Contribution of topographic features and categorization uncertainty for a tree species classification in the boreal biome of Northern Ontario
Notice bibliographique
Résumé
Variations within local topography can effectively impact the location of tree species within naturally forested areas. Furthermore, the uncertainty of prediction for classification can vastly differ amongst topography and the overlying tree species groupings. This study investigated the supplementation of a suite of topographic features corresponding to morphometry and hydrological considerations, in addition to multispectral imagery and other LiDAR-derived features, at fine (2 m) spatial resolution for a pixel-based tree species classification of a forested region of the boreal biome in northern Ontario, Canada. The study area conforms to the Abitibi River Forest (ARF) and consists of the tree species of black spruce (Picea mariana), balsam fir (Abies balsamea), trembling aspen (Populus tremuloides), balsam poplar (Populus balsamifera), tamarack (Larix laricina), white spruce (Picea glauca), and eastern white cedar (Thuja occidentalis). Random forest (RF) and support vector machines (SVMs) were implemented for the classification. Topographic features, specifically those conforming to channel base level, valley depth, and multi-resolution valley bottom flatness (MRVBF), were among the most important features for species predictors. The RF and SVM methods were trained on pixels of pure stands (composed of 70%+ of same tree species) for the tree species groupings, which were split by site level. Modelling accuracies for both the pixel and site level were reported, with the best model attaining an overall site level accuracy and corresponding Cohen’s kappa score of 0.79 and 0.69 for classification, respectively. Entropy maps were generated to characterize the uncertainty of prediction, and substantiate that the regions of lowest uncertainty correspond to wetlands, which are dominated by black spruce (Picea mariana). A modified entropy map was calculated from the normalized top two probabilities of tree species groupings predicted per pixel, so as to better highlight regions of prediction uncertainty. A prediction map for the second most-likely tree species groupings was also computed, which supports the presence of balsam fir (Abies balsamea) as a secondary tree species throughout the ARF region.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 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 ».