Ultralytics YOLO27:
Get Started

xView 数据集#

xView 数据集是公开可用的最大卫星图像基准数据集之一,在超过 1,400 km² 的 0.3 m WorldView-3 影像中,提供了 60 个类别、超过 100 万个带有边界框标注的物体实例,适用于物体检测。该数据集由美国国家地理空间情报局(NGA)为 DIUx xView 2018 Challenge 发布,需要手动下载,大小约为 20.7 GB。

创建该数据集的目的是推动计算机视觉在以下四个方面取得进展:

  1. 降低检测所需的最低分辨率。
  2. 提高学习效率。
  3. 支持发现更多物体类别。
  4. 提高细粒度类别的检测能力。

在 COCO 等基准数据集的基础上,xView 聚焦于俯视图像,其中的物体比地面视角照片中的物体小得多,分布也更密集。

需要手动下载

xView 数据集不会自动下载。请在 DIUx xView 2018 Challenge 网站注册,然后下载 train_images.zip(~15 GB)、train_labels.zip 和 val_images.zip(~5 GB),再将其解压到 datasets/xView/ 下,使其包含:

datasets/xView/
├── train_images/          # 847 TIF satellite images
├── val_images/            # 282 TIF images (no public labels)
└── xView_train.geojson    # bounding-box annotations

首次运行训练时,Ultralytics 会将 GeoJSON 标注转换为 YOLO 格式,并自动将带标注的图像按约 90/10 的比例划分为训练集和验证集——无需手动转换。

主要功能#

  • 细粒度类别:涵盖飞机、车辆、铁路车辆、船舶、建筑设备和建筑物等 60 个物体类别,其中许多类别的物体体积小、出现频率低且外观相似。
  • 高分辨率:由 WorldView-3 卫星采集,地面采样距离为 0.3 m。
  • 密集标注:在超过 1,400 km² 的影像中标注了超过 100 万个物体实例,全部使用水平边界框标注。
  • 自动转换:Ultralytics 下载脚本会将原始 GeoJSON 标签转换为 YOLO 格式,并在首次使用时生成训练/验证集划分。

数据集结构#

xView 图像是 TIF 格式的大幅面卫星场景,只有 847 张训练图像附带公开标签;包含 282 张图像的挑战验证集没有标签。因此,Ultralytics xView.yaml 配置会在首次使用时自动划分带标签的图像:

划分图像说明
训练约占 847 张图像的 90%列在 autosplit_train.txt 中的带标签图像,首次运行时生成
验证约占 847 张图像的 10%列在 autosplit_val.txt 中的带标签图像,用于评估

60 个类别涵盖细粒度类别,例如固定翼飞机、货机、小型汽车、巴士、机车、船舶、挖掘机、建筑物、飞机库和储罐;完整列表见下方的数据集 YAML。转换过程中,原始挑战类别 ID(11–94)会重新映射为连续索引 0–59。

应用场景#

xView 的细粒度类别和高分辨率俯视视角,使其成为在遥感领域训练和评估深度学习模型的标准基准。常见应用包括:

  • 军事与国防侦察
  • 城市规划与发展
  • 环境监测
  • 灾害响应与评估
  • 基础设施测绘与管理

其他俯视图像基准数据集,请参阅专注于无人机图像的 VisDrone 数据集或使用有向框的 DOTA-v2 数据集。

数据集 YAML#

xView.yaml 文件定义了数据集配置,包括数据集路径、60 个类别名称,以及用于转换 GeoJSON 标注并生成自动划分的下载脚本。该文件由 Ultralytics 在代码库 https://github.com/ultralytics/ultralytics/blob/main/ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml 中维护。

ultralytics/cfg/datasets/xView.yaml
# Ultralytics 🚀 AGPL-3.0 License - https://ultralytics.com/license

# DIUx xView 2018 Challenge dataset https://challenge.xviewdataset.org by U.S. National Geospatial-Intelligence Agency (NGA)
# --------  Download and extract data manually to `datasets/xView` before running the train command.  --------
# Documentation: https://docs.ultralytics.com/datasets/detect/xview
# Example usage: yolo train data=xView.yaml
# parent
# ├── ultralytics
# └── datasets
#     └── xView ← downloads here (20.7 GB)

# Train/val/test sets as 1) dir: path/to/imgs, 2) file: path/to/imgs.txt, or 3) list: [path/to/imgs1, path/to/imgs2, ..]
path: xView # dataset root dir
train: images/autosplit_train.txt # train images (relative to 'path') 90% of 847 train images
val: images/autosplit_val.txt # val images (relative to 'path') 10% of 847 train images

# Classes
names:
  0: Fixed-wing Aircraft
  1: Small Aircraft
  2: Cargo Plane
  3: Helicopter
  4: Passenger Vehicle
  5: Small Car
  6: Bus
  7: Pickup Truck
  8: Utility Truck
  9: Truck
  10: Cargo Truck
  11: Truck w/Box
  12: Truck Tractor
  13: Trailer
  14: Truck w/Flatbed
  15: Truck w/Liquid
  16: Crane Truck
  17: Railway Vehicle
  18: Passenger Car
  19: Cargo Car
  20: Flat Car
  21: Tank car
  22: Locomotive
  23: Maritime Vessel
  24: Motorboat
  25: Sailboat
  26: Tugboat
  27: Barge
  28: Fishing Vessel
  29: Ferry
  30: Yacht
  31: Container Ship
  32: Oil Tanker
  33: Engineering Vehicle
  34: Tower crane
  35: Container Crane
  36: Reach Stacker
  37: Straddle Carrier
  38: Mobile Crane
  39: Dump Truck
  40: Haul Truck
  41: Scraper/Tractor
  42: Front loader/Bulldozer
  43: Excavator
  44: Cement Mixer
  45: Ground Grader
  46: Hut/Tent
  47: Shed
  48: Building
  49: Aircraft Hangar
  50: Damaged Building
  51: Facility
  52: Construction Site
  53: Vehicle Lot
  54: Helipad
  55: Storage Tank
  56: Shipping container lot
  57: Shipping Container
  58: Pylon
  59: Tower

# Download script/URL (optional) ---------------------------------------------------------------------------------------
download: |
  import json
  from pathlib import Path
  import shutil

  import numpy as np
  from PIL import Image

  from ultralytics.utils import TQDM
  from ultralytics.data.split import autosplit
  from ultralytics.utils.ops import xyxy2xywhn

  def convert_labels(fname=Path("xView/xView_train.geojson")):
      """Convert xView GeoJSON labels to YOLO format (classes 0-59) and save them as text files."""
      path = fname.parent
      with open(fname, encoding="utf-8") as f:
          print(f"Loading {fname}...")
          data = json.load(f)

      # Make dirs
      labels = path / "labels" / "train"
      shutil.rmtree(labels, ignore_errors=True)
      labels.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

      # xView classes 11-94 to 0-59
      xview_class2index = [-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 0, 1, 2, -1, 3, -1, 4, 5, 6, 7, 8, -1, 9, 10, 11,
                           12, 13, 14, 15, -1, -1, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, -1, 23, 24, 25, -1, 26, 27, -1, 28, -1,
                           29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, -1, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, -1, -1, -1, -1, 46,
                           47, 48, 49, -1, 50, 51, -1, 52, -1, -1, -1, 53, 54, -1, 55, -1, -1, 56, -1, 57, -1, 58, 59]

      shapes = {}
      for feature in TQDM(data["features"], desc=f"Converting {fname}"):
          p = feature["properties"]
          if p["bounds_imcoords"]:
              image_id = p["image_id"]
              image_file = path / "train_images" / image_id
              if image_file.exists():  # 1395.tif missing
                  try:
                      box = np.array([int(num) for num in p["bounds_imcoords"].split(",")])
                      assert box.shape[0] == 4, f"incorrect box shape {box.shape[0]}"
                      cls = p["type_id"]
                      cls = xview_class2index[int(cls)]  # xView class to 0-59
                      assert 59 >= cls >= 0, f"incorrect class index {cls}"

                      # Write YOLO label
                      if image_id not in shapes:
                          shapes[image_id] = Image.open(image_file).size
                      box = xyxy2xywhn(box[None].astype(float), w=shapes[image_id][0], h=shapes[image_id][1], clip=True)
                      with open((labels / image_id).with_suffix(".txt"), "a", encoding="utf-8") as f:
                          f.write(f"{cls} {' '.join(f'{x:.6f}' for x in box[0])}\n")  # write label.txt
                  except Exception as e:
                      print(f"WARNING: skipping one label for {image_file}: {e}")

