A Synergic Use of Sentinel-1 and Sentinel-2 Imagery for Complex Wetland Classification Using Generative Adversarial Network (GAN) Scheme
Notice bibliographique
Résumé
Due to anthropogenic activities and climate change, many natural ecosystems, especially wetlands, are lost or changing at a rapid pace. For the last decade, there has been increasing attention towards developing new tools and methods for the mapping and classification of wetlands using remote sensing. At the same time, advances in artificial intelligence and machine learning, particularly deep learning models, have provided opportunities to advance wetland classification methods. However, the developed deep and very deep algorithms require a higher number of training samples, which is costly, logistically demanding, and time-consuming. As such, in this study, we propose a Deep Convolutional Neural Network (DCNN) that uses a modified architecture of the well-known DCNN of the AlexNet and a Generative Adversarial Network (GAN) for the generation and classification of Sentinel-1 and Sentinel-2 data. Applying to an area of approximately 370 sq. km in the Avalon Peninsula, Newfoundland, the proposed model with an average accuracy of 92.30% resulted in F-1 scores of 0.82, 0.85, 0.87, 0.89, and 0.95 for the recognition of swamp, fen, marsh, bog, and shallow water, respectively. Moreover, the proposed DCNN model improved the F-1 score of bog, marsh, fen, and swamp wetland classes by 4%, 8%, 11%, and 26%, respectively, compared to the original CNN network of AlexNet. These results reveal that the proposed model is highly capable of the generation and classification of Sentinel-1 and Sentinel-2 wetland samples and can be used for large-extent classification problems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».