Assessment of Convolution Neural Networks for Surficial Geology Mapping in the South Rae Geological Region, Northwest Territories, Canada
Notice bibliographique
Résumé
Mapping of surficial geology is an important requirement for broadening the geoscience database of northern Canada. Surficial geology maps are an integral data source for mineral and energy exploration. Moreover, they provide information such as the location of gravels and sands, which are important for infrastructure development. Currently, surficial geology maps are produced through expert interpretation of aerial photography and field data. However, interpretation is known to be subjective, labour-intensive and difficult to repeat. The expert knowledge required for interpretation can be challenging to maintain and transfer. In this research, we seek to assess the potential of deep neural networks to aid surficial geology mapping by providing an objective surficial materials initial layer that experts can modify to speed map development and improve consistency between mapped areas. Such an approach may also harness expert knowledge in a way that is transferable to unmapped areas. For this purpose, we assess the ability of convolution neural networks (CNN) to predict surficial geology classes under two sampling scenarios. In the first scenario, a CNN uses samples collected over the area to be mapped. In the second, a CNN trained over one area is then applied to locations where the available samples were not used in training the network. The latter case is important, as a collection of in situ training data can be costly. The evaluation of the CNN was carried out using aerial photos, Landsat reflectance, and high-resolution digital elevation data over five areas within the South Rae geological region of Northwest Territories, Canada. The results are encouraging, with the CNN generating average accuracy of 76% when locally trained. For independent test areas (i.e., trained over one area and applied over other), accuracy dropped to 59–70% depending on the classes selected for mapping. In the South Rae region, significant confusion was found between till veneer and till blanket as well as glaciofluvial subclasses (esker, terraced, and hummocky ice-contact). Merging these classes respectively increased accuracy for independent test area to 68% on average. Relative to the more widely used Random Forest machine learning algorithm, this represents an improvement in accuracy of 4%. Furthermore, the CNN produced better results for less frequent classes with distinct spatial structure.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».