“复眼”地物变化监测系统展开仿生追踪

复眼 变化监测

地物变化监测是开展一系列监管工作的前提。目前这一方面似乎都被目前的人工智能热潮淹没，几乎所有研究都集中在利用超高分辨率的图像利用计算机视觉、深度学习的方法开展工作。这里有两个问题，一是这些舶来品是否在遥感地物分析中同样适用，二是是否有那么多超高分辨率（至少亚米）的数据给你做这个实际业务。

我们在承接的实际业务中，客户需要在有限投入的情况下得到可以指导工作的有用信息。从广义上地物无时无刻不在变化，而我们实际上是要找出实质性的关键变化。与之相对的是要把普通变化剔除掉，比如耕地的耕种和收割，林木的物候循环等等。

因此我们开发了一套称为“复眼”(CompoundEye)的地物变化监测系统，它可以在更容易获取的分辨率尺度（2~10米）开展工作，而且具有智能分拣能力。

比如我们得到3月16的新图像，想知道3月6日到当前10天内的变化。如果完全让人类肉眼去分辨肯定会觉得到处都是变化，特别是农地的变化吸引了大量注意力。

如果采用两个彩色图像相减的方法做差值图，那么大片农田在这里占了显著的比重。

但是你如果拥有昆虫的复眼，情况就大不一样了。下面是“复眼”地物变化监测系统发现的实质性变化。这里用不同强度表明了系统认为该点位发生实质变化的可能性。

上面是只考虑两个时相的情况，如果多输入一些信息，比如把3月1日的情况也告诉给“复眼”，它就能了解到有些变化之前也发生过，会减少实质性变化的输出数量。

下图就降低了左侧一个线状区域的强度，因为“复眼”系统在3月1日见到了雷同的情况，它就觉得不像是实质性变化了。

人类的眼睛的里面看到的是下图左侧的变化，而“复眼”系统看到的是类似右侧的变化，它更能捕获小范围的突变。

这个系统的输出可以用多种方式利用：一是工作人员直接现场访问，二是收集这些被标注区域的高分辨率图像（亚米）来进一步确认，这时整个图像的质量要求不高，只要能看到这些标注小区域就可以了。

联系方式

陈甫 副研究员
中国科学院空天信息创新研究院
chenfu@aircas.ac.cn
13811147935