【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于变电站环水保，尤其涉及一种变电站环水保土地扰动范围监测方法及系统。
技术介绍
1、变电站是电力系统中的关键组成部分，负责将发电站产生的高压电转换为适合长距离传输和分配的电压等级，变电站还负责将高压电转换为适合家庭和工业使用的较低电压。
2、变电站的建设和运营对电力供应的稳定性和可靠性至关重要。
3、随着工业化和城市化的快速发展，环境保护和水资源保护变得越来越重要，变电站的建设和运营可能会对周边环境造成影响，尤其是在土地扰动方面，
4、土地扰动可能导致多种环境问题，如土壤侵蚀、水土流失、生态系统破坏和水质污染。这些问题不仅影响当地居民的生活质量，还可能对整个生态系统产生长期影响。
5、在变电站的项目施工过程中，施工人员开挖地面，使施工区地表和周边环境产生差异，这种差异主要体现在新土与原土的差异、裸露地表与植被覆盖地表的差异，差异的界限提取结果即为项目施工扰动区域，从而测算出土地扰动范围。
6、传统的遥感图像变化检测主要采用图像差分、比值、变化向量分析(cva)等方法，分别将邻域信息、结构特征和对比差异图、均值差异图以及主成分分析应用于变化检测，检测精度有一定的提升，但上述方法部分依赖于手工构建的特征表示，对复杂的高层次变化信息的建模能力有限，并且当变化类和非变化类的特征重叠或其统计分布建模不准确时，检测结果会产生较大误差，具有一定的局限性。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种变电站环水保土地扰
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。
3、在本专利技术的第一方面，提供了一种变电站环水保土地扰动范围监测方法，该方法包括以下步骤：
4、步骤s101：利用无人机获取变电站工程区域的前时相图像和后时相图像；
5、步骤s102：前时相图像和后时相图像经过小波变换分解成高频和低频分量，对高频分量利用双线性插值方法进行处理，对低频分量利用双三次插值方法进行处理，接着进行小波逆变换，输出高分辨率的图像；
6、步骤s103：在编码器中，采用融合有轻量化通道注意力模块的resnet-50特征提取网络对高分辨率的图像进行特征提取处理，将提取的各个特征层做差并取绝对值，获得差异特征图；
7、步骤s104：差异特征图通过按通道拼接后上采样的方式将变化特征图融合到解码器部分，解码器中，通过仅包含一个隐藏层的mlp结构，对经过特征差异增强的特征图进行解码，生成一个二分类变化预测映射，输出最终的变化结果图像。
8、在本专利技术实施例方案的进一步限定中，对高频分量利用双线性插值方法进行处理之前，还包括对高频分量利用canny算法进行边缘提取的处理，以得到新高频分量，再对新高频分量利用双线性插值方法进行处理，可有效保留边缘信息并提高了插值速度。
9、在本专利技术实施例方案的进一步限定中，融合有轻量化通道注意力模块的resnet-50特征提取网络包括：
10、输入层，输入层用于接收输入图像，本专利技术实施例中，输入图像为高分辨率的前时相图像和后时相图像；
11、残差卷积块：包括卷积、批量归一化和relu激活函数；
12、轻量化通道注意力模块：添加在残差块之后；
13、平均池化层：在残差块和cam之后进行平均池化；
14、全连接层：将池化后的特征进行映射。
15、在本专利技术实施例方案的进一步限定中，采用融合有轻量化通道注意力模块的resnet-50特征提取网络对高分辨率的图像进行特征提取处理的步骤中，前时相图像和后时相图像由2个共享参数的特征提取模块进行特征提取；
16、图像在经过卷积和池化处理后，利用残差卷积块进行多尺度语义特征的提取；
17、残差卷积块由带有2倍下采样的resnext单元和1×1的卷积组成，之后统一由上采样模块获得与首个层残差块一样的特征图尺寸，这样一来，可以得到融合了不同尺度的高级语义信息和低级空间信息的输出特征；
18、将4层的变换特征图在通道上进行串联，输入一个3×3的卷积层得到最终的特征图。
19、在本专利技术实施例方案的进一步限定中，在不同尺度的信息融合时，要求相同尺度的数据进行信息融合，采用上采样和下采样的方法使图像数据保持有相同的分辨率，具体的，尺度计算方式如下：
20、
21、式中，padding表示特征数据的填充；kernel_size表示卷积核的大小；stride表示每次卷积移动的步幅；hout表示特征图的高；wout表示特征图的宽。
22、在本专利技术实施例方案的进一步限定中，第n个残差卷积块中第c个卷积层的输出表示为：fn，c＝σ(wn，c[fn-1，fn，1，...，fn，c-1])；
23、式中，σ表示relu激活函数，wn，c表示第c个卷积层的权重值；
24、将每个残差卷积块的每一层的输出特征进行映射拼接，前一个残差卷积块的输出特征与当前残差卷积块的输出特征的每一层都连接到后续层，基于这种形式，可以很好的保留局部特征。
25、在本专利技术实施例方案的进一步限定中，采用三个残差卷积块作为特征提取网络的主干，在得到每个残差卷积块局部信息特征之后，进行一个全局特征融合和全局残差学习；全连接层融合每一个残差卷积块的输出特征，并且与初始输入特征进行一个全局残差学习，可以有效减少信息丢失；
26、将融合好的特征送入一个3×3的卷积中，将得到的特征与其自身再进行一个融合，得到最终的特征结果，该最终的特征结果f′表示为：
27、f′＝fcat+conv(fcat)；
28、式中，conv表示3×3的卷积操作，fcat表示特征经过全局融合和残差学习的结果，可以有效保留低层次的特征。
