本技术公开了一种基于边缘注意力的海洋中尺度涡分割方法,涉及语义分割领域。解决了现有模型对涡旋边缘信息提取效果不强,分割出的海洋中尺度涡的形状和位置不够准确的问题。具体包括以下步骤:(1)获取海平面异常数据SLA,对于SLA进行可视化处理生成海洋中尺度涡图像数据集并进行标注,将图像数据划分为训练集、验证集、测试集,并使用图像增强操作预处理。(2)创建网络模型,将预处理后的海洋中尺涡图像数据集输入到基于边缘注意力的海洋中尺度涡分割网络即EGA‑AFFUNet模型中进行训练,分割海洋中尺度涡图像数据集中的海洋中尺度涡旋(3)在验证集上选取出性能最优的EGA‑AFFUNet模型,在测试集上将测试结果和涡旋标签数据集对比获得评价指标。
背景技术
海洋科学是研究地球表面覆盖最大、生物多样性最丰富的生态系统的科学。了解海洋中尺度涡的分布特征对于研究海洋环流、气候变化、生态系统等方面具有重要意义。中尺度涡是一种复杂的流体动力学现象,其生成、发展和消散受到多种因素的影响,如风场、海流、温度等。因此,对中尺度涡的检测和分析具有一定的挑战性。
传统的海洋中尺度涡检测方法检测精准度较低或缺乏通用能力。传统的海洋中尺度涡检测方法大多是基于海洋中尺度涡的物理特征或者几何特征实现的,这些基于人工设计海洋中尺度涡特征的检测方法,难以准确地描述海洋中尺度涡的复杂特征。另外,由于传统的海洋中尺度涡检测方法需要专家在充分了解海洋遥感成像机理的前提下设置物理参数阈值,然而,由于海洋中尺度涡的复杂性和人类对其认识的局限性,专家所设置的物理阈值的方法往往只适用于特定海域的海洋中尺度涡识别,难以满足海洋中尺度涡在其他海域进行自动检测的要求,缺乏通用能力。
现有的利用海平面异常数据进行海洋中尺度涡分割的深度学习模型没有较好地提取到海洋中尺度涡的边缘信息。空间信息恢复性差的卷积神经网络模型在自动分割海洋中尺度涡时会破坏其原始的空间分辨率,导致分割到的海洋中尺度涡的形状和位置变得不够准确。
实现思路