Automated Mapping of Post-Storm Roof Damage Using Deep Learning and Aerial Imagery: A Case Study in the Caribbean
Notice bibliographique
Résumé
Roof damage caused by hurricanes and other storms needs to be rapidly identified and repaired to help communities recover from catastrophic events and support the well-being of residents. Traditional, ground-based inspections are time-consuming but have recently been expedited via manual interpretation of remote sensing imagery. To potentially accelerate the process, automated methods involving artificial intelligence (i.e., deep learning) can be applied. Here, we present an end-to-end workflow for training and evaluating deep learning image segmentation models that detect and delineate two classes of post-storm roof damage: roof decking and roof holes. Mask2Former models were trained using 2500 roof decking and 2500 roof hole samples from drone RGB orthomosaics (0.02–0.08 m ground sample distance [GSD]) captured in Sint Maarten and Dominica following Hurricanes Irma and Maria in 2017. The trained models were evaluated using 1440 reference samples from 10 test images, including eight drone orthomosaics (0.03–0.08 m GSD) acquired outside of the training areas in Sint Maarten and Dominica, one drone orthomosaic (0.05 m GSD) from the Bahamas, and one orthomosaic (0.15 m GSD) captured in the US Virgin Islands with a crewed aircraft and different sensor. Accuracies increased with a single-class modeling approach (instead of training one dual-class model) and expansion of the training datasets with 500 roof decking and 500 roof hole samples from external areas in the Bahamas and US Virgin Islands. The best-performing models reached overall F1 scores of 0.88 (roof decking) and 0.80 (roof hole). In this study, we provide: our end-to-end deep learning workflow; a detailed accuracy assessment organized by modeling approach, damage class, and test location; discussion of implications, limitations, and future research; and access to all data, tools, and trained models.
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 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».