi)識(shí)別方法,針對(duì)農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)中的實(shí)際需求,提出一種面向四波段無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)的玉米旱災(zāi)標(biāo)簽生成方法。無(wú)人機(jī)采集到紅綠藍(lán)(RGB)+近紅外(NIR)四通道影像后,將其中紅色與近紅外兩個(gè)波段計(jì)算出的歸一化植被指數(shù)(NDVI)進(jìn)行一定輪次的均值平滑處理后,由專家評(píng)估劃定災(zāi)害等級(jí)所對(duì)應(yīng)的指數(shù)范圍,從而生成標(biāo)簽。(2)以RGB三個(gè)通道作為網(wǎng)絡(luò)的輸入,使用專家評(píng)估的地面真實(shí)標(biāo)簽對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行監(jiān)督訓(xùn)練,驗(yàn)證了使用深度學(xué)習(xí)模型在消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)影像上進(jìn)行災(zāi)害等級(jí)劃分的可行性。(3)為了提高分割結(jié)果的精度,在U-Net網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列的優(yōu)化與改進(jìn)。在下采樣部分使用SE-ResNeXt-50作為骨干網(wǎng)絡(luò)、增加空洞金字塔池化(Atrous Spatial Pyramid Pooling,ASPP)結(jié)構(gòu)來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)多尺度特征的識(shí)別能力,使用Jaccard loss代替?zhèn)鹘y(tǒng)的交叉熵(Categorical Cross Entropy,CCE)作為損失函數(shù),并使用轉(zhuǎn)置卷積作為上采樣方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,本文的方法能夠達(dá)到較高的準(zhǔn)確度和比較好的泛化性,在測(cè)試集上F1-score達(dá)到0.9034,Jaccard系數(shù)達(dá)到0.8287。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S513;S423;S127
【部分圖文】：

用于農(nóng)業(yè)檢測(cè)的大疆無(wú)人機(jī)精靈4及地面站【圖源1】

LeNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

離散卷積不同參數(shù)效果
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 敬小東;魯恒;許輝熙;張鐳漓;;無(wú)人機(jī)影像區(qū)域網(wǎng)平差精度研究[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2014年06期

2 何敬;李永樹;;無(wú)人機(jī)航線規(guī)劃參數(shù)分析研究[J];資源與人居環(huán)境;2013年10期

3 唐敏;李永樹;何敬;;無(wú)地面控制點(diǎn)無(wú)人機(jī)影像的相對(duì)定向方法[J];西南交通大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

4 林志瑋;涂偉豪;黃嘉航;丁啟祿;劉金福;;深度語(yǔ)義分割的無(wú)人機(jī)圖像植被識(shí)別[J];山地學(xué)報(bào);2018年06期

5 項(xiàng)陽(yáng);;基于深度學(xué)習(xí)的無(wú)人機(jī)影像車輛識(shí)別[J];信息與電腦(理論版);2018年09期

6 陽(yáng)成;;基于深度學(xué)習(xí)理論的無(wú)人機(jī)影像分類[J];北京測(cè)繪;2020年04期

7 劉玉潔;崔鐵軍;郭繼發(fā);劉朋飛;;無(wú)人機(jī)航攝大比例尺測(cè)圖的關(guān)鍵技術(shù)分析[J];天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年02期

8 張歡;顧行發(fā);李玉霞;余濤;謝東海;吳俁;;無(wú)人機(jī)影像自動(dòng)快速拼接研究及實(shí)現(xiàn)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2012年10期

9 李毅;龔建華;洪宇;宋宜全;;支持無(wú)人機(jī)遙感影像的場(chǎng)景多樹組織與跨源調(diào)度技術(shù)[J];高技術(shù)通訊;2009年09期

10 王志勇;袁德勝;孫小龍;;基于無(wú)人機(jī)影像技術(shù)的施工實(shí)景可視化管理[J];項(xiàng)目管理技術(shù);2020年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 邵朋院;大尺度變參數(shù)無(wú)人機(jī)魯棒變?cè)鲆婵刂品椒ㄑ芯縖D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

2 徐博;植保無(wú)人機(jī)航線規(guī)劃方法研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

3 喜文飛;滇東北山區(qū)無(wú)人機(jī)遙感影像預(yù)處理方法及滑坡特征識(shí)別研究[D];云南師范大學(xué);2019年

4 趙搏欣;無(wú)人機(jī)低成本微小型自主定位系統(tǒng)技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

5 唐晏;基于無(wú)人機(jī)采集圖像的植被識(shí)別方法研究[D];成都理工大學(xué);2014年

6 劉篤晉;面向植被識(shí)別的無(wú)人機(jī)圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2016年

7 關(guān)永亮;復(fù)合材料無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)和飛行動(dòng)力學(xué)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所;2017年

8 王國(guó)芳;專家知識(shí)輔助的強(qiáng)化學(xué)習(xí)研究及其在無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2017年

9 陳少飛;無(wú)人機(jī)集群系統(tǒng)偵察監(jiān)視任務(wù)規(guī)劃方法[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

10 魯恒;利用無(wú)人機(jī)影像進(jìn)行土地利用快速巡查的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D];西南交通大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉暢;基于語(yǔ)義分割的無(wú)人機(jī)影像的玉米旱災(zāi)識(shí)別與分級(jí)[D];吉林大學(xué);2020年

2 張文博;無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在土地綜合整治中的應(yīng)用研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2013年

3 任志明;無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)在成都平原信息快速獲取中的應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2011年

4 賈金寸;基于深度學(xué)習(xí)的無(wú)人機(jī)俯拍車輛的檢測(cè)與識(shí)別[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2020年

5 李鋒;應(yīng)用無(wú)人機(jī)影像查證區(qū)域建筑物變化技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2019年

6 何少林;基于無(wú)人機(jī)遙感影像的土地信息提取及專題圖制作研究[D];西南交通大學(xué);2013年

7 李軍;基于地震災(zāi)區(qū)無(wú)人機(jī)遙感的地形圖制作及三維重建技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

8 張遷遷;無(wú)人機(jī)飛行的風(fēng)險(xiǎn)及其公法規(guī)制[D];安徽大學(xué);2020年

9 趙怡琳;基于專利分析的全球民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)及應(yīng)對(duì)研究[D];重慶理工大學(xué);2020年

10 岳高峰;反恐防暴無(wú)人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];沈陽(yáng)大學(xué);2020年

本文編號(hào)：2888719