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基于RepFNet印度河上游流域积雪覆盖度的反演研究OA

RepFNet-based inversion of fractional snow cover in the upper reaches of the Indus River

中文摘要英文摘要

积雪覆盖度(fractional snow cover,FSC)制图对于水资源管理具有重要意义,尤其是对高山融雪高度依赖的印度河上游流域.文章提出了一种基于 RepVGG 网络的 FSC 反演模型 RepFNet,该模型利用 FY-4A/先进地球同步辐射成像仪(advanced geostationary radiation imager,AGRI)遥感数据和 Landsat8 OLI 图像对 FSC 进行特征提取,增加上采样与下采样模块,引入创新的注意力机制,并定义适合该研究的损失函数,实现了印度河上游流域 2 000 m分辨率的 FSC 制图,最后利用 MODIS 数据进行结果验证.实验结果表明,该方法的决定系数(R2)、均方根误差(root mean square error,RMSE)、相关系数(r)、解释方差得分(explained variance score,EVS)和 Kappa 分别为 0.667,0.090,0.890,0.683 和0.468,显著优于随机森林以及U-Net 等经典算法.RepFNet 在FSC 反演任务中表现出优异的性能,为高精度的积雪监测提供了新的技术解决方案.

Mapping the fractional snow cover(FSC)is significant for water resource management,especially in the upper reaches of the Indus River,where water resources are highly dependent on alpine snowmelt.This study proposed a RepVGG network-based FSC inversion model,RepFNet,which used FY-4A/AGRI remote sensing data and Landsat8 OLI images for FSC feature extraction.Moreover,this model incorporated upsampling and downsampling modules,an innovative attention mechanism,and a specific loss function,thereby enabling the FSC mapping of the upper reaches of the Indus River at 2 000-m resolution.The mapping results were validated using the MODIS data.The experimental results show that the RepFNet achieved a coefficient of determination of 0.667,a root mean square error(RMSE)of 0.090,a correlation coefficient(r)of 0.890,an explained variance score(EVS)of 0.683,and a Kappa coefficient of 0.468,remarkably outperforming the classical algorithms such as random forest and U-Net.Overall,the RepFNet model demonstrates excellent performance in FSC inversion,offering a novel technical solution for high-accuracy FSC monitoring.

王婧;阚希;刘旭;张永宏;周舟;朱灵龙;宫磊

南京信息工程大学自动化学院,南京 210044南京信息工程大学自动化学院,南京 210044||无锡学院物联网工程学院,无锡 214105||无锡学院车路多模态感知与控制江苏省高校重点实验室,无锡 214105南京信息工程大学自动化学院,南京 210044南京信息工程大学自动化学院,南京 210044||无锡学院物联网工程学院,无锡 214105||无锡学院车路多模态感知与控制江苏省高校重点实验室,无锡 214105南京信息工程大学自动化学院,南京 210044南京信息工程大学自动化学院,南京 210044||无锡学院物联网工程学院,无锡 214105||无锡学院车路多模态感知与控制江苏省高校重点实验室,无锡 214105南京信息工程大学自动化学院,南京 210044

信息技术与安全科学

遥感图像积雪覆盖度印度河上游流域RepVGG注意力机制

remote sensing imagefractional snow cover(FSC)upper reaches of the Indus RiverRepVGGat-tention mechanism

《自然资源遥感》 2026 (2)

31-40,10

国家自然科学基金项目"青藏高原复杂地形积雪覆盖率多源卫星协同反演研究"(编号:42105143)、"基于微波亮温重建的积雪深度超分辨率反演研究"(编号:42305158)、江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究面上项目"基于微波亮温重建的积雪深度超分辨率反演研究"(编号:23KJB170025)、无锡市"太湖之光"科技攻关(基础研究)项目"面向边云协同的城市交通状态感知与预测方法研究"(编号:K20231021)和江苏省研究生科研与实践创新计划项目"青藏高原积雪覆盖度多卫星协调反演研究"(编号:SJCX24_0482)共同资助.

10.6046/zrzyyg.2025040

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