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NationalBulletin

sensing遥感学报

人工智能时代的遥感变化检测技术：

继承、发展与挑战

柳思聪1，都科丞1，郑永杰1，陈晋2，杜培军3，童小华1

I．同济大学测绘与地理信息学院，上海200092；

2．北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室，北京100875；

3．南京大学地理与海洋科学学院，南京210023

摘要：多时相遥感影像变化检测是指对同一地理区域、不同时间获取的遥感影像进行自动变化发现、识别与

解释的遥感处理与分析技术。随着卫星遥感技术及人工智能理论方法的快速发展，基于多时相遥感影像数据驱

动和模型驱动的传统变化检测方法正朝着数据一模型一知识联合驱动的方向转型和演变，以更加自动化、精细

化和智能化的方式，解决多领域的地表时空变化检测问题。本文在总结多时相遥感数据源从同构到异构、变化

检测模型从传统到智能、变化检测应用从理论到落地过程中存在问题的基础上，以光学遥感影像变化检测任务

为例，梳理和分析了人工智能时代下变化检测技术的发展历程。从无监督、监督、弱监督3个方面探讨了遥感变

化检测从传统到前沿技术的转型特点与趋势，并进一步提出了未来需重点突破模型的物理可解释性、泛化及迁

移能力、跨数据一跨场景一跨领域应用水平等关键问题。

关键词：遥感，变化检测，多时相分析，人工智能，机器学习，深度学习

中图分类号：P2

引用格式：柳思聪，都科丞，郑永杰，陈晋，杜培军，童小华．2023．人工智能时代的遥感变化检测技术：继承、发展与挑战．遥感学

报。27(9)：1975—1987

LiuSKYPandXH．2023．Remotedetectioninthe

C，DuJ，ChenJ，DuJ

C，ZhengTongsensingchaⅡgetechnology

Eraofarti丘cialandRemoteBlllletin。27(9)：

inteuigence：Inheritance，developmentchallenges．NationalSensing

1975—1987[DOI：10．11834／jrs

遥感影像变化检测(Change

1引言

通常定义为：处理和分析在同一地理区域、不同

利用卫星遥感实现对地多时相观测和自动变时刻获取的遥感影像，从而探测识别出变化信息

化检测，为深入理解地表的持续性变化提供了重

要的技术手段，也广泛助力于农业调查、城市扩

展、资源勘探、生态评估、灾害监测等多领域的空分辨率都足够精细的前提下，理论上可获得较

遥感应用(Song等，2018；杜培军等，2012a；为系统和全面的地表真实变化信息，如变化时间、

Pekel等，2016；Liu等，2017a；Dalponte等，

变化位置、变化范围、变化种类、变化程度和变

2019)。由于卫星的重访性和持续性特点，长时序化状态等。变化检测技术根据应用目的可分为：

(如年际)和短时(如日际甚至时际)观测均可获异常变化检测、二类变化检测、多类变化检测和

取海量的多时相遥感影像。如何从中挖掘出高价

值、有意义的地表变化信息，从而支撑全球和区