Mapping fractional landscape soils and vegetation components from Hyperion satellite imagery using an unsupervised machine-learning workflow     

Michael J. Friedel  Massimo Buscema  Luiz Eduardo Vicente  Fabio Iwashita  Andréa Koga-Vicente 《International Journal of Digital Earth》2018,11(7):670-690

An unsupervised machine-learning workflow is proposed for estimating fractional landscape soils and vegetation components from remotely sensed hyperspectral imagery. The workflow is applied to EO-1 Hyperion satellite imagery collected near Ibirací, Minas Gerais, Brazil. The proposed workflow includes subset feature selection, learning, and estimation algorithms. Network training with landscape feature class realizations provide a hypersurface from which to estimate mixtures of soil (e.g. 0.5 exceedance for pixels: 75% clay-rich Nitisols, 15% iron-rich Latosols, and 1% quartz-rich Arenosols) and vegetation (e.g. 0.5 exceedance for pixels: 4% Aspen-like trees, 7% Blackberry-like trees, 0% live grass, and 2% dead grass). The process correctly maps forests and iron-rich Latosols as being coincident with existing drainages, and correctly classifies the clay-rich Nitisols and grasses on the intervening hills. These classifications are independently corroborated visually (Google Earth) and quantitatively (random soil samples and crossplots of field spectra). Some mapping challenges are the underestimation of forest fractions and overestimation of soil fractions where steep valley shadows exist, and the under representation of classified grass in some dry areas of the Hyperion image. These preliminary results provide impetus for future hyperspectral studies involving airborne and satellite sensors with higher signal-to-noise and smaller footprints.  相似文献   

Evaluation of effectiveness of three fuzzy systems and three texture extraction methods for building damage detection from post-event LiDAR data     

Milad Janalipour 《International Journal of Digital Earth》2018,11(12):1241-1268

Building damage maps after disasters can help us to better manage the rescue operations. Researchers have used Light Detection and Ranging (LiDAR) data for extracting the building damage maps. For producing building damage maps from LiDAR data in a rapid manner, it is necessary to understand the effectiveness of features and classifiers. However, there is no comprehensive study on the performance of features and classifiers in identifying damaged areas. In this study, the effectiveness of three texture extraction methods and three fuzzy systems for producing the building damage maps was investigated. In the proposed method, at first, a pre-processing stage was utilized to apply essential processes on post-event LiDAR data. Second, textural features were extracted from the pre-processed LiDAR data. Third, fuzzy inference systems were generated to make a relation between the extracted textural features of buildings and their damage extents. The proposed method was tested across three areas over the 2010 Haiti earthquake. Three building damage maps with overall accuracies of 75.0%, 78.1% and 61.4% were achieved. Based on outcomes, the fuzzy inference systems were stronger than random forest, bagging, boosting and support vector machine classifiers for detecting damaged buildings.  相似文献   

火成岩岩石薄片智能识别及分类方法     

曹蒙  王志章  李冰涛  曲康  裴升杰  贾小玉 《地质论评》2023,69(2):2023020001-2023020001

在油气勘探、评价及开发中,岩性识别和薄片鉴定是十分重要的基础工作,准确的薄片识别结果可以为勘探和开发提供可靠的依据。传统的人工判定方法或实验室分析方法具有主观性强、效率低、自动化程度低等问题。目前基于内容的智能图像识别技术在准确性和具体应用方面还面临着许多难题。论文基于国内外相关研究成果与油气勘探与开发中岩芯薄片图像的特点及要求,设计并研制成功薄片图像自动识别系统和薄片智能鉴定系统。利用图像梯度分布和色彩分析进行火成岩岩石薄片智能分类,对所有像素进行类别划分进而得到整体的鉴定结果,实现了省时、高效、高精度的薄片智能鉴定成果。  相似文献   

灰质背景下浊积岩储层预测关键技术研究——以NZ地区N872块为例     

隋明阳 《地质论评》2023,69(Z1):291-292

  相似文献   

来自大别山深成侵入岩图像深度迁移学习的可解释性研究     

陈忠良  袁峰  李晓晖  郑超杰 《地质论评》2023,69(3):2023030017-2023030017

岩石图像识别是以深度学习为代表的感知智能在地质领域的典型应用场景。已有研究显示网络结构简单的深度卷积神经网络能够在岩石图像上取得比复杂网络结构高的分类准确率。这与ImageNet数据集上网络结构越深越好的趋势相悖。如何解释这一现象？深成侵入岩为显晶质,自形—半自形粒状结构,块状构造,其分类的依据是其矿物成分及相对含量。大别山地区岩浆活动广泛,中生代深成侵入岩广泛出露。岩石类型包括超镁铁质岩类、辉长岩类、闪长岩类、正长岩类、二长岩类和花岗岩类,基本覆盖IUGS推荐的深成侵入岩分类方案中的岩石类型。选取大别山地区中生代深成岩图像开展不同网络结构预训练模型迁移学习对比试验,能够专注于深度学习对矿物成分特征的学习解释,降低构造因素的影响。借助局部可理解的模型解释技术和特征图可视化技术,分别从全连接层分类决策区域可视化和卷积隐层可视化两方面对深度学习模型开展可解释性研究。结果表明简单网络结构的卷积神经网络能够提取不同矿物所表现出的颜色特征以及不同矿物组合所表现出的纹理特征。AlexNet模型的削减试验进一步证明：对于岩石图像深度学习,网络结构并不总是越深越好。  相似文献   

