基于深度学习的高光谱影像分类方法研究

针对高光谱影像分类方法精度不足的问题,提出一种基于空间-频谱变换（Spectral-Spatial Transformer,SST）网络的高光谱影像分类方法。首先,将高光谱影像预处理为一维特征向量。然后,设计了具有光谱-空间注意力模块和池化残差模块的SST高光谱影像分类网络。本文所提出的分类方法在Indian Pines数据集和Pavia University数据集上的总体分类精度分别为98.67%和99.87%,表明此方法具有较高的分类精度,为高光谱影像分类及应用提供了一种新方案。     

基于空谱联合的高光谱图像分类方法现状与展望

高光谱成像技术在近十几年里实现了飞跃式的发展。高光谱图像分类的应用受到广泛关注,其分类精度的提升是当前研究的重点。高光谱图像分类是利用不同地物的诊断性吸收特征区分地物类别。传统的高光谱图像分类仅利用图像的光谱特征,分类效果不明显。近些年的研究表明,同时分析地物光谱特征和空间分布能有效提升分类精度。首先总结了众多空谱联合分类方法,依据空谱信息融合阶段的不同,将空谱联合分类分为预处理的分类、综合处理的分类和后处理的分类,简要介绍了深度学习在空谱联合分类中的实现方法,最后对空谱联合分类的研究前景进行了展望。     

基于高光谱SMPI法的草原地表微斑块识别与分类

草原地表微斑块特指在高光谱图像上荒漠化草原 鼠洞、裸土和植被所表现出的斑块。这些是评价草 原退化的重要指标。地表微斑块的识别与分类是基于遥感草原退化监测与评价研究的基础性 的工作,对草 原区域性规划、系统恢复与重建理起到至关重要的作用。由于高光谱采集及分析诸多方面的 原因,目前地 表微斑块高光谱的识别研究较少。本研究首次以荒漠化草原实地地表微斑块为研究对象采集 高光谱数据, 提出了SMPI法(Surface Mini-Patch Index,地表微斑块指数法),实现了草原地表微斑 块的高精度识别与 分类。研究结果表明,SMPI法可将荒漠化草原地表微斑块进行高精度识别与分类,通过Kapp a系数验证, 整体验证精度高于96%。此研究为无人机或低空遥感进行草原退化监测与定量反演提供了基 础。     

一种基于可变形卷积的高光谱图像分类算法

随着深度学习的不断发展,基于深度学习的机器 视觉方法被广泛应用,其中,卷积神 经网络(convolutional neural network,CNN)对高光谱图像(hyperspectral imagery,HSI ) 分类有着显著的效果。传统卷积网络中卷积核的采样位置是固定的,不能根据HSI中复杂的 空间结构而改变,忽略了数据在空间分布上的特征,为了提高高光谱图像分类在实际应用中 的性能,本文提出了一种基于可变形卷积的高光谱图像分类方法,考虑到HSI高维度的特性 , 将可变形卷积从2D引伸到3D,从而更好地提取3D空间上的特征。本文结合双分支双注意机制网络(double- branch dual-attention mechanism network,DBDA)的网络结构和3D可变形卷积,在Indi an Pines(IP)和Botswana(BS)2个数据集上进行了实验。实验结果表明,本文的方法在 综合精度(overall accuracy, OA) 、平均精度(average accuracy, AA)、KAPPA评价标准上均获得了更好的分类准确 率,相较于次优算法,OA提高了0.15%—0.23%,AA提高了0.21%, KAPPA提高了0.000—0.001。     

高光谱遥感图像分类算法的研究

现如今高光谱图像分类广泛应用于遥感图像的分析。高光谱图像像素级分类是利用高光谱图像的主要特点——丰富的光谱信息,对地面物体进行逐像素的高精度类别划分。通过对高光谱遥感图像独特的高光谱信息分析,从算法研究方面,对目前高光谱图像的像素级分类的研究进展和对今后的研究方主要从辅助方法、机器学习方法、深度学习方法三个方面总结高光谱图像分类领域的研究现状。未来高光谱分类算法的发展方向将更好的结合高光谱图像的特性,形成完整的深度学习系统。     

基于深度信念网络的烟叶部位近红外光谱分类方法研究

近红外检测作为一种快速无损的检测方法得到广泛关注。但光谱中存在大量噪声以及光谱数据的高维度和非线性等特点影响了分类模型的准确率。将深信网络（DBN）的理论改进并引入光谱特征学习中,解决高维特征间非线性关系的学习问题,采用逐层训练策略和随机梯度上升法分别进行网络预训练和微调获得网络权值;并结合支持向量机（SVM）建立近红外光谱多分类模型DBN-SVM。与基于主成分分析的分类模型PCA-SVM和基于线性判别分析的LDA-SVM分类模型进行应用比较。结果表明:DBN-SVM算法能有效地学习高维数据中的内在结构和非线性关系,由该算法构建的模型具有良好的特征学习能力和分类识别能力,而且在稳健性、各类别的灵敏度和特效度也更优。     

