1 引 言
2 材料与方法
2.1 试验区域与数据集构建
表1 黄土高原不同市/县采样点数量分布Table 1 Quantity distribution of sampling points in different counties on the Loess Plateau |
县 | 通渭 | 正宁 | 扶风 | 长武 | 耀州 | 白水 | 洛川 | 延安 | 子州 | 绥德 | 米脂 | 灵宝 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
采样点数量/个 | 3 | 1 | 3 | 2 | 2 | 3 | 2 | 6 | 2 | 1 | 2 | 1 |
2.2 苹果园整体提取方案
2.3 R_34_Linknet和ASPP
2.4 评价指标
2.4.1 果园提取效果评价指标
2.4.2 面积精度评价
2.5 试验参数设置
3 结果与分析
3.1 R_34_Linknet与多种分割算法对比
图2 不同模型训练损失曲线和MIoU曲线(a) 损失曲线 (b)MIoU曲线 Fig. 2 Training loss curves and MIoU curves of different models |
表2 各模型在测试集上的表现Table 2 Performances of models on test set |
分割方法 | F 1/% | PA/% | MIoU/% | FWIoU/% | mPA/% |
---|---|---|---|---|---|
SegNet | 84.2 | 86.0 | 67.6 | 76.0 | 77.9 |
FCN_8s | 85.0 | 87.4 | 69.2 | 76.9 | 78.6 |
DeeplabV3+ | 85.9 | 89.9 | 75.8 | 81.2 | 88.3 |
UNet | 84.6 | 89.2 | 73.8 | 80.7 | 82.4 |
Linknet | 86.3 | 91.7 | 80.0 | 85.0 | 88.6 |
R_34_linknet | 87.1 | 92.3 | 81.2 | 85.7 | 89.6 |
3.2 ASPP和ASPP+加入网络R_34_Linknet前后对比
图4 三种改进模型训练损失曲线和MIoU曲线Fig. 4 Training loss curves and MIoU curves of three improved models |
表3 三种模型各项评价指标Table 3 Evaluation indicators of three models |
分割方法 | F 1/% | PA/% | MIoU/% | FWIoU/% | MPA/% |
---|---|---|---|---|---|
R_34_Linknet | 87.1 | 92.3 | 81.2 | 85.7 | 89.6 |
R_34_Linknet_ASPP | 87.9 | 93.4 | 83.3 | 87.7 | 90.6 |
R_34_Linknet_ASPP+ | 88.3 | 94.7 | 85.5 | 89.0 | 92.3 |
3.3 R_34_Linknet_ASPP+的应用
表4 长武县王东沟苹果园面积提取精度Table 4 Area extraction accuracy of Wangdonggou apple orchard in Changwu County |
分割方法 | 提取面 积/hm2 | 目视解译 面积/hm2 | 面积精度/% |
---|---|---|---|
SegNet | 157.17 | 139.41 | 87.26 |
FCN_8s | 125.48 | 90.01 | |
DeeplabV3+ | 127.30 | 91.32 | |
UNet | 150.48 | 92.06 | |
Linknet | 129.21 | 92.68 | |
R_34_linknet | 129.67 | 93.01 | |
R_34_Linknet_ASPP | 130.54 | 93.64 | |
R_34_Linknet_ASPP+ | 131.35 | 94.22 |
表5 白水县通积村苹果园面积提取精度Table 5 Aera extraction accuracy of apple orchard area in Tongji Village, Baishui County |
分割方法 | 提取面 积/hm2 | 目视解译 面积/hm2 | 面积精度/% |
---|---|---|---|
SegNet | 49.62 | 44.97 | 89.65 |
FCN_8s | 41.04 | 91.27 | |
DeeplabV3+ | 41.94 | 93.26 | |
UNet | 48.31 | 92.57 | |
Linknet | 42.16 | 93.76 | |
R_34_linknet | 42.24 | 93.94 | |
R_34_Linknet_ASPP | 42.52 | 94.56 | |
R_34_Linknet_ASPP+ | 42.93 | 95.46 |