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第一届高光谱遥感数据处理与应用大赛

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2024-10-25 21:51

大赛概览

“第八届全国成像光谱对地观测学术研讨会”（第十四届成像光谱技术与应用研讨会暨交叉学科论坛）以“遥瞰天地，谱像致微，感知万象”为主题，定于2024年11月1-4日在上海市召开。本次会议同期举办高光谱遥感数据处理与应用大赛，优秀竞赛成果将选为分论坛报告，会议信息请关注会议官网。

高光谱遥感能够捕获地貌特征所反射的丰富光谱信息，与传统遥感相比提供了大量细节，对于环境监测、资源勘探和农村农业等领域的精确管理和科学决策具有重要意义。高光谱遥感数据处理与应用大赛旨在通过解译高分五号卫星可见短波红外高光谱相机AHSI（Advanced Hyperspectral Imager）的数据，促进遥感技术的创新与发展。我们鼓励参赛者应用先进的数据处理技术，准确识别和提取水体、植被和矿物等典型场景中的关键类别和特征，以期提高高光谱遥感数据的应用水平。

赛道设置

本次比赛设有六个赛道，包括水体，甲烷，土壤，岩矿，植被5个地物反演赛道和1个地表覆盖分类赛道。在广阔区域或复杂地形中，对高光谱遥感图像中的典型地理特征和环境参数进行智能化解译。

1. 水体水质参数反演

水是直接关系到维系生态平衡和保障人类福祉的重要自然资源，水质问题日益受到广泛关注。水质监测是评价水体质量及制定保护决策的重要支撑。高光谱遥感技术以其高分辨率和丰富的光谱信息，为水质监测提供了一种新的技术手段。本次比赛准备了2景不同水域的高光谱遥感影像数据，参赛者将基于遥感影像进行分析和水质参数的反演。比赛中将会提供高光谱卫星遥感影像，参赛者需要开发与设计算法，至少反演出以下水质参数：叶绿素a浓度（Chl-a）、悬浮物浓度（SSC）。比赛鼓励参赛者开发和应用创新的反演算法，以提高反演的准确性和效率。参赛者最终需要提交算法的详细描述报告、反演结果图像数据，组委会将通过与同步水面实测水质参数数据进行对比分析，评估算法的有效性和准确性。

2. 甲烷点源定量监测

甲烷点源遥感监测将有效支撑温室气体监测预警工作，对国家更好实现“碳达峰、碳中和”战略目标至关重要。高光谱遥感技术同时兼顾高空间分辨率和高光谱分辨率特性，在甲烷点源探测中展现出了独特的潜力和优势。本次比赛准备了3景针对甲烷点源探测的高光谱遥感影像，其中一景作为甲烷点源探测的参考影像（无甲烷排放）。参赛者将基于这些数据进行分析并开展甲烷点源识别量化，生成甲烷点源监测专题图。比赛中将会提供高光谱遥感影像，参赛者需要开发和设计算法，开展甲烷点源识别量化，生成甲烷点源监测专题图。比赛鼓励参赛者开发和应用创新的反演算法，以提高反演的准确性和效率。参赛者最终需要提交算法的详细描述、反演结果图及数据，我们将通过与地面实测数据进行对比分析，评估算法的有效性和准确性。

3. 土壤参量定量反演

土壤是陆地生态系统的重要组成部分，对于农业、生态环境乃至人类生活都具有至关重要的意义。高光谱遥感技术能够高精度地监测和评价土壤有机质、重金属等属性，为土壤环境保护和农业可持续发展提供重要依据。本次比赛准备了2景我国某地裸土时期的高光谱影像数据及与拍摄时间同步的土壤样本实测数据集，影像的主要地物类型包括耕地、水体、建设用地等，参赛者需针对裸土/耕地区开展土壤参数分析及定量反演。比赛中将会提供高光谱遥感影像以及部分地面实测数据，参赛者需要开发与设计算法，至少反演出以下土壤参量：盐分、有机质、重金属。比赛鼓励参赛者开发和应用创新的反演算法，以提高反演的准确性和效率。参赛者最终需要提交算法的详细描述、反演结果图及数据，我们将通过与地面实测数据进行对比分析，评估算法的有效性和准确性。

