准确性评估表明,我们的 ACM 在所有研究年中均达到了 0.947 ± 0.021 的平均 mIoU,并且估计的 CPIC 面积与官方统计数据高度一致。我们的研究结果表明,2021 年巴西 CPIC 面积达到 1.8 × 106 公顷,是 1985 年的 45 倍。过去几十年 CPIC 扩张主要发生在米纳斯吉拉斯州、戈伊亚斯州和巴伊亚州,平均 每年新增面积8000多公顷。我们还发现,自 1985 年以来,CPIC 的扩张已经侵占了 42,000 公顷灌木和 25,000 公顷森林,而且影响仍在持续和加剧。据我们所知,制作的ACM是巴西最长、空间最详细的CPIC产品,反映了CPIC过去四十年的时空变化,可以为巴西水资源管理和农业决策提供重要的信息服务。验证样品的研究区域和分布情况
1985年至2021年巴西的陆地卫星图像。(a)每年陆地卫星图像数量;(b)1985-2021年陆地卫星图像的有效观测频率
11个候选特征的重要性
特征选择算法捕获了具有不同物候规律的相似且一致的CPIC特征。 (a) 显示了 EVI 的年度时间序列曲线,(b) 是 2020 年 1 月以来的假彩色合成图像。(c) 说明了 CPIC 在我们的合成图像中相似且一致的视觉外观
训练样本的生成。 (a) 训练和测试区域的空间分布。 (b) 新样本生成过程:Ipos和Ikneg分别代表正样本和负样本; ppos和pneg是其中选定的部分; Ik new 是生成的样本
U-Net的架构。 每个蓝色矩形对应一个多通道特征图。 特征图左侧或右侧显示的数字表示它们的大小。 特征图上方的数字表示通道数
在测试数据集上分割不同模型的结果和错误。 (a) 测试数据集的图像。 (b) CPIC 的基本事实。 (c) U-Net。 (d)ResNet101-UNet。 (e) EfficientNetB5-UNet。 (f) HRNet
我们的产品与现有产品的比较。 (a) De Carvalho 的 CPIC 地图。 (b) 我们的CPIC地图。 (c) 基本事实
每个映射年份 CPIC 产品的精确率、召回率、mIoU 和 F1 分数
我们的估计和ana报告的CPIC地区的州级比较。红色的虚线是1:1的线。请注意,所有的线性回归都具有统计学意义,p
我们对8年人口普查的估计和ana报告的CPIC地区的国家级比较
2021年全国CPIC地区的空间分布及其局部细节图。CPIC像素用绿色表示
1985-2021年CPIC地区的变化趋势。(a) CPIC地区从1985年到2021年。(b)1986年至2021年CPIC年增加面积。(c)1986-2021年CPIC地区的年增长率
1985年至2021年,在CPIC面积扩张最大的前5个州的中心-枢轴灌溉农田(CPIC)面积的年际变化
1985年至2021年各县CPIC面积的Sen斜率。未通过MK测试的县以灰色显示
1985年至2021年在像素级调查中的CPIC变化。A、B和C站点位于巴伊亚、伯南布哥和圣保罗南˜,其中分别发生了显著的扩张、废弃和改道变化。在(a)中记录了CPIC区域的年度变化,(b-f)显示了1985年、1995年、2005年、2015年和2021年的CPIC区域
在测试集上使用不同输入特征的模型的预测结果和误差。(a)测试数据集的图像。(b-f)为输入特征分别为3、5、7、9和11个频带的模型
1985年和1990年的陆地卫星图像可视化(a,d)、ANA报告结果(b,e)和我们的测绘结果(c,f)。结果图中的白色和黑色分别表示CPIC和非CPIC
一个小的CPIC(直径为150米)在不同的空间分辨率图像中呈现出不同的形状。(a)谷歌图像,具有一米的空间分辨率。
(b)哨兵-2图像,具有10米的空间分辨率。(c)具有30米空间分辨率的陆地卫星图像
自1985年以来,不同土地覆盖产品转化为社会消费品的面积和比例
不同时期的农田、森林、灌丛、草原转化为CPIC地区的比例(a)和面积(b)
2021年CPIC增加区域近几十年土地覆盖产品转换过程