基于生长率编码器的作物时序广义分类研究
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青岛科技大学崂山校区

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山东省教育厅本科教改项目重点项目(Z2023152); 国家自然基金面上项目(22374086)


Research on Generalized Classification of Crop Time Series Based on Growth Rate Encoder
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    摘要:

    作物分类是农业遥感工作的基础任务之一。在实际应用场景中,作物的生育期会由于不同地区的气候、种植习惯等因素不同而出现较大差异。现有的分类方法在跨地域、跨年份的数据上的分类效果不佳,模型的推广效果有限。因此对地块级的卫星图像时间序列作物广义分类工作展开了研究,提出了一种基于注意力机制的生长率编码器,采用了积温映射生长率的方法,将日历时间替换为归一化生长进度进行时序位置编码,提升时序分类模型在跨地域、跨年份数据上的适应性。通过对4个研究区的小麦、大豆、玉米等7种作物的数据集进行推理测试,该方法整体准确率(OA)和F1分数分别达到了91.22%和83.47%,证明该方法可以应对更复杂的数据,能够显著提高分类模型的泛化能力。

    Abstract:

    Crop classification is a fundamental task in agricultural remote sensing. Existing methods exhibit limited generalizability due to significant phenological variations across regions and years caused by climatic differences and farming practices. This study proposes an attention-based growth-rate encoder for parcel-level satellite time-series classification. By replacing calendar time with normalized growth progress through thermal-time mapping, our method enhances model adaptability to spatiotemporal variations. Evaluated on seven crops (wheat, soybean, corn, etc.) across four regions, the approach achieved 91.22% overall accuracy and 83.47% F1-score, demonstrating superior generalization capabilities for cross-regional and cross-year scenarios.

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  • 收稿日期:2025-03-20
  • 最后修改日期:2025-05-08
  • 录用日期:2025-05-09
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