基于双层多重编码结构的GIS遥感影像遥感变化检测与异常识别模型设计
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马里兰大学帕克分校 社会与行为科学学院,美国 马里兰州

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TP391

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An Improved Method for Change Detection and Anomaly Recognition in GIS-Based Remote Sensing Imagery
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    摘要:

    目的:本文旨在提升遥感变化检测在地理信息系统(GIS)中的精度与鲁棒性,重点解决边界模糊、语义建模薄弱及对异常区域响应不敏感等关键问题,通过构建具备多重特征编码与异常建模能力的检测框架,实现对变化区域的精确定位与对异常模式的有效识别。方法:本文设计了一种基于双层多重编码结构(DLMC, Dual-Layer Multi-Encoding)的遥感影像变化检测与异常识别方法。DLMC模型集成交叉编码模块以增强特征交互,采用结构差分编码提升对变化边界的刻画能力,并引入多时相语义融合模块以实现深层变化理解。此外,模型引入显著性图与异常因子联合建模机制,强化对局部突变与非一致性区域的感知。结果:在LEVIR-CD、WHU-CD和GF-Change-GIS三个典型遥感变化检测数据集上进行的实验表明,DLMC模型在F1-score(0.902)、Kappa(0.849)与SAR(0.781)三项关键指标上均获得最佳性能,显著优于FC-EF与ChangeFormer等现有主流模型。结论:所提出的DLMC方法在遥感影像变化检测与异常识别任务中展现出优越的性能,尤其在边界清晰度与局部变化响应方面具有显著优势,具有良好的应用推广价值。

    Abstract:

    To address the issues of blurred boundaries, weak semantic modeling, and limited anomaly response in GIS-based remote sensing change detection, this paper proposes a change detection and anomaly recognition method based on a Double-Layer Multi-Coding (DLMC) structure. The proposed model integrates cross-layer encoding, structural differencing, and multi-temporal semantic fusion modules to construct a progressive representation path for change modeling. In addition, a joint modeling mechanism combining a saliency map and anomaly factor is introduced to enhance sensitivity to local mutations and spatial inconsistencies. Experiments conducted on the LEVIR-CD, WHU-CD, and GF-Change-GIS datasets demonstrate that DLMC achieves the best performance with an F1-score of 0.902, a Kappa coefficient of 0.849, and a SAR (Structural Anomaly Response) score of 0.781, significantly outperforming representative models such as FC-EF and ChangeFormer. Further ablation studies and error map visualizations confirm the model’s superiority in boundary-level change detection and localized anomaly identification.

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  • 收稿日期:2025-07-11
  • 最后修改日期:2025-08-25
  • 录用日期:2025-08-27
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