論文の概要: Joint Super-Resolution and Segmentation for 1-m Impervious Surface Area Mapping in China's Yangtze River Economic Belt
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.05367v1
- Date: Thu, 08 May 2025 16:04:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-09 21:43:49.945955
- Title: Joint Super-Resolution and Segmentation for 1-m Impervious Surface Area Mapping in China's Yangtze River Economic Belt
- Title(参考訳): 中国長江経済ベルトにおける1m不活性表面積マッピングのための共同超解法とセグメンテーション
- Authors: Jie Deng, Danfeng Hong, Chenyu Li, Naoto Yokoya,
- Abstract要約: We propose a novel framework by integrated super- resolution and segmentation called JointSeg, which allows the generation of 1-meter ISA map from Sentinel-2 images。
JointSegはマルチモードのクロスレゾリューション入力をトレーニングし、従来のアプローチに代わるスケーラブルで安価な代替手段を提供する。
この手法は、複雑な都市・農村パターンと多様な地形を特徴とする地域であるヤンツェ川経済ベルト(EB)に成功している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 32.43309839401466
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a novel joint framework by integrating super-resolution and segmentation, called JointSeg, which enables the generation of 1-meter ISA maps directly from freely available Sentinel-2 imagery. JointSeg was trained on multimodal cross-resolution inputs, offering a scalable and affordable alternative to traditional approaches. This synergistic design enables gradual resolution enhancement from 10m to 1m while preserving fine-grained spatial textures, and ensures high classification fidelity through effective cross-scale feature fusion. This method has been successfully applied to the Yangtze River Economic Belt (YREB), a region characterized by complex urban-rural patterns and diverse topography. As a result, a comprehensive ISA mapping product for 2021, referred to as ISA-1, was generated, covering an area of over 2.2 million square kilometers. Quantitative comparisons against the 10m ESA WorldCover and other benchmark products reveal that ISA-1 achieves an F1-score of 85.71%, outperforming bilinear-interpolation-based segmentation by 9.5%, and surpassing other ISA datasets by 21.43%-61.07%. In densely urbanized areas (e.g., Suzhou, Nanjing), ISA-1 reduces ISA overestimation through improved discrimination of green spaces and water bodies. Conversely, in mountainous regions (e.g., Ganzi, Zhaotong), it identifies significantly more ISA due to its enhanced ability to detect fragmented anthropogenic features such as rural roads and sparse settlements, demonstrating its robustness across diverse landscapes. Moreover, we present biennial ISA maps from 2017 to 2023, capturing spatiotemporal urbanization dynamics across representative cities. The results highlight distinct regional growth patterns: rapid expansion in upstream cities, moderate growth in midstream regions, and saturation in downstream metropolitan areas.
- Abstract(参考訳): 本稿では,1mのISAマップを,利用可能なSentinel-2画像から直接生成することを可能にするジョイントセグという,超解像とセグメンテーションを統合した新しいジョイントフレームワークを提案する。
JointSegはマルチモードのクロスレゾリューション入力をトレーニングし、従来のアプローチに代わるスケーラブルで安価な代替手段を提供する。
この相乗的設計により、微粒な空間テクスチャを保ちながら10mから1mの分解能を段階的に向上することができ、効果的にクロススケールな特徴融合によって高い分類精度を確保することができる。
この手法は、複雑な都市・農村パターンと多様な地形を特徴とするヤンゲ川経済ベルト (YREB) に適用されている。
その結果、2021年にISA-1と呼ばれる総合的なISAマッピング製品が作られ、面積は2200万平方キロメートルを超える。
10m ESA WorldCoverや他のベンチマーク製品と比較すると、ISA-1は85.71%のF1スコアを獲得し、双線形補間に基づくセグメンテーションを9.5%上回り、他のISAデータセットを21.43%-61.07%上回る。
密集した都市化地域(周州、南京など)では、ISA-1は緑地や水域の識別を改善することでISA過大評価を減らす。
逆に、山間部(例:ガンジ、Zhaotong)では、農村道路や小集落などの断片化された人為的特徴を検知し、多様な景観にまたがる頑丈さを実証する能力が強化されているため、ISAを著しく高めている。
さらに、2017年から2023年までの2年ごとのISAマップを提示し、代表都市における時空間都市化のダイナミクスを捉えた。
その結果,上流都市の急速な拡大,中流域の緩やかな成長,下流大都市圏の飽和といった地域的な成長パターンが明らかになった。
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