Naúrar 5 / 11

Hankali mai nisa da Rarraba Hoton Tauraron Dan Adam

Riba:

  • Ability don bayyana yadda ake amfani da bayanan tauraron dan adam multispectral, haɗin band da fihirisar gani (NDVI da dai sauransu) tare da AI.
  • Ikon daidaita rabe-raben kulawa / rashin kulawa da aikin taswirar murfin ƙasa tare da tallafin AI
  • Ikon gwada fitowar rarrabuwa tare da gaskiyar ƙasa da kuskuren matrix/daidaitaccen ma'auni

Hannun nesa shine kimiyyar auna saman duniya ba tare da tuntuɓar jiki ba, tare da na'urori masu auna firikwensin akan tauraron dan adam ko dandamalin iska. Hoton tauraron dan adam ba hoto ba ne, amma tarin ma'auni ne da aka rubuta a tsawon magudanar ruwa, kuma ta hanyar haɗe waɗannan yadudduka cikin hankali, ana iya tsara taswirar ƙasa (dazuzzuka, ruwa, aikin gona, gini). A cikin wannan rukunin, mun rufe yadda hankali na wucin gadi ke haɓaka wannan aikin, daga bayanai masu yawa zuwa rarrabuwar murfin ƙasa, kuma inda yanke hukunci na ƙwararru ke da matuƙar mahimmanci. Ka'ida: AI yana haifar da ko ƙididdige rarrabuwa; Ana auna daidaiton taswirar a cikin injiniyan ta hanyar gaskiya mai zaman kanta da matrix kuskure.

Mahimman sharuddan. Hoton da yawa shine wanda aka yi rikodin shi a cikin madaukai masu tsayi da yawa (blue, kore, ja, kusa da infrared, da sauransu); kowane band Layer ne. Hyperspectral ya fi wadata amma yana da wahalar sarrafa bayanai, yana ɗauke da dubun zuwa ɗaruruwan kunkuntar makada. Fihirisar Spectral ita ce lambar da ke ba da haske game da wani abu ta hanyar haɗin lissafi na makada; sanannen, NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), yana auna ƙarfin ciyayi ta amfani da bambanci tsakanin infrared na kusa da jan band. Rarraba kulawa ya haɗa da horar da ƙirar tare da wuraren samfurin da aka riga aka yi wa lakabi da rarraba dukkan hoton. Rarraba mara kulawa shine tattara bayanai dangane da kamanceceniya ba tare da lakabi da fassara shi daga baya ba.

Matsayin AI a cikin Hannun Nesa

Hankali na wucin gadi yana ba da gudummawa a wannan fagen a matakai uku:

  1. Tsarin aiki da zaɓin hanyar. "Wane makada, wace fihirisa, wace classifier suka dace da wannan tambayar?" ya jagorance ku a cikin shawarar ku; yana samar da kwarangwal code.
  2. Rarraba kanta. Tsarin ilmantarwa mai zurfi na zamani yana rarraba miliyoyin pixels zuwa azuzuwan murfin ƙasa; Wannan shi ne matsakaicin matsakaicin matsakaicin gudummawa inda AI ke yin aikin gaske.
  3. Fassarar sakamako da bayar da rahoto. Yana jujjuya kididdigar aji, bincike canji da daidaiton rahoton zuwa rubutu mai iya karantawa.

Makaho: samfurin ya dogara da bayanan da aka horar da shi da kuma misalan da kuka bayar. Inuwar gajimare da ruwa, ƙasa maras kyau da filin girbi bayan girbi, ruwa mara zurfi da rigar ƙasa suna haɗuwa cikin sauƙi. Don haka taswirar rarraba ba gaskiya ba ne don kawai yana da kyau; dole ne a auna daidaito.

Tukwici: Bayyana tambayarka kafin ka fara rarrabawa. "Raba murfin ƙasa" yana da m; "Taswirar asarar ƙasar noma don neman aikin gini tsakanin 2020-2025" yana ƙayyade duka saitin aji da ma'aunin tabbatarwa.

Mataki-mataki: Rarraba Murfin Ƙasa

  1. Shirya bayanai da kaset. Tabbatar da murfin gajimare na hoton, ranar harbi, ƙuduri (girman pixel), da odar bandeji. Kwanan wata/lokaci daban-daban suna canza azuzuwan.
  2. Ƙayyade saitin aji. Ajujuwa nawa, wanne ne (ruwa, daji, noma, gini, ƙasa mara kyau)? Kadan kuma mafi bambance-bambancen azuzuwan sun fi dogaro.
  3. Yi lissafin fihirisar. Fihirisa irin su NDVI (shuka), NDWI (ruwa) sun bambanta azuzuwan; ya zama shigarwa zuwa classifier.
  4. Tattara samfuran horo (don kulawa). Samfurin polygon da aka tabbatar ta hanyar tabbatar da ƙasa ga kowane aji. Kyakkyawan samfurin yana ƙayyade daidaito.
  5. Raba da tabbatarwa. Horar da ƙirar, sannan gina matrix kuskure tare da samfurori masu zaman kansu (marasa horo) kuma ƙididdige daidaito gabaɗaya da Kappa.

