利用Sentinel-2卫星数据及基于低分辨率历史地图的抗噪声深度学习技术,实现马来西亚和印度尼西亚1000万级区域尺度油棕树时间序列测绘(2020–2024年)

《Forests》:Toward 10 m Regional-Scale Time-Series Oil Palm Mapping in Malaysia and Indonesia (2020–2024) Using Sentinel-2 and Noise-Robust Deep Learning from Low-Resolution Historical Maps

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月14日 来源:Forests 3.1

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   摘要

  

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在东南亚,准确监测油棕种植园对于实现经济发展与环境保护的平衡至关重要。然而,现有的种植园地图往往空间分辨率较低,且缺乏近期时间覆盖数据,这不利于对快速的土地利用变化进行有效监控。在本研究中,我们提出了一种深度学习框架,利用Sentinel-2卫星图像,无需新的手动标注,即可为印度尼西亚和马来西亚生成2020年至2024年的10米分辨率油棕种植园地图。为了解决100米级的粗略历史数据与10米级图像之间的分辨率差异,我们采用了经过基于决定函数的互信息(DMI)优化的U-Net架构。该方法能有效减少标签噪声的影响。我们通过2058个手动验证点对方法进行了验证,2020年、2022年和2024年的整体准确率分别为70.64%、63.53%和60.06%。准确率随时间逐渐下降,这与2016年的历史参考数据与后续预测年份之间的时间差异日益增大相符。从区域范围来看,绘制的油棕种植面积在2022年达到峰值,2024年则有所下降。土地覆盖变化分析还显示,油棕种植区与农田和淹水植被之间存在转换,这些结果需结合报告的准确率和不确定性一起解读。鉴于每年的准确率较为适中,以及2016年的监督数据与后续预测年份之间的时间差异,这些结果应被视为区域尺度上的指标,而非像素级的变化地图。这些生成的地图可用于区域监测、可持续性评估,以及确定需要进一步验证的区域。
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