Un método optimizado de extracción de arroz de redes generativas adversarias semisupervisadas basado en imágenes centinela de series temporales
Autores: Du, Lingling; Li, Zhijun; Wang, Qian; Zhu, Fukang; Tan, Siyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un método optimizado de extracción de arroz de redes generativas adversarias semisupervisadas basado en imágenes centinela de series temporales
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Limitaciones
Condiciones meteorológicas
Extracción de arroz
Imágenes SAR
Imágenes multiespectrales
SSGAN optimizado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
En respuesta a las limitaciones de las condiciones meteorológicas en las áreas globales de cultivo de arroz y al alto costo de anotar muestras, este documento combina las características de retrodispersión de polarización Vertical-Vertical (VV) y polarización Vertical-Horizontal (VH) extraídas de imágenes de radar de apertura sintética (SAR) Sentinel-1 y las características de índices espectrales NDVI, NDWI y NDSI extraídas de imágenes multiespectrales Sentinel-2. Al aprovechar las ventajas de una Red Generativa Antagonista Semi-Supervisada Optimizada (SSGAN optimizada) para combinar el aprendizaje supervisado y semi-supervisado, la extracción de arroz se puede lograr con menos muestras de imágenes anotadas. Dentro del marco de SSGAN optimizado, introducimos una función de pérdida focal-antagonista para mejorar el proceso de aprendizaje para muestras desafiantes; el módulo generador emplea la arquitectura Deeplabv3+, utilizando una red Wide-ResNet como base e incorporando capas de abandono y convoluciones dilatadas para mejorar el campo receptivo y la eficiencia operativa. Los resultados experimentales indican que la SSGAN optimizada, especialmente cuando se utiliza una proporción de muestra etiquetada de 3/4, mejora significativamente la precisión de extracción de arroz, lo que resulta en un aumento del 5.39% en la Intersección Media sobre Unión (MIoU) y un aumento del 2.05% en la Exactitud General (OA) en comparación con la mayor precisión lograda antes de la optimización. Además, la integración de datos SAR y multiespectrales resulta en un OA del 93.29% y un MIoU del 82.10%, superando el rendimiento de datos de una sola fuente. Estos hallazgos proporcionan información valiosa para la extracción de información sobre el arroz en las regiones globales de cultivo de arroz.
Descripción
En respuesta a las limitaciones de las condiciones meteorológicas en las áreas globales de cultivo de arroz y al alto costo de anotar muestras, este documento combina las características de retrodispersión de polarización Vertical-Vertical (VV) y polarización Vertical-Horizontal (VH) extraídas de imágenes de radar de apertura sintética (SAR) Sentinel-1 y las características de índices espectrales NDVI, NDWI y NDSI extraídas de imágenes multiespectrales Sentinel-2. Al aprovechar las ventajas de una Red Generativa Antagonista Semi-Supervisada Optimizada (SSGAN optimizada) para combinar el aprendizaje supervisado y semi-supervisado, la extracción de arroz se puede lograr con menos muestras de imágenes anotadas. Dentro del marco de SSGAN optimizado, introducimos una función de pérdida focal-antagonista para mejorar el proceso de aprendizaje para muestras desafiantes; el módulo generador emplea la arquitectura Deeplabv3+, utilizando una red Wide-ResNet como base e incorporando capas de abandono y convoluciones dilatadas para mejorar el campo receptivo y la eficiencia operativa. Los resultados experimentales indican que la SSGAN optimizada, especialmente cuando se utiliza una proporción de muestra etiquetada de 3/4, mejora significativamente la precisión de extracción de arroz, lo que resulta en un aumento del 5.39% en la Intersección Media sobre Unión (MIoU) y un aumento del 2.05% en la Exactitud General (OA) en comparación con la mayor precisión lograda antes de la optimización. Además, la integración de datos SAR y multiespectrales resulta en un OA del 93.29% y un MIoU del 82.10%, superando el rendimiento de datos de una sola fuente. Estos hallazgos proporcionan información valiosa para la extracción de información sobre el arroz en las regiones globales de cultivo de arroz.