基于SegformerAT模型的青藏高原2米分辨率不透水面分布产品

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：A 2 m resolution impervious surface distribution product of the Qinghai-Xizang Plateau based on SegformerAT model

　　

摘要：

高分辨率的不透水表面数据对于研究城市发展、人类活动、碳排放和生态环境至关重要。由于独特的地理和气候条件，青藏高原（QXP）的不透水表面通常被植被稀疏、冠层覆盖度低且土地裸露度高的地区所环绕。此外，青藏高原还分布着许多分散的小规模不透水表面（SSIS）。现有的不透水表面产品主要是在全球或国家尺度上制作的，通常提供中等的空间分辨率（30米或10米），在青藏高原的不透水表面尤其是小规模不透水表面的测绘方面存在明显的遗漏和误差。因此，利用高分图像数据，开发出了2020年青藏高原2米分辨率的不透水表面分布产品（QXP-ISD2m产品）。该产品将道路归为一单独的类别以提升数据的应用性，并将非道路不透水表面定义为“主要不透水表面”（PIS）。具体来说，提出了一种用于大尺度不透水表面绘制的框架。首先，利用基于目标尺度的分层抽样策略构建了包含2235个样本的QXP 2米不透水表面唯一数据集，并通过整合空间重叠的多时相多传感器图像（2米分辨率，512×512像素）将其样本数量增加到4807个。该数据集涵盖了青藏高原各种类型的不透水表面，确保了不透水表面的准确提取。为了解决PIS与道路目标之间的尺度差异问题，引入了一种改进的Segformer模型（SegformerAT）。该模型采用块状归一化方法，并利用扩充后的数据集进行训练，从而提高了PIS提取的精度并显著提升了道路检测的准确性。最后，采用了基于后验知识的合并规则（PKBMR）来实现高效的大尺度绘图。验证结果表明...

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