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专利号: 2024113254279
申请人: 中智万企科技集团股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-03-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于卫星遥感应用系统的异常检测方法,其特征在于,包括:利用多光谱传感器实时采集光谱遥感数据并对其进行数据预处理;

所述光谱遥感数据至少包括红光R、绿光G、蓝光B和近红外NIR数据;

基于卷积神经网络建立处理模型,对预处理后的所述光谱遥感数据进行特征提取、融合,生成光谱遥感特征表示;包括:提取每个波段的特征图;

将各波段特征图按权重加权融合,形成一个多光谱融合特征表示,其数学表达公式为:其中,F融合为融合后的特征表示,Fi为第i个波段的特征图,αi为融合权重,n为波段总数量;

提取的特征图为FR,FG,FB,FNIR,分别对应红光、绿光、蓝光和近红外波段;

基于深度学习算法建立光谱异常检测模型并对其进行学习训练,训练结束后,将所述检测模型部署在卫星遥感系统中;

使用无监督学习算法对光谱异常检测模型进行训练,目标是最小化输入特征与重构特征之间的均方误差(MSE),其损失函数的数学表达公式为:其中,L为重构误差损失函数,N为训练样本数量,F融合,i为第i个样本的输入特征,为重构的输入特征;

将所述光谱遥感特征表示作为所述检测模型的输入,所述检测模型对其进行异常检测,并输出检测结果;

进行所述异常检测,包括:

将实时获取的光谱特征表示F融合输入到部署好的所述检测模型中;

计算每个输入样本的异常得分,根据异常得分判断是否为异常,异常得分的数学表达公式为:其中,S(F融合)为异常得分,为自编码器重构的融合特征,||·||表示L2范数;

S(F融合)的值域为非负实数,其中:

当取值在[0,0.05]区间内时,则判断为正常,即输入特征被认为是正常的,符合模型训练数据的特征分布;

当取值大于0.05时,则判断为异常,即输入特征偏离正常特征分布,存在异常。

2.根据权利要求1所述的用于卫星遥感应用系统的异常检测方法,其特征在于,所述采集通过所述多光谱传感器对目标区域进行扫描,获取不同波段的光谱数据;

其中,根据卫星轨道和传感器配置,设定每个波段的数据采样频率和空间分辨率。

3.根据权利要求1所述的用于卫星遥感应用系统的异常检测方法,其特征在于,所述数据预处理包括辐射校正、几何校正和大气校正。

4.根据权利要求1所述的用于卫星遥感应用系统的异常检测方法,其特征在于,基于深度学习算法建立的所述光谱异常检测模型为自编码器模型,包括编码器和解码器两部分,其中:所述编码器将输入特征表示压缩为低维隐含表示,编码器公式为:h=σ(We·F融合+be)

其中,h为隐含表示,We为编码器的权重矩阵,be为偏置,σ为激活函数。

5.根据权利要求4所述的用于卫星遥感应用系统的异常检测方法,其特征在于,所述解码器尝试重构输入特征,解码器公式为:其中,为重构的输入特征,Wd为解码器的权重矩阵,bd为偏置。