基于A- CGAN的深反射地震数据随机噪声压制方法研究     

韩建光  王卿  许媛  刘志伟 《地质论评》2023,69(4):2023040015-2023040015

基于深度学习的地震数据噪声压制方法是当前地震数据去噪处理的重要方向。深度学习方法突破了传统滤波处理的局限,在对常规地震数据的噪声压制中表现出效率高、信噪分离效果好的特点。但针对深部弱有效反射数据,当前的深度学习方法特征提取能力有限,难以取得较好的去噪效果。笔者等结合深反射地震数据特点,针对当前深度学习噪声压制方法在特征提取及对数据集依赖上的局限,提出了基于注意力循环生成对抗网络(Attention Cycle- Consistent Generative Adversarial Networks,A- CGAN)的深反射地震数据随机噪声压制方法。借助循环一致生成对抗网络(Cycle- Consistent Generative Adversarial Networks,Cycle- GAN)的域映射思想,降低对数据集的要求。为了构建适用于深反射地震数据的去噪网络,从3个方面对Cycle- GAN进行改进：在Cycle- GAN的生成器（去噪器）中加入残差结构和注意力机制,用于加深网络深度和提高其特征提取能力;在Cycle- GAN的鉴别器中使用块判决,提高鉴别精度和准确度;在损失函数部分加入感知一致性损失函数,提升网络模型恢复纹理细节信息的能力。通过合成地震数据和实际深反射地震数据测试,验证了优化算法的有效性,体现了良好的应用价值。  相似文献   

基于光谱—空间特征的ASTER影像岩性分类研究——以甘肃北山白峡尼山地区为例     

梅佳成  刘磊  尹春涛  张群佳  王乐 《地质论评》2023,69(4):2023040021-2023040021

遥感岩性制图是地质填图中的重要工作,基于光谱特征的岩性分类易受到色调、纹理等因素影响导致精度不佳。前人进行岩性自动分类研究多关注影像的光谱特征,而忽略空间特征,笔者等基于甘肃北山白峡尼山地区ASTER影像,将支持向量机、极限学习机两种机器学习分类方法与基于空间特征的快速漂移算法相结合进行岩性分类。结果表明支持向量机分类总体精度为89.17%;极限学习机不但具有需调节参数少的优势,且分类精度和速度均优于支持向量机,分类总体精度达96.70%;利用快速漂移算法提取的影像空间特征可有效减少错分区,提升岩性分类效果。研究证实将基于光谱特征的极限学习机和基于空间特征的快速漂移算法结合的岩性分类方法具有客观、高效、高精度等优势,可为后续地质填图和找矿勘查工作提供可靠数据支撑,在遥感岩性分类领域具有较高的推广价值。  相似文献   

基于机器学习的水平孔绳索取心钻进钻压预测模型     

高希坤  赵大军  陈勇 《地质论评》2023,69(Z1):559-560

  相似文献   

基于卷积神经网络的磁异常反演     

薛瑞洁  熊杰  张月  王蓉 《现代地质》2023,37(1):173-183

针对传统反演方法存在的初始模型依赖、计算时间较长等问题,提出一种基于卷积神经网络的磁异常反演方法。该方法首先设计大量磁异常体模型,进行正演模拟产生样本数据集;接着借鉴经典的卷积神经网络VGG-13设计了一种全新的VGG磁异常反演网络(VGGINV);然后使用样本数据集训练该网络,并优化网络参数;最后对理论模型和实测数据进行反演实验。实验结果表明,该方法可以准确地反演出磁异常体的位置和磁化强度,具有较强的学习能力和一定的泛化能力,能有效解决磁异常数据反演问题。  相似文献   

基于迁移学习的地球物理测井储层参数预测方法研究     

邵蓉波  肖立志  廖广志  周军  李国军 《地球物理学报》2022,65(2):796-808

随着大数据和机器学习的成熟和推广应用,人工神经网络在地球物理测井预测储层参数中得到重视.本文引入迁移学习进行测井储层参数预测,以孔隙度预测神经网络模型和孔隙度含水饱和度联合预测神经网络模型为基础模型,分别以渗透率及含水饱和度预测作为目标任务进行迁移学习,以提升储层参数预测效果和效率.文中详细阐述了基于迁移学习的测井储层参数预测方法,并使用64口井的测井数据进行储层参数预测效果分析.结果表明,使用迁移学习后,渗透率模型预测效果最高可以提升58.3%;含水饱和度模型预测效果最高可以提升近40%,且最大可以节省60%的计算资源;以孔隙度预测模型为基础模型时更适合使用参数冻结的训练方式,以孔隙度含水饱和度联合预测模型为基础模型时更适合使用参数微调的训练方式.  相似文献