4. 地质、蚀变信息提取与反演

矿产资源关系着国家的“资源安全”问题，随着新一轮找矿突破战略行动的展开，矿产资源的勘查力度也随之增大。高光谱遥感技术作为最新的绿色勘查手段在地质应用中被广泛关注，它以其丰富的光谱信息，为地质填图提供了一种更加详实、准确和快速的技术手段。本次比赛准备了2景针对裸露区和植被覆盖区的高光谱遥感影像，以及与之相对应的地面实测样本数据集，包括了不同岩性的实测波谱等。参赛者将基于这些数据进行分析和地质岩性、蚀变解译，开展不同地区主要矿产资源类型的蚀变组合特征反演，划定异常区，反演区域成矿环境和流体运移特征。比赛中将会提供高光谱遥感影像和部分地面实测数据，参赛者需要开发和设计算法，依据地质事实反演出：成矿有利地段、矿化中心、成矿环境参数等。比赛鼓励参赛者开发和应用创新的反演算法，以提高反演的准确性和效率。参赛者最终需要提交算法的详细描述、反演结果图及数据，我们将通过与地面实测数据进行对比分析，评估算法的有效性和准确性。

5. 植被生化和结构参数反演

森林、草地和农作物等植被是直接关系人类生存的重要资源，与粮食安全和双碳战略密切相关。高光谱遥感技术以其高分辨率和丰富的光谱信息，为植被健康监测提供了一种新的技术手段。本次比赛准备了5景针对不同森林、草地和农田的高光谱遥感影像数据。参赛者将基于这些数据进行植被结构和生理参数的反演。比赛中将会提供高光谱遥感影像以及部分地面实测数据，参赛者需要开发与设计算法，至少反演出以下植被参数：叶面积指数、叶片叶绿素含量和叶片氮含量。比赛鼓励参赛者开发和应用创新的反演算法，以提高反演的准确性和效率。参赛者最终需要提交算法的详细描述、反演结果图及数据，我们将通过与地面实测数据进行对比分析，评估算法的有效性和准确性。

6. 高光谱遥感图像地表覆盖分类

湿地是地球上最重要的生态系统之一，在维持生物多样性、调节气候、净化水质等方面发挥着不可替代的作用。然而，由于人类活动的影响，全球湿地面积不断减少，生态功能逐渐退化。为了更好地保护和管理湿地，迫切需要开展湿地生态监测和评估工作。高光谱遥感可充分发挥纳米级光谱优势，为湿地地物精细化监测提供判别性信息。本次比赛准备了典型滨海湿地区域的高光谱遥感影像数据集，并提供给参赛者进行训练。这些数据涵盖了湿地中的多种地物类型，包括植被、盐田、池塘、建筑等，为参赛者提供了丰富的研究素材。参赛者需要充分利用这些高光谱数据，开发和设计解译算法，深入分析湿地的特征，精准解译湿地地物类型。比赛鼓励参赛者发挥创意，研发高光谱遥感解译算法，以期显著提升湿地地物解译的准确性和效率。临近评测时，本次比赛将发布用于测试的高光谱遥感影像数据。参赛者最终需要提交算法的详细描述、分类结果及图像，我们将通过与地面实测数据进行对比分析，评估算法的有效性和准确性。

比赛奖项

大赛的奖项设置如下：

一等奖：10,000元人民币的现金奖励和荣誉证书。二等奖：5,000元人民币的现金奖励和荣誉证书。三等奖：2,000元人民币的现金奖励和荣誉证书。

奖项评定标准如下：

所有参赛队伍需要注册并参加大会；专家将对入选参赛队伍的作品进行综合评分评出等第，优秀成果将以论文形式在会议专刊上发表。

赛制形式

参赛队伍报名审核通过后将获得大赛组委会发送的星载高光谱图像数据。参赛者需根据各赛道要求准备算法的详细描述、反演结果图、分类结果及数据等，在比赛截止日期9月30日前提交结果。

文件内容：1）算法详细说明文档； 2）结果及数据分析文档；3）反演结果/分类结果原图；4）其他

文件类型：压缩包.zip文件；命名方式：赛道x_团队名称_大会注册码（示例：赛道1_水质反演队_CWHEO-Qetjdhoc28）

结果提交指定邮箱：hsi@ce.ecnu.edu.cn

赛事安排

报名阶段（2024.8）：

8月10日：发布高光谱遥感数据处理与应用大赛通知并开放注册。 8月20日：发布数据。 9月30日：成果提交截止。

各参赛队伍统一通过竞赛报名官网进行报名。下载并签署数据使用协议后完成竞赛注册。每个参赛团队包含一名队长和不超过四名队员，其中，队长需注册“第八届全国成像光谱对地观测学术研讨会”。需要注意的是，作为队长不能同时担任两个团队的负责人，且每个团队只能报名参加一个赛道，但同一个单位的不同团队仍然可以参加不同赛道。