Applying a deep learning pipeline to classify land cover from low-quality historical RGB imagery
Notice bibliographique
Résumé
Land use and land cover (LULC) classification is becoming faster and more accurate thanks to new deep learning algorithms. Moreover, new high spectral- and spatial-resolution datasets offer opportunities to classify land cover with greater accuracy and class specificity. However, deploying deep learning algorithms to characterize present-day, modern land cover based on state-of-the-art data is insufficient for understanding trends in land cover change and identifying changes in and drivers of ecological and social variables of interest. These identifications require characterizing past land cover, for which imagery is often lower-quality. We applied a deep learning pipeline to classify land cover from historical, low-quality RGB aerial imagery, using a case study of Vancouver, Canada. We deployed an atrous convolutional neural network from DeepLabv3+ (which has previously shown to outperform other networks) and trained it on modern Maxar satellite imagery using a modern land cover classification. We fine-tuned the resultant model using a small dataset of manually annotated and augmented historical imagery. This final model accurately predicted historical land cover classification at rates similar to other studies that used high-quality imagery. These predictions indicate that Vancouver has lost vegetative cover from 1995-2021, including a decrease in conifer cover, an increase in pavement cover, and an overall decrease in tree and grass cover. Our workflow may be harnessed to understand historical land cover and identify land cover change in other regions and at other times.
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 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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,003 |
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 ».