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科研动态

SDG中心在滑坡灾害评估方面取得新进展

发布时间:2025-01-25

近日,在可持续发展大数据国际研究中心(SDG中心)SDG11案例项目的支持下,SDG中心科研团队与香港中文大学教授马培峰团队在滑坡灾害评估方面,提出一种创新的空间上下文引导校准网络(SCGC-Net)模型,为基于多源遥感图像的滑坡灾害检测提供高效、稳健的解决方案。

近年来,随着全球气候变化和城市化进程的加速,滑坡灾害的频次和严重程度不断增加。及时准确地识别滑坡受灾区域对应急响应、灾害评估和灾后恢复至关重要。然而,基于实地调查和目视解译的传统方法往往耗时费力,难以满足大规模快速响应的需求。虽然高分辨率遥感图像为滑坡检测提供理想的数据源,但在实际应用中仍面临着多尺度特征提取、复杂环境适应和跨域泛化等重大挑战。

针对这些问题,研究团队提出了一种创新的空间上下文引导校准网络(SCGC-Net)模型,共包含三个核心模块:混合多尺度信息提取(HMIE)、上下文感知调制器(CAM)和渐进式空间上下文校准策略(PSCCS)。该模型通过创新性地结合Mamba和CNN架构,实现高效的全局-局部特征提取;采用动态特征调制机制,增强模型在不同地理环境下的适应能力;设计了精确的特征校准策略,显著提升边界分割和小尺度滑坡检测的准确性。

研究团队在CAS滑坡数据集、HR-GLDD和Bijie等多个代表性数据集上进行验证。验证结果表明,SCGC-Net在各项评估指标上都取得了最优表现:在CAS滑坡数据集上交并比达到87.85%,比第二好的Swin Transformer模型提高2.30%;在HR-GLDD数据集上的召回率和交并比分别超越第二高的VMamba和ConvNext模型1.88%和2.61%;在Bijie数据集上F1分数指标达到84.75%、交并比达到73.53%,相比第二好的ConvNext模型分别提高了2.08%和3.06%。在GVLM数据集上进行的泛化实验表明,SCGC-Net具有优异的域适应性,仅需1%的目标域数据即可实现稳定性能。

该研究在提升检测精度的同时,显著降低计算开销,为建立通用的滑坡灾害检测系统,提供重要的技术支持,对提升灾害应急响应能力具有重要意义。该成果也得到中国国家铁路集团有限公司重大科技项目资助。

研究成果“SCGC-Net: Spatial Context Guide Calibration Network for multi-source RSI Landslides detection”在期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing(TGRS)发表,SDG中心博士樊昱坤为第一作者,研究员张红为通讯作者。

论文链接:https://doi.org/10.1109/TGRS.2025.3528750


图1  SCGC-Net架构示意图


图2  滑坡数据集。(a) CAS数据集卫星图像示例,(b) CAS数据集无人机图像示例,(c) HR-GLDD数据集示例,(d)毕节数据集示例,(e)GVLM数据集示例。红色框表示遮蔽区域示例,蓝色框表示混淆因素示例


图3  对比实验结果

图4  泛化性实验评估




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