基于改進(jìn)的UNet連云港海岸線提取研究

摘? 要： 精確快速地提取海岸線對于海岸帶的開發(fā)規(guī)劃、實(shí)時監(jiān)測等具有重要意義。使用遙感圖像進(jìn)行海陸分割是提取海岸線的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。本文利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)的語義分割方法來進(jìn)行海陸分割，提取海岸線。網(wǎng)絡(luò)模型以UNet為基本結(jié)構(gòu)，并使用殘差塊來代替其中的卷積層，最后一層再加入一個殘差A(yù)SPP進(jìn)一步提升分割精度。使用殘差塊在加深了網(wǎng)絡(luò)的同時，提高效率提升了網(wǎng)絡(luò)的性能。殘差A(yù)SPP結(jié)構(gòu)能同時捕獲遙感圖像的光譜信息和上下文信息。在一組來自高分一號遙感影像的實(shí)驗(yàn)表明，基于我們提出的網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)與其他深度學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)模相比有著較好的結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)海岸線的提取與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 遙感圖像;深度學(xué)習(xí);殘差網(wǎng)絡(luò);空洞卷積;海陸分割;UNet

中圖分類號： TP391.41? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.10.054

本文著錄格式：楊坤. 基于改進(jìn)的UNet連云港海岸線提取研究[J]. 軟件，2020，41（10）：208212

【Abstract】： Accurate and rapid extraction of coastline is of great significance for the development planning and real-time monitoring of coastal zone. Land sea segmentation using remote sensing image is a basic work of Coastline Extraction. This paper uses the semantic segmentation method of deep learning technology to segment land and sea， and extract coastline. The network model takes u-net as the basic structure， and uses the residual block to replace the convolution layer. In the last layer， a residual ASPP is added to further improve the segmentation accuracy. The residual block not only deepens the network， but also improves the efficiency and performance of the network. The residual ASPP structure can capture both spectral and contextual information of remote sensing images. Experiments on a set of remote sensing images from gaofen-1 show that the proposed network model structure has better results than other deep learning network models， and can realize Coastline Extraction and application.

【Key words】： Remote sensing image; Deep learning; Residual network; Hole convolution; Land sea segmentation; UNet

0? 引言

海岸線是海洋與陸地的分界線，是重要的地物類型之一。我國是一個海洋大國，中國海岸線包括大陸海岸線與島嶼海岸線，橫跨了22個緯度帶。其中，中國大陸海岸線長達(dá)1.8萬多千米，島嶼海岸線長達(dá)1.4萬多千米，總海岸線長度達(dá)到了3.2萬千米之多。海岸帶是實(shí)現(xiàn)海洋高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略要地的關(guān)鍵地區(qū)。在這樣的條件下，我國有著豐富的海洋資源。由于我國東部沿海發(fā)展迅速，人口主要集中在這片區(qū)域，國民生產(chǎn)總值也主要集中在沿海區(qū)域，所以海岸帶經(jīng)濟(jì)在中國的經(jīng)濟(jì)總量中占有十分重要的地位?！?br>