29、在本专利技术实施例方案的进一步限定中，差异特征图通过按通道拼接后上采样的方式将变化特征图融合到解码器部分的步骤包括：在差异特征图中的f1、f2、f3、f4和f5中，将f3、f4和f5分别两倍上采样后和f2相拼接融合后得到p2，再将p2两倍上采样后与f1相拼接融合得到p1。
30、在本专利技术实施例方案的进一步限定中，对经过特征差异增强的特征图进行解码，生成一个二分类变化预测映射，输出最终的变化结果图像的步骤中，mlp对上采样的特征图p1进行解码，生成一个变化预测映射，变化预测映射是一个二维图像，其中，每个像素的值表示该位置发生变化的可能性，变化预测映射会通过一个阈值来转换为二进制图像，其中高于阈值的像素被标记为1，不高于阈值的像素被标记为0，0和1分别代表未变化区域和变化区域的标签，对应的，变化区域即为变电站工程中所需监测的土地扰动范围。
31、在本专利技术的第二方面，提供了一种变电站环水保土地扰动范围监测系统，该系统包括：
32、图像获取模块，用于利用无人机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，对高频分量利用双线性插值方法进行处理之前，还包括对高频分量利用Canny算法进行边缘提取的处理，以得到新高频分量，再对新高频分量利用双线性插值方法进行处理。
3.根据权利要求2所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，融合有轻量化通道注意力模块的ResNet-50特征提取网络包括：
4.根据权利要求3所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，采用融合有轻量化通道注意力模块的ResNet-50特征提取网络对高分辨率的图像进行特征提取处理的步骤中，前时相图像和后时相图像由2个共享参数的特征提取模块进行特征提取；
5.根据权利要求4所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，在不同尺度的信息融合时，要求相同尺度的数据进行信息融合，采用上采样和下采样的方法使图像数据保持有相同的分辨率，具体的，尺度计算方式如下：
6.根据权利要求5所述的变电站环水保土地扰动范
7.根据权利要求6所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，采用三个残差卷积块作为特征提取网络的主干，在得到每个残差卷积块局部信息特征之后，进行一个全局特征融合和全局残差学习；全连接层融合每一个残差卷积块的输出特征，并且与初始输入特征进行一个全局残差学习；
8.根据权利要求7所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，差异特征图通过按通道拼接后上采样的方式将变化特征图融合到解码器部分的步骤包括：在差异特征图中的f1、f2、f3、f4和f3中，将f3、f4和f5分别两倍上采样后和f2相拼接融合后得到p2，再将p2两倍上采样后与f1相拼接融合得到p1。
9.根据权利要求2所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，对经过特征差异增强的特征图进行解码，生成一个二分类变化预测映射，输出最终的变化结果图像的步骤中，MLP对上采样的特征图p1进行解码，生成一个变化预测映射，变化预测映射是一个二维图像，其中，每个像素的值表示该位置发生变化的可能性，变化预测映射会通过一个阈值来转换为二进制图像，其中，高于阈值的像素被标记为1，不高于阈值的像素被标记为0。
10.一种用于实现如权利要求1-9任一所述变电站环水保土地扰动范围监测方法的监测系统，其特征在于，该监测系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，对高频分量利用双线性插值方法进行处理之前，还包括对高频分量利用canny算法进行边缘提取的处理，以得到新高频分量，再对新高频分量利用双线性插值方法进行处理。
3.根据权利要求2所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，融合有轻量化通道注意力模块的resnet-50特征提取网络包括：
4.根据权利要求3所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，采用融合有轻量化通道注意力模块的resnet-50特征提取网络对高分辨率的图像进行特征提取处理的步骤中，前时相图像和后时相图像由2个共享参数的特征提取模块进行特征提取；
5.根据权利要求4所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，在不同尺度的信息融合时，要求相同尺度的数据进行信息融合，采用上采样和下采样的方法使图像数据保持有相同的分辨率，具体的，尺度计算方式如下：
6.根据权利要求5所述的变电站环水保土地扰动范围监测方法，其特征在于，第n个残差卷积块中第c个卷积层的输出表示为：
7.根据权利要求6所述的变电...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏平，朱慧婷，侯勇，任东红，海涵，高燕霞，高宇，杨旭，冯永超，
申请(专利权)人：国网陕西省电力有限公司建设分公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。