Εμφάνιση απλής εγγραφής

Deforestation monitoring for climate change analysis using deep learning techniques on satellite imagery

dc.contributor.advisorΒουλόδημος, Αθανάσιος
dc.contributor.authorΔασκαλόπουλος, Ιωάννης
dc.date.accessioned2021-03-12T15:41:06Z
dc.date.available2021-03-12T15:41:06Z
dc.date.issued2021-03-02
dc.identifier.urihttps://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/393
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.26265/polynoe-244
dc.description.abstractIn the field of climate change analysis, a huge amount of information, derived from various sources and in various formats needs to be analyzed daily, for the production of accurate insights and predictions. Such a task, is heavily reliant on precise measurements and visual information. Thus, the instruments that are tasked with capturing this information are of high importance. Since climate change analysis is a wide field, the focus will be narrowed towards the detection of possible factors contributing to the phenomenon of deforestation. Furthermore, the type of information that will be processed is visual, making satellite imagery an ideal choice. In this thesis, we first tackle the task of creating a pipeline for preprocessing said satellite imagery. The preprocessing step includes the possible transformations that will be performed on the images as well as the optimal set of bands with regards to the performance of the given model. Next, we will perform multi-label classification in an attempt to describe the content of the images in terms of the factors that contribute to the deforestation, using a set of tags. Taking into consideration the limited available resources, we employ EfficientNet, a lightweight Convolutional Neural Network which was found to achieve state-of-the-art results in image multi-label classification. Subsequently, as a baseline model we use VGG16 and as an experimental model we deploy the Vision Transformer, which seeks to integrate the Transformer layer that is widely used in natural language processing, into the field of computer vision. Furthermore, for variety purposes we finish our experiments by implementing the ResNet, DenseNet and MobileNet architectures. The results that are achieved are very promising, showcasing that there is high value in the visual information available with regards to the task of deforestation detection.el
dc.format.extent136el
dc.language.isoenel
dc.publisherΠανεπιστήμιο Δυτικής Αττικήςel
dc.rightsΑναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές*
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.el*
dc.subjectComputer visionel
dc.subjectSatellite imageryel
dc.subjectVision transformerel
dc.subjectNeural networksel
dc.subjectEfficientNetel
dc.subjectVITel
dc.titleDeforestation monitoring for climate change analysis using deep learning techniques on satellite imageryel
dc.title.alternativeΕκτίμηση αποψίλωσης δασών για την ανάλυση της κλιματικής αλλαγής με χρήση μοντέλων βαθιάς μάθησης σε δορυφορικές εικόνεςel
dc.typeΔιπλωματική εργασίαel
dc.contributor.committeeΒασιλάς, Νικόλαος
dc.contributor.committeeKesidis, Anastasios
dc.contributor.facultyΣχολή Μηχανικώνel
dc.contributor.departmentΤμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Υπολογιστώνel
dc.description.abstracttranslatedΣτον τομέα της ανάλυσης της κλιματικής αλλαγής, ένας μεγάλος όγκος πληροφορίας, ο οποίος προέρχεται από διάφορες πηγές και σε διαφορετικές εκδοχές, χρειάζεται να αναλυθεί με σκοπό την εξαγωγή των χρήσιμων συμπερασμάτων και προβλέψεων. Αυτή η διαδικασία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις ακριβής μετρήσεις και το οπτικό υλικό. Ως αποτέλεσμα, τα όργανα που αποσκοπούν στην συλλογή της πληροφορίας αυτής είναι υψίστης σημασίας. Δεδομένου πως η ανάλυση της κλιματικής αλλαγής είναι ένα πεδίο με μεγάλο εύρος, η έρευνα θα εστιάσει στην ανίχνευση των παραγόντων που συμβάλλουν στο φαινόμενο της αποψίλωσης των δασών. Κλείνοντας, ο τύπος της πληροφορίας που θα χρησιμοποιηθεί θα είναι αποκλειστικά οπτικός, καθιστώντας το υλικό που προέρχεται από τους δορυφόρους ιδανικό. Σε αυτή τη διπλωματική εργασία, εξετάζουμε αρχικά μεθόδους επεξεργασίας του υλικού από τους δορυφόρους στο οποίο αναφερθήκαμε πιο πριν. Το βήμα αυτό περιέχει τους πιθανούς μετασχηματισμούς που θα εφαρμόσουμε στο οπτικό υλικό, καθώς και την εξαργωγή των βέλτιστων συχνοτήτων όσον αφορά την απόδοση του δοθέντως μοντέλου. Έπειτα, θα εφαρμόσουμε κατηγοριοποίηση με πολλές ετικέτες σε μία προσπάθεια να περιγράψουμε τους παράγοντες της αποψίλωσης που λαμβάνουν χώρα σε κάθε εικόνα. Λαμβάνοντας υπ'όψη τους περιορισμένους διαθέσιμους πόρους για τη διεξαγωγή της διπλωματικής, χρησιμοποιούμε το EfficientNet, ένα ελαφρύ υπολογιστικά Συνελληκτικό Νευρωνικό Δίκτυο το οποίο επιτυγχάνει υπερσύγχρονα αποτελέσματα στην ταξινόμηση των εικόνων με πολλές ετικέτες. Επισπροσθέτως, ως σημείο αναφοράς για την απόδοση των υπολοίπων μοντέλων χρησιμοποιούμε το VGG16 και σαν πειραματικό μοντέλο χρησιμοποιούμε τον Vision Transformer, ο οποίος προσπαθεί να ενσωματώσει τα "στρώματα μετασχηματισμού" τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως στον κλάδο της ανάλυσης κειμένου, στον κλάδο της όρασης υπολογιστών. Συνεχίζοντας, τελειώνουμε τα πειράματα υλοποιώντας τις αρχιτεκτονικές ResNet, DenseNet και MobileNet. Τα επιτευχθέντα αποτελέσματα είναι εξαιρετικά, υποδεικνύοντας πως υπάρχει μεγάλη αξία στην οπτική πληροφορία που μας είναι διαθέσιμη, όσον αφορά την χρήση της στην ανίχνευση της αποψίλωσης των δασών.el


Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο

Thumbnail

Αυτό το τεκμήριο εμφανίζεται στις ακόλουθες συλλογές

Εμφάνιση απλής εγγραφής

Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές