一种自适应的均匀像素偏移跟踪技术，结合了合成孔径雷达（SAR）变化检测：以喜马拉雅山脉楠恰巴瓦（Namcha Barwa）冰川位移监测为例

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：An Adaptive Homogeneous Pixel-Offset Tracking Technique Integrated with SAR Change Detection: A Case Study of Glacier Displacement Monitoring at Namcha Barwa in the Himalayas

　　

摘要：

全球变暖加速了冰川和积雪的融化，导致了诸如冰川碎屑流和冰川湖溃决洪水等多种地质灾害。因此，对山区冰川进行时间序列变形监测对于灾害预警和冰川动力学研究至关重要。然而，单波段SAR图像受到斑点噪声的限制，信息维度有限，使得在变化检测过程中难以从高噪声背景中有效提取关键细节信息。此外，传统的像素偏移跟踪技术由于匹配窗口内的运动不均匀性容易出现去相关效应，经常导致匹配误差和冰川边缘边界细节的丢失。为了解决这些限制，本文提出了两项方法改进。首先，提出了一种专为多时相SAR图像设计的差异时空注意力（DSTA）模块。该模块采用双分支多尺度卷积、显式差异加权以及残差融合来增强SAR图像对之间变化的表示能力。其次，开发了一种基于变化检测掩码的自适应均匀像素偏移跟踪（CDM-APOT）方法。通过构建均匀像素匹配窗口并结合信噪比（SNR）自适应窗口扩展策略，CDM-APOT提高了偏移估计的稳定性和准确性。将DSTA模块集成到TransUNet架构中，构建了DSTA-TransUNet冰川变化检测模型，然后将其与CDM-APOT结合，用于估算Namcha Barwa冰川的二维时间序列位移场。实验结果表明，DSTA-TransUNet的性能优于基线TransUNet，在像素精度、精确度、召回率、F1分数和IoU方面分别提高了1.13%、0.61%、2.55%、1.59%和2.91%，有效地增强了...

相关新闻