欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2020111215661
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-04
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,包括:

S1.将全部波段的原始影像导入ENVI,进行主成分分析,使相关性强的波段转换为相关性弱的波段,相关性弱的波段作为主成分;

S2.将不同的主成分进行多种组合,每种组合均合成一幅多波段遥感影像,把多波段遥感影像分别输入U-net网络进行试验,确定能获得最好水体分类效果的多波段遥感影像,称为最优遥感影像;

S3.对最优遥感影像进行水体目视解译、使用ENVI勾画感兴趣区域、标注水体,形成标签数据;

S4.将最优遥感影像划分为训练数据和测试数据,训练数据中一部分数据作为验证集;

对标签数据作出与S4中最优遥感影像相同方式的划分;

S5.将所有训练数据输入U-net神经网络进行训练,经过卷积操作和最大池化的下采样操作,获得第一次水体特征;经过卷积操作和上采样操作,获得第二次水体特征;将上述两次水体特征进行连接,提取最终的水体特征;将最终水体特征与真实水体特征进行对比,不断优化网络参数,使U-net神经网络输出的水体和真实水体不断接近,完成对U-net神经网络的训练;

S6.将最优遥感影像的测试数据输入训练后的U-net神经网络,得到输出影像;将输出影像进行阈值分割、拼接,还原至原始大小;

S7.把还原至原始大小的输出影像与标签数据中的测试数据进行对比,评价精细水体提取的精度。

2.根据权利要求1所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S1中原始影像格式为.tiff,进行主成分分析时使用的参数为协方差矩阵,过程为:建立一个原点为数据均值的坐标系统,通过坐标轴的旋转使数据的方差达到最大,生成互不相关的输出波段。

3.根据权利要求2所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S1中,形成主成分后ENVI按照以下顺序输出:第一主成分方差最大,第二主成分方差第二大,以此类推,最后的主成分方差最小。

4.根据权利要求1所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S3中,标签数据设置水体值为1,非水体值为0。

5.根据权利要求1所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S4中,验证集不参与训练,用于计算训练完成后U-net神经网络的精度。

6.根据权利要求1所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S5执行前,将最优遥感影像的训练数据、对应标签数据的训练数据进行分割,输出64*

64的影像,作为步骤S5中的训练数据。

7.根据权利要求6所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S5中,对U-net神经网络进行加深处理,加深后包含了3×3的卷积层、2×2的下采样层、

2×2的上采样层和跳跃连接层,卷积操作执行后,使用Relu激活函数。

8.根据权利要求7所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S5中,U-net神经网络的设置使用Adam优化器,对学习率进行动态设置;U-net神经网络的每一层都使用随机失活的方法防止过拟合、使用批标准化防止梯度消失。

9.根据权利要求8所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S5中,将U-net神经网络训练所用的世代分为若干批次,一个批次训练完成后分别输出训练精度、验证精度,若有一定量世代的精度连续维持在90%以上且不发生大的改变,则停止U-net神经网络的训练。

10.根据权利要求1所述的基于U-net神经网络的精细水体提取方法,其特征在于,所述步骤S6执行前,将最优遥感影像的测试数据分割成64*64的影像;所述阈值分割中,值大于

0.1的赋值为1,表示水体,其余的赋值为0,表示非水体;步骤S7中,以回召率和准确率作为精度评价标准:回召率=(神经网络正确识别出水体的像素个数)/(实际水体像素个数),准确率=(神经网络正确识别出水体的像素个数)/(神经网络识别出水体的像素总个数)。