Gaskiyar Kasa da Kuskuren Matrix

Ba a auna daidaiton rabe-rabe ta hanyar tantance ido. Gaskiyar ƙasa samfurori ne masu zaman kansu na sanannun aji na gaskiya a fagen ko a cikin ingantaccen tushe mai inganci. Tare da waɗannan misalan, an kafa matrix ruɗani: an ƙidaya sau nawa kowane aji daidai kuma sau nawa ya rikice da wane aji. Daga wannan, ana ƙididdige daidaito gabaɗaya (madaidaicin adadin daidai) da Kappa (ma'auni na yarjejeniyar da ke daidaita tasirin damar). Bugu da kari, ana ba da rahoton daidaiton furodusoshi (nawa aka kama a cikin wannan ajin) da daidaiton mai amfani (yadda abin dogaro ke da shi) akan tsarin aji.

Tsanaki: Kada a auna daidaito tare da misalan da kuke amfani da su don horo. Idan misalan guda ɗaya sun horar da gwaji, daidaito ya zama babba; Wannan ruɗi ne. Dole ne samfuran tabbatarwa su kasance masu zaman kansu.

Karamin Harkoki guda uku: Ta Lambobi

Case 1 - An kuskure inuwar gajimare da ruwa. A cikin rarrabuwa ɗaya, lokacin da ƙirar ta lakafta inuwar gajimare a matsayin "ruwa," yankin tafkin ya girma inda a zahiri ba; daidaiton mai amfani na ajin ruwa ya ragu zuwa 70%. Lokacin da aka ƙara ma'aunin NDWI da abin rufe fuska, inuwa/tsangwamar ruwa ya ragu kuma daidaiton ruwa ya ƙaru zuwa sama da 90%.

Hali na 2 - Rahoton da aka gano ta gaskiya ta ƙasa. Wani binciken kayan aikin gona ya ruwaito 82% gabaɗayan daidaito na rarrabuwa na farko, amma an auna wannan tare da samfuran horo. Lokacin da aka sake aunawa tare da maki gaskiya masu zaman kansu 120, ainihin daidaiton gabaɗaya shine 71%; Noma da ƙasa maras kyau sun kasance cikin tsaka mai wuya. Tare da ƙarin misalan horo, an inganta rarrabuwa kuma daidaito ya ƙaru zuwa 84%. Darasi: Ana auna daidaito ta samfurin mai zaman kansa.

Case na 3 - Tarkon zamani. Lokacin da aka gauraya hotunan da aka dauka a ranakun rana guda biyu (lokacin bazara da kuma karshen lokacin rani) tare, gonakin da aka girbe sun koma ajin "bare-bare" kuma yankin noma ya bayyana ya rasa kashi 15%. Sakamakon ya inganta lokacin da aka zaɓi hotuna daga lokaci guda kuma an sami daidaito na phenological.

Rauni Mai Sauƙi / Ƙarfi Mai ƙarfi

Rawanin faɗakarwa:

Rarraba wannan hoton tauraron dan adam.

Ƙarfi mai ƙarfi:

Aiki: gina aikin rarraba murfin ƙasa (ciki har da Python/rasterio + scikit-koyi lambar skeleton) .Tsarin: - Sensor: 4 bands (blue, green, ja, NIR), 10 m ƙuduri- Classes: ruwa, gandun daji, noma, gini, bare_ground- Manufa: halin yanzu taswirar murfin ƙasa + Wanne rahoton ND ƙara da dalilin rubutawa.2) Lissafin matakan da ake kulawa; Ƙaddamar da cewa horo da samfurori na VALIDATION ya kamata su kasance SEPARATE.3) Sanya matrix kuskure + cikakken daidaito + lissafin Kappa a cikin kwarangwal na lambar.4) Yi la'akari da hadarin girgije / inuwa da rikicewar yanayi.

Ƙarfin faɗakarwa yana ƙayyadaddun saiti na aji, ƙudiri, maƙasudin maƙasudi, da bambancin tabbatarwa; fitarwa ya zama mai aunawa.

Samfura guda huɗu masu Kwafi

1) Hanyar/ zaɓin fihirisa:

Wace dabarar sikeli da hanyar rarrabuwa za ku ba da shawarar ga makasudin [manufa] da firikwensin [band/ƙuduri]? Ga kowane zaɓi, rubuta dalili da haɗarin rudani (waɗanda azuzuwan suke kama da juna).

