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Enregistrement W4384132078 · doi:10.3390/rs15143499

High-Accuracy Filtering of Forest Scenes Based on Full-Waveform LiDAR Data and Hyperspectral Images

2023· article· en· W4384132078 sur OpenAlexaff
Wenjun Luo, Hongchao Ma, Jialin Yuan, Liang Zhang, Haichi Ma, Zhan Cai, Weiwei Zhou

Notice bibliographique

RevueRemote Sensing · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueRemote Sensing and LiDAR Applications
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesNational Key Research and Development Program of ChinaGovernment of Jiangsu Province
Mots-clésLidarComputer sciencePoint cloudHyperspectral imagingRemote sensingArtificial intelligenceWaveformGeographyRadar

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Airborne light detection and ranging (LiDAR) technology has been widely utilized for collecting three-dimensional (3D) point cloud data on forest scenes, enabling the generation of high-accuracy digital elevation models (DEMs) for the efficient investigation and management of forest resources. Point cloud filtering serves as the crucial initial step in DEM generation, directly influencing the accuracy of the resulting DEM. However, forest filtering presents challenges in dealing with sparse point clouds and selecting appropriate initial ground points. The introduction of full-waveform LiDAR data offers a potential solution to the problem of sparse point clouds. Additionally, advancements in multi-source data integration and machine learning algorithms have created new avenues that can address the issue of initial ground point selection. To tackle these challenges, this paper proposes a novel filtering method for forest scenes utilizing full-waveform LiDAR data and hyperspectral image data. The proposed method consists of two main steps. Firstly, we employ the improved dynamic graph convolutional neural network (IDGCNN) to extract initial ground points. In this step, we utilize three types of low-correlation features: LiDAR features, waveform features, and spectral features. To enhance its accuracy and adaptability, a self-attention module was incorporated into the DGCNN algorithm. Comparative experiments were conducted to evaluate the effectiveness of the algorithm, demonstrating that the IDGCNN algorithm achieves the highest classification accuracy with an overall accuracy (OA) value of 99.38% and a kappa coefficient of 95.95%. The second-best performer was the RandLA-net algorithm, achieving an OA value of 98.73% and a kappa coefficient of 91.68%. The second step involves refining the initial ground points using the cloth simulation filter (CSF) algorithm. By employing the CSF algorithm, non-ground points present in the initial ground points are effectively filtered out. To validate the efficacy of the proposed filtering method, we generated a DEM with a resolution of 0.5 using the ground points extracted in the first step, the refined ground points obtained with the combination of the first and second steps, and the ground points obtained directly using the CSF algorithm. A comparative analysis with 23 reference control points revealed the effectiveness of our proposed method, as evidenced by the median error of 0.41 m, maximum error of 0.75 m, and average error of 0.33 m.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,025
Tête enseignante GPT0,262
Écart entre enseignants0,238 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations15
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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