基于深度学习的国土资源遥感影像分析平台设计研究

李静梅

摘 要：国土资源遥感影像分析平台有助于提升国土资源局的城市服务智能检测功能。本文以国土资源遥感影像分析平台为主要研究对象，针对该平台的设计目的、设计结构、技术线路、实际应用等方面开展相关的理论研究，为从事相关领域的科研人员，提供力所能及的帮助和支持。仅供参考。

关键词：智能管控;目标检测;遥感影像

科技的发展，带动了社会各界的技术进步和功能提升，以卫星传感技术以及5G通信技术为首的高新技术，实现了对于海量存储影像进行快速捕捉。开发和利用遥感影像分析平台成为当前国土资源部门的发展重点和研究方向，构建具有高分辨率、多光谱自动提取检测技术的智能化监控平台成为主要研究内容。

1 系统结构

国土资源遥感影像分析平台在理论上设计出五个层级，其中包含了平台应用层、平台服务层，应用支撑层、数据资源层、网络设施层。五个层级的包含关系为。其一为网络基础设施层，包含遥感影像储存集群以及分布式计算集群。其二为数据资源层，包含基础地理信息、多分辨率遥感影像数据库、业务数据库、元数据库。其三为应用支撑层，包含ARCGIS空间数据引擎、信息中间插件、应用服务器、服务注册发布。其四为平台服务层，包含目标检测、变化检测、语义分析、空间分析、影像查询。其五为土地利用层，包含土地利用、智能审批、地灾监管、执法监督。

2 遥感影像智能提取技术线路

1）格网化的变化检测功能。国土资源遥感影像分析平台中，对于国土资源的智能监测，检测地点随着时间的变化而变化，是其监测系统的重要特征。由于不同时间节点卫星拍摄的遥感影像资源存在一定的差距性，进而用来判断地上目标体的变化。利用不同的时间节点，所形成的影像进行系统匹配，进而分类出较为科学的对比数据，对匹配图像进行精准分类和区别，尤其是变化程度、变化状态以及变化时间等相关数据，进行科学的计算和分析，以固定格网为单位，开展相关工作。经过对遥感影像的有效分析和具体分类，其中最为关键的是结合地上目标的上下文信息以及相关辅助目标的加持，实现对地上目标的有效记录。通过提取不同尺寸的上下文信息的网格结构，进而实现地上目标更好的分类和区别。在同一区域内，实现不同时间节点的有效记录，利用遥感影像网络的强大功能，开展对于相关影像资料的对比、分析。同时根据网格的输出内容，来对地上目标的变化程度进行有效推断和分析。

2）遥感影像实体语义分割。遥感影像的语义分割代表着根據图像内容对于指定区域进行有效的标记和管理。同时基于遥感影像的应用功能，实现对国土资源的有效监管，对常见的农田、道路、建筑、植被、水体等内容进行有效的监测和管理，同时可以根据实际情况完成对相关数据信息的快速提取，以像素为提取单元，实现在同一张影像中区分个别实体的不同边界，从而实现对遥感影像像素的理解和认识。类似于对于图像信息进行科学的智能划分，实现图像要素的有效提取，完成其中的识别和分类任务。

3 影像数据可视化技术研究

在遥感影像对相关实体进行有效分割时，考虑到地上目标内容的复杂性和关联性，采用较为主流的PSPNET算法（金字塔场景解析算法）开展相关计算。该计算模式与经典的FCN相比，可以实现场景的信息化计算。金字塔法是一种分辨率层次模型，从底层到顶层其分辨率会逐步降低，但是所表示的地理范围不会发生变化。该应用原理是根据地图的数据范围以及缩放程度，实现对每个地图的有效显示，以逐级递增的方式进行相关影像的剪裁和储存，同时在分析平台中进行有效的显示过程中进行图像汇总，同时可以调试相关的图像尺寸。由于在现实过程中不同的图像的分辨率不同，所显示的时间有所差距，进而对访问成效有所影响，所以在开展分析平台的设计过程中，增加相关数据的计算速度。