2) kwarangwal na lamba:

Rubuta tsarin rarrabuwa da ake kulawa tare da Rasteri + scikit-koyi: karatun tef, lissafin fihirisar, RABUWA da samfuran horo/gabantawa, rarrabuwa, matrix kuskure da fitowar daidaito. Kula da CRS; bayyana.

3) Daidaitaccen saitin kimantawa:

Rubuta tsari don kimanta daidaiton rarrabuwa: ƙirar ƙirar gaskiya ta ƙasa mai zaman kanta, matrix kuskure, daidaito gabaɗaya, Kappa, daidaiton mai samarwa/mai amfani ta aji. Bayyana abin da kowane awo ke faɗi.

4) Ganewar tsoma baki:

Fassara matrix na kuskuren da ke ƙasa: waɗanne nau'o'in nau'ikan da ke tsoma baki tare da juna, menene yiwuwar yanayin yanayi / yanayin yanayi, menene ƙarin bayanai (index, mask, kwanan wata) zai rage rudani? Matrix: [kuskuren matrix]

Kwatanta Ka'idodin Rabawa

ra'ayi

Ma'ana

yaushe

kulawa

Horo tare da alamar misali

An riga an ƙaddara darasi

Ba sa kulawa

Tari mara lakabi

Ganowa, babu misalai

NDVI

inji vitality index

Rabuwar shuka/bare/ruwa

NDWI

alamar ruwa

rabuwar jikin ruwa

Matrix kuskure

Ƙididdigar gaskiya/ƙarya

daidaito aunawa

kappa

Dama-gyara dacewa

Daidaitaccen rahoton daidaito

Kuskuren gama gari

  • Auna daidaito tare da misalan horo. Gwajin mara zaman kanta yana ba da daidaito mai girma na wucin gadi.
  • Miƙa taswirar ba tare da taɓa auna daidaito ba. "Yana da kyau" ba hujja ba ce ta daidaito.
  • Tsallake mashin gajimare/inuwa. Inuwa tana haɗuwa da ruwa, girgije yana haɗuwa da dusar ƙanƙara/tsari.
  • Haɗa hotunan yanayi/kwana daban daban. Bambance-bambancen phenological yana canza azuzuwan.
  • Ma'anar da yawa da makamantansu. Azuzuwan da ba a bambancewa suna rage daidaito.
  • Yin watsi da ƙuduri. Ba za a iya rarraba ƙananan abubuwa ba idan sun kasance ƙasa da pixel ɗaya.

a takaice

A cikin hangen nesa mai nisa, AI yana haɓaka aikin aiki daga bayanan multispectral zuwa taswirar murfin ƙasa kuma yana iya ɗaukar yawancin rarrabuwa. Amma taswirar rarrabuwa yana da amfani kawai idan an auna daidaitonsa: misali ne don gina matrix kuskure tare da samfuran gaskiyar ƙasa mai zaman kanta da ƙididdige daidaito gabaɗaya da Kappa. Gajimare/inuwa, bambancin yanayi, da nau'ikan nau'ikan nau'ikan nau'ikan nau'ikan nau'ikan tsoma baki ne; Sarrafa su tare da fihirisa, abin rufe fuska da daidaiton kwanan wata. Kada a taɓa haɗa samfuran horo da tabbatarwa.

Aikin aikace-aikace

Zaɓi tambayar murfin ƙasa (misali "taswirar sararin samaniyar birni"). Rubuta saitin ajin, makada da fihirisar da za ku yi amfani da su (akalla NDVI). Shin AI ta samar da tsarin rarraba aiki mai kulawa; tabbatar da cewa samfuran horo da tabbatarwa sun bambanta kuma an haɗa matrix na kuskure + lissafin Kappa a cikin fitarwa. Sa'an nan kuma yi jerin "hadarin ruɗani": waɗanne nau'o'in nau'i biyu suke kama da yadda kuke raba su.

jerin abubuwan dubawa

  • [ ] Na ajiye ajin saitin karami da iya bambanta.
  • [ ] Na ƙara fihirisar gani (NDVI/NDWI) dacewa da manufar.
  • [ ] Na ware misalan horo da tabbatarwa.
  • [ ] Na duba gajimare/maskin inuwa da daidaiton yanayi.
  • [ ] Na auna daidaito da gaskiya mai zaman kanta.
  • [ ] Na bayar da rahoton matrix kuskure, cikakken daidaito, da Kappa.
  • [ ] Na gano kuma na warkar da gaurayawan aji.
  • [ ] Na ba shi izini ga injiniyoyi cewa taswirar daidai ne don amfanin da aka yi niyya.