基于3D卷积联合注意力机制的高光谱图像分类

由于高光谱图像存在较高的数据维数,会给分类过程带来一些困难。为了提高分类的准确率,提出了一种使用3D卷积联合注意力机制的高光谱图像分类方法。首先,将中心像素与周围相邻的其它像素进行配对,可以通过配对构成多组新的像素对,充分利用了像素之间的邻域相关性。接着,将像素对放入3D卷积联合注意力机制网络框架中进行分类,它能够对高光谱图像中的特征进行选择性的学习。最后,通过投票策略获得像素标签。实验是在两个真实的高光谱图像数据集上进行。结果表明,所提出的方法充分挖掘了高光谱图像的光谱空间特征,能有效地提高分类精度。     

基于邻域聚合与深度学习的小样本荒漠草原物种分类

随着气候变化和人类活动的影响,内蒙古草原逐渐荒漠化。为了解决传统地面调查的局限性,以及高光谱数据小样本分类难的问题。本文利用无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)高光谱遥感技术对荒漠草原物种进行数据采集,并提出一种邻域聚合算法结合深度学习的小样本分类方法。首先,通过遗传算法(genetic algorithm, GA)与最佳指数因子(optimum index factor, OIF)对高光谱数据进行波段选择;其次,构建高光谱数据邻域特征,采用邻域聚合算法对其进行邻域特征融合;最后,采用多层感知机(multilayr perceptron, MLP)对融合后的特征进行分类。结果表明,邻域聚合算法在每类地物只有10个样本的情况下总体精度可达93.41%,Kappa系数为0.912 0;并与SVM和多种深度学习模型对比,邻域聚合算法计算效率高、模型大小最小、分类精度最高。该方法的提出,满足草原物种识别要求,为草原生态系统的动态监测提供新方法。     

基于MSRA初始化卷积神经网络的草地牧草分类研究

草地牧草的分类与识别是草原研究与监测的重要环节,利用高光谱成像技术和卷积神经网络进行牧草种类的识别判断,为实现草地牧草自动分类与数字化治理提供了新的途径.本文提出了基于MSRA初始化卷积神经网络的草地牧草高光谱图像自动识别与分类的方法.主要过程包括图像预处理、裁剪、特征提取和识别分类四个环节,首先预处理采用改进的自适应...     

基于室内高光谱激光雷达的典型树种叶片光谱观测和分类

高光谱激光雷达综合了高光谱和激光雷达特征,可为植被生理生化参数提取提供更加精确的遥感探测,但其应用潜力尚未得到充分挖掘。以北京10个典型树种的单叶为样本,开展室内高光谱激光雷达的叶片观测试验,并进行树种分类研究,为未来高光谱激光雷达的林业应用提供基础。首先进行可调谐高光谱激光雷达(Hyperspectral LiDAR,HSL)叶片高光谱测量,并完成与ASD地物光谱仪所测数据对比实验;其次,应用随机森林方法实现10种叶片的分类研究,其输入的特征指数为融合全部波段、部分敏感波段的光谱指数。结果表明:(a)HSL在波段650～1000 nm (71个通道)内观测的叶片高光谱和ASD光谱一致(R~2=0.9525～0.9932,RMSE=0.0587);(b)只用原始波段反射率分类精度为78.31%,其中分类贡献率最大波段的是650～750 nm,使用此波段进行分类精度为94.18%,表明利用红边波段(650～750nm)进行树种分类是十分有效的;(c)对树种敏感的波段为680 nm、685 nm、690 nm、715 nm、720 nm、725 nm、730 nm;(d)结合敏感波段光谱指数与植被指数分类精度82.65%。该研究结果表明在单叶级别,利用高光谱激光雷达能够准确地反映目标叶片的光谱特征并且能有效进行树种分类;未来将可能在野外应用中精确提取目标的生理生化参数。     

基于时域调制域特征的IFF模式5信号识别

针对Mark XIIA系统模式5信号处理的需求,对模式5信号的格式和基本特征进行了分析,提出了一种基于模式5信号时域和调制域特征的识别方法。该方法通过提取模式5信号脉冲时域参数和对脉冲进行MSK解调,获取模式5前导脉冲时域参数脉宽和前导脉冲固有的16位MSK解调结果0111100010001001来完成模式5信号前导脉冲识别,并根据前导脉冲偏移值特点优化了模式5信号框架匹配算法流程,实现了模式5信号的识别处理。Matlab仿真和硬件实现验证了方法的有效性,当满足一定信噪比条件时,识别正确率可达100%。     

基于FSVM分类算法的动脉硬化病分类

本文主要对模糊支持向量机的模式分类算法进行研究,对模糊隶属度函数进行选择并计算隶属度值,并对是否患动脉硬化进行分类,实验表明基于模糊训练样本的支持向量机具有高的分类精度。     

基于CAE的二次开发分类整理与归纳研究

通用的CAE软件具有强大的工程应用能力和广泛的通用性,但同时也造成了软件通用性不强的特点。针对这一不足,常用CAE软件都提供了可扩展性平台,方便用户根据自身需要随时进行定制开发。文章围绕CAE软件二次开发展开论述,详细介绍了目前常用CAE软件的二次开发方法和思路并举例说明。     

基于ZigBee和GPS的草原牛群监测系统的设计

通过ZigBee技术、GPS定位追踪技术和远程无线通信技术,设计一款在没有人工干预的情况下,能自动监测草原牧场上牛群数量和牛群位置的系统,并提出一种提高系统监测准确率的策略。该设计不仅能解决牧民远距离统计牛群数量的问题,而且还通过GPS技术获取经纬度数据,根据这些经纬度数据估算出牛群在生长过程中走过的所有路程,为草原散养牛肉提供间接证明。