3D MAPPING OF BENTHIC HABITAT USING XGBOOST AND STRUCTURE FROM MOTION PHOTOGRAMMETRY
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Benthic habitats mapping is essential to the management and conservation of marine ecosystems. The traditional methods of mapping benthic habitats, which involve multibeam data acquisition and manually collecting and annotating imagery data, are time-consuming. However, with technological advances, using machine learning (ML) algorithms with structure-from-motion (SfM) photogrammetry has become a promising approach for mapping benthic habitats accurately and at very high resolutions. This paper explores using SfM photogrammetry and extreme gradient boosting (XGBoost) classifier for benthic habitat 3D mapping of a vertical wall at the Charlie-Gibbs Fracture Zone in the North Atlantic Ocean. The classification workflow started with extracting frames from video footage. The SfM was then applied to reconstruct the 3D point cloud of the wall. Thereafter, nine geometric features were derived from the 3D point cloud geometry. The XGBoost classifier was then used to classify the vertical wall into rock, sponges, and corals (Case 1 - three classes). In addition, we separated the sponges class into three types of sponges: Demospongiae, Hexactinellida, and other Porifera (Case 2 - five classes). Moreover, we compared the results from XGBoost with the widely used ML classifier, random forest (RF). For Case 2, XGBoost achieved an overall accuracy (OA) of 74.45%, while RF achieved 73.10%. The OA improved by about 10% from both classifiers when the three types of sponges were combined into one class (Case 1). Results showed that the presented 3D mapping of benthic habitat has the potential to provide more detailed and accurate information about marine ecosystems.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
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 ».