影像金字塔是基于同一空间理念下开展相关设计任务，以不同的分辨率显示相关的遥感数据影像，形成的图像分辨率从粗到细、数据量所体现正是金字塔结构。利用影像金字塔结构完成对相关遥感影像的快速分析。利用系统的控制性，实现对图像的详细绘制，改善影像数据的读取和显示功能。

4 多分辨率遥感影像数据库设计的功能需求

遥感影像分析平台中对于数据库的设计需要满足国土资源局相关部门的功能需求，尤其是对于分析平台系统，需要对整个国土资源局的所有业务开展充分的内容分析，进而在掌握相关科室业务的基础上，实现对内容的有效分析。作为相关的技术人员，务必对国土资源局所有部门进行清晰的了解和认识，同时对项目涉及的业务进行充分的了解，深入开展相关系统的各个层面的内容和功能设计，实现管理人员对相关任务有效的管理和操作，通过系统的强大功能，实现对各项业务的有效管控。同时对于系统的相关功能提出更为清晰的目标和内容。

1）资料科。资料科需要对所有土地资源的数据进行有效的查询、汇总、统计。进而开展相关内容的管理和记录，同时对数据的输出、更正进行有效的监管和控制，方便地方其他部门的查阅和调取。资料科由于涉及大量的数据信息，因此对于遥感影像的数据需要更为庞大的计算需求，进而在开展相关分析工作时，需要对数据库的功能开展更为具体的内容[1]。

2）市场科。市场科可以利用系统开展供地数据的查询、输出、更改等方面的操作，同时可以科学的统计和总汇土地的供应情况，方便地方其他部门的查阅和调取。市场科借助遥感影像分析平台的强大功能，需要结合实际使用需求，以及土地资源的具体形式来开展相关的分析工作。由于存在数据的偏差或者变更，需要在分析过程中对相关内容进行系统的检测和分析，进而实现对相关内容的有效对比

3）开垦中心科。对于城市新建区域、复垦区域等相关数据的上传和更新，同时对比年度数据的分析和研究，智能甄别不同区域。复垦验收地块以及审批地块的范围对比等，对相关数据进行统计和分析。对城市新建区域的国土资源情况以及汇总情况进行分析[2]。

4）地籍中心科。有效调查地块的范围和登记情况，以图表形式表现出相关数据的关联性。同时结合遥感影像分析平台，开展对地籍图像的对比和调整，结合历年的影像资料，开展更为具体和真实的信息调查。

5）地籍科。土地登记、权属信息调查等相关内容的查询，提供相关土地信息内容，实现对相关土地数据的统计和记录[3]。

5 实例验证与分析

基于以上相关内容的论述，开展对于遥感影像分析平台的有效设计，构架具有智能扫描与分析的AI影像平台，结合大数据技术以及超级计算机等相关内容研究，开展并验证遥感影像分析平台的实际价值。通过地理软件ARCGIS11的加持，完成对相关地理图像的有效分析，结合相关地区的图像分析，其识别精确度维持在70%以上，进而实现遥感影像分析平台的价值和意义。由于该设计平台在系统检测以及其他多程序等内容的实验内容还需要开展进一步的分析和论证，其相关影像的连接性以及互动平台的浏览爆发性等相关技术，需要开展更为深层次的研究和设计，进而对分析平台的结构数据，开展相应检验和测试。

6 结论

综上所述，开发和设计遥感影像分析平台，有助于国土资源局相关职能部门开展和应用更为先进的管理理念以及科学技术，开展对相关国土资源的有效监测和管理，实现国土资源部门的管理升级与技术升级。结合当前土地资源的发展态势，其相关技术优势以及未来应用范围还可以开展更为深层次的研究和探讨。

参考文献

[1]王宗磊.浅谈卫星遥感影像在国土资源管理与调查中的应用[J].建材与装饰，2019（32）：236-237.

[2]石松.基于深度学习的国土资源遥感影像分析平台设计与实现[J].电子技术与软件工程，2019（12）：64-66.

[3]何颖.基于遥感技术的内业信息提取在第三次国土调查中的应用[D].吉林大学，2019.