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基于无人机影像和深度学习技术的青海湖刚毛藻水华提取研究
1
作者
张娟
姚晓军
+3 位作者
陈进轩
张瑜轩
韩胜利
窦皓敏
《湖泊科学》
北大核心
2026年第1期129-141,I0014,I0015,共15页
受青藏高原气候暖湿化影响,青海湖新生湖滨带刚毛藻水华频繁暴发。以往刚毛藻水华提取研究主要依赖多源卫星遥感影像,但受限于影像空间分辨率和混合像元效应,难以精确捕捉刚毛藻水华的真实分布及其细节特征。本文利用低空无人机影像结合...
受青藏高原气候暖湿化影响,青海湖新生湖滨带刚毛藻水华频繁暴发。以往刚毛藻水华提取研究主要依赖多源卫星遥感影像,但受限于影像空间分辨率和混合像元效应,难以精确捕捉刚毛藻水华的真实分布及其细节特征。本文利用低空无人机影像结合Attention DeepLab V3+深度学习模型自动提取青海湖刚毛藻水华特征,对比分析其与光谱指数和机器学习方法的提取结果,并探讨无人机影像与光学卫星遥感影像提取结果的差异。结果表明:(1)Attention DeepLab V3+可在没有先验阈值情况下准确检测刚毛藻水华分布范围,模型的Kappa系数、精度、召回率和F1得分分别为0.985、0.969、0.983和0.976,表明识别能力较强。(2)与随机森林模型和红-绿-蓝浮游藻类指数相比,该模型Kappa系数和F1得分分别提高4.47%~29.75%和6.35%~34.02%,能够更好地适应复杂的刚毛藻水华分布特征,尤其是在边界细节呈现和空洞分离方面具有明显优势。(3)基于Landsat OLI-2和Sentinel-2 MSI等常用光学卫星遥感影像的提取结果存在高估青海湖刚毛藻水华面积的现象,前者平均相对误差值范围为65.28%~110.69%,后者平均相对误差值范围为5.5%~323.47%。本研究利用无人机影像的高分辨率优势,为准确评估青海湖刚毛藻水华的真实分布提供了技术支持,并为其他水体藻华特征的监测与追踪奠定了基础。
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关键词
青海湖
刚毛藻水华
attention
deeplab
v3
+
无人机影像
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职称材料
题名
基于无人机影像和深度学习技术的青海湖刚毛藻水华提取研究
1
作者
张娟
姚晓军
陈进轩
张瑜轩
韩胜利
窦皓敏
机构
西北师范大学地理与环境科学学院
青海湖国家级自然保护区管理局
中国科学院青海湖综合观测研究站
出处
《湖泊科学》
北大核心
2026年第1期129-141,I0014,I0015,共15页
基金
国家自然科学基金项目(42571163)
西北师范大学绿洲科学科研成果突破行动计划(NWNU-LZKX-202301)联合资助。
文摘
受青藏高原气候暖湿化影响,青海湖新生湖滨带刚毛藻水华频繁暴发。以往刚毛藻水华提取研究主要依赖多源卫星遥感影像,但受限于影像空间分辨率和混合像元效应,难以精确捕捉刚毛藻水华的真实分布及其细节特征。本文利用低空无人机影像结合Attention DeepLab V3+深度学习模型自动提取青海湖刚毛藻水华特征,对比分析其与光谱指数和机器学习方法的提取结果,并探讨无人机影像与光学卫星遥感影像提取结果的差异。结果表明:(1)Attention DeepLab V3+可在没有先验阈值情况下准确检测刚毛藻水华分布范围,模型的Kappa系数、精度、召回率和F1得分分别为0.985、0.969、0.983和0.976,表明识别能力较强。(2)与随机森林模型和红-绿-蓝浮游藻类指数相比,该模型Kappa系数和F1得分分别提高4.47%~29.75%和6.35%~34.02%,能够更好地适应复杂的刚毛藻水华分布特征,尤其是在边界细节呈现和空洞分离方面具有明显优势。(3)基于Landsat OLI-2和Sentinel-2 MSI等常用光学卫星遥感影像的提取结果存在高估青海湖刚毛藻水华面积的现象,前者平均相对误差值范围为65.28%~110.69%,后者平均相对误差值范围为5.5%~323.47%。本研究利用无人机影像的高分辨率优势,为准确评估青海湖刚毛藻水华的真实分布提供了技术支持,并为其他水体藻华特征的监测与追踪奠定了基础。
关键词
青海湖
刚毛藻水华
attention
deeplab
v3
+
无人机影像
Keywords
Lake Qinghai
Cladophora blooms
attention deeplab v3
+
UAV imagery
分类号
X524 [环境科学与工程—环境工程]
X87 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于无人机影像和深度学习技术的青海湖刚毛藻水华提取研究
张娟
姚晓军
陈进轩
张瑜轩
韩胜利
窦皓敏
《湖泊科学》
北大核心
2026
0
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职称材料
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