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Enregistrement W4392857122 · doi:10.32920/25412740

Multispectral Lidar-imagery Data Fusion and Multilevel Classification of Lidar Point Clouds for Urban Features Extraction

2024· preprint· en· W4392857122 sur OpenAlexaff
Yasmine Abumosallam

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueRemote Sensing and LiDAR Applications
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésLidarMultispectral imageComputer scienceRemote sensingPoint cloudFeature (linguistics)Artificial intelligenceMean squared errorFeature extractionGeographyComputer visionPattern recognition (psychology)MathematicsStatistics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The world is witnessing massive demographic residents transitions from rural to urban, resulting in alarming consequences. These shifts highlight the necessity of comprehensive urban land-use mapping for current assessment and future city planning and management. The integration of Light Detection and Ranging (LiDAR) and imagery data allows using their complementary geometric and radiometric characteristics, respectively, with a potential increase in urban mapping accuracies. However, airborne LiDAR data may not always come with onboard optical images collected during the same flight mission. Indirect geo-referencing can be adopted if ancillary imagery data are available. Nevertheless, automatic recognition of control primitives in LiDAR and imagery datasets becomes challenging when collected on different dates. This dissertation proposes a generic geo-registration mechanism using the Phase Congruency (PC) model and scene abstraction to overcome the stated challenges. The Root Mean Square Error (RMSE) is between one to two pixels. The proposed workflow is computationally efficient, especially with small datasets, and generic enough to apply to various urban morphologies. A point-based classification was then performed on a point cloud covering a residential area using machine learning. The data was geo-registered to an aerial image. The classification tried multiple combinations of the inherited image spectra and the height as the only geometric feature in the classifying spaces. The acquired radiometric features added to the height gave an overall accuracy above 97% using Multi-Layer Perceptron (MLP) neural networks, surpassing those achieved with height-based geometric-oriented feature spaces. However, misclassifications occurred among different classes due to the independent acquisition of the aerial and LiDAR data and shadow and orthorectification problems from the aerial images. The dissertation then moves on to modify the color-based segmentation algorithm for the object-based classification of the multispectral LiDAR version of the same point cloud. The dissertation proposes a multilevel classification through vectors of inherited and calculated height-based geometric and spectral features structured in different classification scenarios (combinations). An overall mapping accuracy higher than 98% was achieved using MLP neural networks, combining the entire feature vectors and their optimized output space projected by the Principal Component Analysis (PCA). This combination also eliminates some of the abovementioned misclassifications.

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: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,006

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
Bibliométrie0,0020,002
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 Opus0,042
Tête enseignante GPT0,313
Écart entre enseignants0,271 · 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'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

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

En bref

Citations0
Publié2024
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