Eine verbesserte YOLOv5-Methode zur Erkennung von Rückstandsteichen aus hochauflösenden Fernerkundungsbildern

Der Ausfall von Rückstandsteichen und Umweltverschmutzung machen das Monitoring von Rückständen sehr wichtig. Die Fernerkundungstechnologie kann schnell und umfassend Bodeninformationen gewinnen und ist zu einem der wichtigen Mittel für das Monitoring von Rückständen geworden. Allerdings haben die Effizienz und Genauigkeit traditioneller Fernerkundungsmonitoring-Technologien Schwierigkeiten, die Managementbedürfnisse zu erfüllen. Gleichzeitig haben Rückstände, beeinflusst durch Faktoren wie das geografische Umfeld und die Bildgebungsbedingungen, verschiedene Erscheinungsformen in Fernerkundungsbildern, was die genaue Erfassung von Rückstandsinformationen in großflächigen Gebieten herausfordernd macht. Durch die Verbesserung von You Only Look Once (YOLO) v5s entwirft diese Studie ein auf tiefem Lernen basierendes Framework für die großflächige Extraktion von Informationen über Rückstandsteiche aus den gesamten hochauflösenden Fernerkundungsbildern. Für die verbesserte YOLOv5s wird der Swin Transformer integriert, um das Swin-T-Rückgrat zu bauen, der Fusion Block des effizienten Reparameterisierten Generalized Feature Pyramid Network (RepGFPN) in DAMO-YOLO wird eingeführt, um den RepGFPN Neck zu bilden, und der Kopf wird durch Decoupled Head ersetzt. Darüber hinaus sind die Sampling-Boosting-Strategie (SBS) und die globale nicht-maximale Unterdrückung (GNMS) konzipiert, um die Sample-Qualität zu verbessern und wiederholte Detektionsrahmen im gesamten Bild zu unterdrücken. Die Modellergebnisse basierend auf sämtlichen Gaofen-6 (GF-6) hochauflösenden Fernerkundungsbildern zeigen, dass die F1-Bewertung der Rückstandsteiche im Vergleich zu YOLOv5 um 12,22 % signifikant verbessert wurde und 81,90 % erreicht. Basierend auf beiden SBS verbessert die verbesserte YOLOv5s das mAP@0,5 von YOLOv5s um 5,95 % und erreicht 92,15 %. Diese Studie bietet eine Lösung für das Monitoring von Rückstandsteichen und das Management der ökologischen Umwelt.