文献类型：期刊文章

作　　者：彭龙康[1,2] 刘励聪[1,2] 陈学泓[1,2] 陈晋[1,2] 曹鑫[1,2] 邱岳安[1,2]

PENG Longkang;LIU Licong;CHEN Xuehong;CHEN Jin;CAO Xin;QIU Yuean(State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology,Faculty of Geographical Science,Beijing Normal University,Beijing 100875,China;Beijing Engineering Research Center for Globe Land Remote Sensing Products,Faculty of Geographical Science,Beijing Normal University,Beijing 100875,China)

机构地区：[1]北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875 [2]北京师范大学地理科学学部北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心,北京100875

出　　处：《遥感学报》

基　　金：国家自然科学基金(编号:41871224)。

年　　份：2021

卷　　号：25

期　　号：5

起止页码：1169-1186

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2020、CSCD、CSCD2021_2022、EI、IC、JST、PROQUEST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：近年来,深度学习算法得到了长足的发展,并开始应用于云检测。但是深度神经网络模型参数众多,依赖大量训练样本,因此理解其泛化性能对于深度学习在不同遥感影像的实际应用具有重要的参考价值。本文以深度语义分割算法DeepLabv3+为例,以一组广泛使用的云标记数据集"L8 Biome"为验证数据,探讨该算法用于云检测时在不同的地表景观、空间分辨率和光谱波段组合的遥感影像上的泛化性能。云标记数据集"L8Biome"包含96景具有全球代表性的Landsat 8 OLI影像及相应的人工云掩膜,被广泛用于测试云和云阴影检测算法性能。首先,利用Landsat 8 OLI云标记数据集"L8 Biome",构建不同类型景观、不同空间分辨率、不同波段组合的训练影像集和测试影像集;其次基于不同训练样本集和测试集,评估了DeepLabv3+算法在不同情况下的云检测精度,并与Fmask算法作对比分析。研究结果表明:(1)使用全混合景观类型的训练集训练出来的云检测网络在总体检测精度(92.81%)与稳定度(标准差12.08%)上都优于使用单一景观类型的训练集训练得到的云检测网络,也优于Fmask的总体精度(88.75%)与稳定度(标准差17.34%),说明在构建深度学习算法的训练集时,应该尽可能包含多类型的地表景观;(2)将全混合景观训练集中剔除一类景观的样本(冰/雪景观除外)构建的"混合-1"训练集与全混合景观训练集训练的DeepLabv3+网络的云检测精度也相差不大,说明现有训练样本集已具备较强的景观泛化能力;(3)基于30 m空间分辨率的全混合景观训练样本集训练得到的DeepLabv3+云检测网络在不同分辨率(30 m、60 m、120 m、240 m)的测试集上云检测精度差异不大,都取得较好的效果,说明DeepLabv3+能够泛化应用于不同空间分辨率的遥感影像,相反Fmask直接应用于低分辨率影像时精度明显下降;(4)DeepLabv3+能充分自适应不同波段的信息用于云

关 键 词：深度学习  云检测 DeepLabv3+  泛化性能 地表景观  光谱波段组合  空间分辨率

分 类 号：TP751]