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地质与灾害 | 浏览量 : 3786 下载量: 934 CSCD: 0
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  • 专辑

    • 无人机高分遥感图像检测震灾中损坏建筑物

    • Detection of earthquake-damaged buildings via UAV high-resolution remote sensing images

    • 我国云南省自然灾害频发,给当地人民带来了巨大的生命财产损失。为了更有效地进行救灾救援,有专家提出了一种基于无人机高分遥感图像和深度学习的目标检测技术,以快速定位损坏的建筑物。在损坏建筑物检测领域,目前面临两大挑战:一是高分辨率的震灾损坏建筑物数据稀缺且价格昂贵;二是待检测目标与背景及其他特征差异小,容易导致错检。为了克服这些问题,该专家构建了基于无人机遥感图像的大规模高分辨率震灾损坏建筑物数据集,涵盖了4598张遥感图像,并对目标建筑物进行了多形式标注。同时,该专家还提出了震灾损坏建筑物实时检测模型,其中融入了目标特征对齐模块、特征差异计算模块和目标边界约束的位置框检测模块。经过验证,该模型在震灾建筑物检测数据集上达到了86%的精度,并在不同地点的实际场景中得到了良好的应用效果。这一研究成果不仅为救灾救援提供了新的技术手段,也为无人机遥感图像在灾害监测领域的应用开辟了新方向。
    • 王海峰

      12

      周成江

      12

      陈雪峰

      3

      杨扬

      124
    • 2024年28卷第4期 页码:911-925   

      纸质出版日期: 2024-04-07

    • DOI: 10.11834/jrs.20221569     

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  • 王海峰,周成江,陈雪峰,杨扬.2024.无人机高分遥感图像检测震灾中损坏建筑物.遥感学报,28(4): 911-925 DOI: 10.11834/jrs.20221569.
    Wang H F,Zhou C J,Chen X F and Yang Y. 2024. Detection of earthquake-damaged buildings via UAV high-resolution remote sensing images. National Remote Sensing Bulletin, 28(4):911-925 DOI: 10.11834/jrs.20221569.
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            1 引言

            论文提出的数据集和模型,用于无人机高分遥感图像检测震灾中损坏建筑物。首先,针对遥感图像中待检测目标分辨率低的问题,提出了基于无人机遥感图像的大规模高分辨的震灾建筑物数据集。其次,针对目标特征非对齐问题,提出了目标特征对齐模块OFAM,矫正震灾前后数据中目标特征差异。最后,利用基于目标边界约束的位置框检测模块OBCPB进行精确检测损坏建筑物目标。同时,还介绍了模型实时检测技术、弱差异特征的目标检测技术以及目前研究对自然灾害检测和震灾建筑物识别所做出的贡献。在西南高原地区地形复杂和树木遮挡等因素对震灾建筑物识别造成很大挑战的情况下,本文提出的方法为震灾救援提供了有力的支持。

            2 相关工作

            灾后建筑物损毁评估方法及相关应用的研究,其中包括无人机高分遥感技术在救灾和数据采集方面的研究及应用,以及深度学习技术在高分遥感领域的应用,如细节特征提取、小目标检测等方面的研究分析。同时,还对现有的建筑物损毁检测评估方法进行了调查和比较。

            3 数据描述

            数据来源、数据标注和数据集对比的内容。具体来说,首先介绍了无人机遥感收集的震灾损坏建筑物数据集的来源和加工处理过程。接着,详细介绍了数据集的标注方法,包括目标位置框标注、目标边界多边形框标注和目标分割标注等三种标注方式。最后,与其他公开震灾建筑物检测数据集进行了对比,强调了该数据集的优势特征。

            4 方法

            论文中提出的震灾建筑物损坏实时检测模型EDBRDM,包括目标特征对齐模块、特征差异计算模块和目标边界约束的位置框检测模块。该模型针对震灾前后图像非对齐、分辨率不一致和损坏建筑物目标特征弱等问题,利用震灾前后数据的特征差异及建筑物边界信息来增强模型的检测能力。此外,该章节还介绍了EDBRDM的流程图,详细描述了模型中各个模块的实现方式。此外,该章节还讨论了模型的整体损失函数和各个模块的损失函数,以便优化模型。

            5 实验与分析

            实验与分析,包括实验设置、模型实验验证、特征对齐验证、特征差异计算模块验证和基于目标边界约束的位置框检测模块验证。通过可视化特征、特征对齐评估、性能指标展示等方法,验证了模型的有效性和稳定性。同时,还测试了模型在不同平台上的运行速度,并在其他区域收集的数据上进行了验证。最终,该模型相对于基线模型提升了20%的精度,达到了86.81%。

            6 结论

            本文使用无人机收集了大规模的震灾建筑物损坏检测数据集,并提出了基于特征对齐、特征差异计算和目标边界约束的建筑物损坏检测模型。该模型具有实时性,可以边收集数据边检测损坏建筑物,为救援救灾及时反馈信息。虽然该模型存在过度依赖震灾前数据和弱差异目标特征辨别不足的问题,但在实验中证明其稳定性和准确性。在实际应用中可以通过提升目标的置信度阈值来降低误检率。

            结论部分提到了模型的稳定性和准确性得到了实验验证和实地场景的测试证明,并介绍了该模型还可以和无人机协同工作,提高救灾救援的效率和精度。同时也指出了一些问题,如模型对弱差异目标特征辨别不足等,需要在未来的研究中继续优化和改进。

            * 以上内容由AI自动生成,内容仅供参考。对于因使用本网站以上内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

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