针对中国仙塘经济带不饱和表面积映射的联合超分辨率与分割
计算机视觉与模式识别
2025-05-09 v1 图像与视频处理
摘要
我们提出了一种新颖的联合框架，称为JointSeg，通过集成超分辨率和分割，实现了从 freely available 的 Sentinel-2 影像直接生成 1 米分辨率的不饱和表面积（ISA）地图。JointSeg 在多模态跨分辨率输入上进行训练，为传统方法提供了可扩展且经济的替代方案。这种协同设计使分辨率从 10m 逐步提升至 1m，同时保留细粒度空间纹理，通过有效的跨尺度特征融合确保高质量分类。该方法已成功应用于仙塘经济带（YREB），该区域特征为复杂的城乡格局和多样化的地形。结果生成覆盖超过 220 万平方公里的综合性 ISA 地图产品ISA-1。与 10m ESA WorldCover 及其他基准产品的定量比较显示，ISA-1 的 F1 分数达 85.71%，显著优于基于双线性插值分割的方法提升 9.5%，并超越其他 ISA 数据集 21.43%-61.07%。在密集城市地区（如苏州、南京），ISA-1 通过改进对绿地和水体的识别，显著减少了 ISA 的高估。相反，在山区地区（如甘孜、赵通），其增强了对碎片化人为特征（如农村道路和稀疏定居点）的检测能力，识别出更多 ISA，展示了在各种地形条件下的鲁健性。此外，我们还呈现了2017至2023年的双年ISA地图，捕捉了代表性城市的时空城市化动态。结果揭示了不同区域的增长模式：上游城市快速扩张，中游地区适度增长，下游大都市区趋于饱和。
关键词
引用
@article{arxiv.2505.05367,
title = {Joint Super-Resolution and Segmentation for 1-m Impervious Surface Area Mapping in China's Yangtze River Economic Belt},
author = {Jie Deng and Danfeng Hong and Chenyu Li and Naoto Yokoya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.05367},
year = {2025}
}