遥感视频单目标跟踪：进展与展望

董燕妮; 张乐飞; 杜博; 张良培

doi:10.13203/j.whugis20260276

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遥感视频单目标跟踪：进展与展望

摄影测量与遥感 | 更新时间：2026-11-05

- 遥感视频单目标跟踪：进展与展望
- Single-Object Tracking in Remote Sensing Video： Advances and Prospects
- 武汉大学学报（信息科学版） 2026年51卷第10期页码：2180-2195
- 作者机构：
  
  1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉，430079
  2.武汉大学计算机学院，湖北武汉，430072
  3.武汉大学测绘遥感信息工程全国重点实验室，湖北武汉，430079
- 作者简介：
  
  董燕妮，博士，教授，研究方向为遥感图像智能解译。dongyanni@whu.edu.cn
  杜博，博士，教授。dubo@whu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(U2541203)
- DOI：10.13203/j.whugis20260276
  中图分类号： P237
- 收稿：2026-07-21，
  
  纸质出版：2026-10-05
- 稿件说明：
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董燕妮,张乐飞,杜博，等.遥感视频单目标跟踪：进展与展望[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(10):2180-2195.

DONG Yanni,ZHANG Lefei,DU Bo,et al.Single-Object Tracking in Remote Sensing Video: Advances and Prospects[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(10):2180-2195.
董燕妮,张乐飞,杜博，等.遥感视频单目标跟踪：进展与展望[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(10):2180-2195. DOI：10.13203/j.whugis20260276

DONG Yanni,ZHANG Lefei,DU Bo,et al.Single-Object Tracking in Remote Sensing Video: Advances and Prospects[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(10):2180-2195. DOI：10.13203/j.whugis20260276

摘要

遥感视频单目标跟踪通过持续获取运动目标的轨迹与状态变化，推动遥感分析由静态识别走向动态过程理解。以无人机视频、卫星视频和高光谱视频中的单目标跟踪为对象，系统介绍观测平台与数据获取、训练数据来源、数据集及评价协议，梳理3个研究分支的方法演进，并从目标表征、时序状态建模、多源信息利用以及跨域适配与高效部署等方面归纳共性技术问题。分析表明，相关研究已由通用视觉模型的直接迁移逐步转向面向不同观测平台、成像方式和连续观测特点的针对性设计，但专用训练基础尚不充分，长期状态维护的可靠性不足，多源输入适配与实际平台运行之间仍缺少协同考虑。最后，从遥感视频数据与训练基础、序列级目标状态建模以及多源输入适配与端侧运行3个方面进行展望。

Abstract

Single-object tracking in remote sensing video continuously estimates the spatial state of a specified moving target

thereby capturing its trajectory and state evolution over time and extending remote sensing analysis from static object recognition to dynamic process understanding. Compared with conventional single-object tracking in natural scenes

single-object tracking in remote sensing video faces additional challenges arising from platform motion

long-range imaging

small target size

limited spatial detail

complex background interference

and heterogeneous spectral observations. The methodological development is therefore shaped by observation platform

imaging mechanism

data availability

and onboard computing resource. Single-object tracking in unmanned aerial vehicle videos

satellite videos

and hyperspectral videos is systematically reviewed in terms of observation platforms and data acquisition

training data sources

benchmark datasets

evaluation protocols

and model development. For unmanned aerial vehicle videos

the methodological evolution has broadly followed the development of generic visual tracking

progressing from online discriminative learning and Siamese matching to Transformer-based interaction and one-stream joint encoding. The related methods increasingly emphasize target representation under aerial views

temporal context modeling

interference suppression

and efficient token processing. Single-object tracking in satellite video has gradually moved beyond the direct transfer of generic trackers. Early studies mainly focused on search-region adjustment

template maintenance

motion constraints

and state representation

whereas more recent methods incorporate historical observations into deep matching

preserve high-resolution features for small targets

enhance target-aware interactions

maintain historical states

and explicitly estimate target orientation. Single-object tracking in hyperspectral video seeks to convert spectral responses into discriminative target representations. Representative strategies include explicit material feature construction

band grouping and pseudo-color transformation

joint spatial-spectral modeling

and prompt- or adapter-based transfer from pretrained visual backbones. Several common technical issues arise across these research branches. Small targets and repeated downsampling operations weaken target-specific details

while background clutter and visually similar instances increase the risk of target-distractor confusion. Historical templates

temporal tokens

trajectories

and memory states improve adaptation to appearance and motion changes. However

unreliable predictions can accumulate and propagate over long sequences. Target state modeling therefore needs to jointly organize geometric states

appearance cues

motion trends

visibility

and prediction confidence while controlling error propagation during recursive updates. Multi-source information fusion provides complementary spectral

thermal

material

and semantic cues

but band redundancy

noise

spatial misregistration

missing modalities

and limited training data complicate representation learning and feature interaction. Domain shifts induced by changes in platforms

sensors

illumination

weather

and geographic environments further challenge model generalization. Practical deployment requires joint consideration of tracking accuracy

computational latency

memory consumption

parameter adaptation costs

and robustness to changing inputs. The existing research has shifted from the direct transfer of generic visual models toward specialized designs tailored to different observation platforms

imaging mechanisms

and continuous-observation characteristics. Nevertheless

the dedicated training resources remain limited

long-term target state maintenance remains vulnerable to error accumulation

and multi-source input adaptation has yet to be coordinated with efficient operation on real remote sensing platforms. Future research should strengthen remote sensing video data and training foundations

advance sequence-level target state modeling

and coordinate multi-source input adaptation with resource-aware edge deployment. These advances will help transform continuous remote sensing observations into reliable target trajectories and state information for traffic monitoring

maritime surveillance

emergency response

and dynamic scene understanding.

关键词

Keywords

references

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