  # Download manually from https://challenge.xviewdataset.org
  dir = Path(yaml["path"])  # dataset root dir
  # urls = [
  #     "https://d307kc0mrhucc3.cloudfront.net/train_labels.zip",  # train labels
  #     "https://d307kc0mrhucc3.cloudfront.net/train_images.zip",  # 15G, 847 train images
  #     "https://d307kc0mrhucc3.cloudfront.net/val_images.zip",  # 5G, 282 val images (no labels)
  # ]
  # download(urls, dir=dir)

  # Convert labels
  convert_labels(dir / "xView_train.geojson")

  # Move images
  images = Path(dir / "images")
  images.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
  Path(dir / "train_images").rename(dir / "images" / "train")
  Path(dir / "val_images").rename(dir / "images" / "val")

  # Split
  autosplit(dir / "images" / "train")

用法#

20.7 GB,需手动下载

训练前需要将上述手动下载的文件解压到 datasets/xView/ 下;随后会自动进行标注转换并划分训练集和验证集。

要使用 xView 数据集训练模型 100 个 epochs,图像尺寸为 640,可以使用以下代码片段。有关可用参数的完整列表,请参阅模型的训练页面。

训练示例
from ultralytics import YOLO

# 加载模型
model = YOLO("yolo26n.pt")  # 加载预训练模型(推荐用于训练)

# 训练模型
results = model.train(data="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)

要为其他卫星图像添加标签并在浏览器中管理 xView 训练任务,请使用 Ultralytics Platform。

示例数据和标注#

以下示例展示了典型的 xView 场景:高分辨率俯视影像中,车辆和建筑物等小型物体都用边界框标注。这说明了卫星影像中的物体检测为何需要精细定位。

带有物体检测标注的 xView 数据集俯视卫星影像

引用与致谢#

如果你在研究或开发工作中使用 xView 数据集,请引用以下论文:

引用格式
@misc{lam2018xview,
      title={xView: Objects in Context in Overhead Imagery},
      author={Darius Lam and Richard Kuzma and Kevin McGee and Samuel Dooley and Michael Laielli and Matthew Klaric and Yaroslav Bulatov and Brendan McCord},
      year={2018},
      eprint={1802.07856},
      archivePrefix={arXiv},
      primaryClass={cs.CV}
}

我们感谢国防创新部门(DIU)和 xView 数据集的创建者为计算机视觉研究社区作出的宝贵贡献。更多信息请访问 xView 数据集网站。

常见问题#

  • xView 数据集是为 DIUx xView 2018 Challenge 发布的卫星图像基准数据集,由美国国家地理空间情报局发布,包含 0.3 m WorldView-3 影像中的 60 个细粒度类别、超过 100 万个物体实例。它支持研究者检测俯视图像中体积小、出现频率低且类别细分的物体;与地面视角照片中的目标相比,这些目标更难检测。

  • xView 需要手动下载:请在 DIUx xView 2018 Challenge 网站注册,下载 train_images.zip(~15 GB)、train_labels.zip 和 val_images.zip(~5 GB),总计约 20.7 GB,然后按照本页顶部警告中所示的目录结构,将文件解压到 datasets/xView/ 下。首次运行训练时,Ultralytics 会自动将 GeoJSON 标注转换为 YOLO 格式,并创建训练集/验证集划分。

  • xView 包含 847 张带标签的训练图像和 282 张没有公开标签的验证图像,所有图像均由 WorldView-3 卫星以 0.3 m 分辨率拍摄。标注涵盖 60 个类别、超过 100 万个物体实例。由于只有训练标签公开,Ultralytics xView.yaml 配置会将这 847 张带标签图像按约 90/10 的比例划分为训练集和验证集;详情请参阅数据集结构。

  • 使用 xView 训练一个 YOLO26n 模型 100 个 epochs,图像尺寸设为 640:

    训练示例
    from ultralytics import YOLO
    
    # 加载模型
    model = YOLO("yolo26n.pt")  # 加载预训练模型(推荐用于训练)
    
    # 训练模型
    results = model.train(data="xView.yaml", epochs=100, imgsz=640)

    有关详细参数和设置,请参阅模型的训练页面。

  • 引用论文 "xView: Objects in Context in Overhead Imagery"(Lam 等,arXiv:1802.07856,2018);完整的 BibTeX 条目位于上方的引用与致谢部分。

评论