| Title: | Metoda za prostorsko-časovno semantično segmentacijo rabe tal nad satelitskimi posnetki z uporabo grafovskih nevronskih mrež : doktorska disertacija |
|---|
| Authors: | ID Kavran, Domen (Author) ID Lukač, Niko (Mentor) More about this mentor...  |
| Files: | DOK_Kavran_Domen_2026.pdf (53,94 MB) MD5: 01492FFDBAF6F0AAB494266570828C24
|
|---|
| Language: | Slovenian |
|---|
| Work type: | Doctoral dissertation |
|---|
| Typology: | 2.08 - Doctoral Dissertation |
|---|
| Organization: | FERI - Faculty of Electrical Engineering and Computer Science
|
|---|
| Abstract: | V doktorski disertaciji je predstavljena prostorsko-časovna semantična segmentacija rabe tal nad satelitskimi posnetki. Obstoječe metode trenutnega stanja tehnike se soočajo z omejitvami pri upoštevanju prostorskega konteksta in časovnih informacij ter s pomanjkanjem prilagodljivosti na spremembe strukture vhodnih podatkov. Predlagana metoda rešuje te izzive z uporabo grafovskih nevronskih mrež nad časovnimi vrstami večspektralnih posnetkov Zemljinega površja.
V prvem koraku predlagane metode se individualni posnetki segmentirajo na regije, nato pa se oblikuje graf s prostorskimi in časovno usmerjenimi povezavami med regijami. Za vsako klasificirano regijo oziroma tarčno vozlišče se tvori usmerjen podgraf, ki vključuje sosednja vozlišča z vzpostavljenimi prostorskimi in časovno usmerjenimi povezavami, ki vodijo do tarčnega vozlišča. Sosednja vozlišča tako predstavljajo prostorsko in časovno okolico. Podgraf se posreduje v cevovod za klasifikacijo tarčnega vozlišča, kjer konvolucijska nevronska mreža najprej izračuna visokonivojske značilke nad omejitvenimi okvirji regij vseh vozlišč podgrafa. Temu sledi posredovanje podgrafa z izračunanimi značilkami v grafovsko nevronsko mrežo, ki klasificira tarčno vozlišče. Opisani postopek je izveden za vsako vozlišče oziroma regijo. Izhod predlagane metode je napovedana časovna vrsta semantično segmentiranega vhodnega območja v obliki segmentacijskih map z oznakami rabe tal.
Predlagana metoda semantične segmentacije je bila preizkušena nad podatkovno zbirko DynamicEarthNet, ki vključuje časovne vrste dnevnih satelitskih posnetkov s 75 geografskih območij po vsem svetu, in primerjana s trenutnim stanjem tehnike – metodami za učenje temeljnih modelov daljinskega zaznavanja: GASSL, SeCo, SatMAE in TOV. Predlagana metoda je dosegla statistično značilno najboljše povprečne rezultate v primerjavi z metodami trenutnega stanja tehnike, in sicer povprečni mIoU 0,4145 ± 0,0051 (p-vrednosti: 0,0111, 0,0087, 2 × 10−6 in 9 × 10−5) pri uporabi prostorske okolice v podgrafih in mF1 0,5202 ± 0,0103 (p-vrednosti: 0,0287, 0,0274, 6 × 10−8 in 9 × 10−5) pri uporabi časovne okolice v podgrafih. Najuspešnejša metoda trenutnega stanja tehnike GASSL je dosegla slabše povprečne rezultate, in sicer povprečni mIoU 0,3823 ± 0,0156 in mF1 0,4908 ± 0,0198. Rezultati tako kažejo, da predlagana metoda semantične segmentacije v povprečju dosega višjo uspešnost od najuspešnejše metode trenutnega stanja tehnike za +0,0322 po metriki mIoU ter za +0,0294 po metriki mF1. Obsežna statistična analiza rezultatov je pokazala, da predlagana metoda po metrikah mF1 in mIoU dosega statistično značilno boljše rezultate od obstoječih metod trenutnega stanja tehnike. Najbolje naučen model predlagane metode je z uporabo časovne okolice v podgrafih na podatkovni zbirki DynamicEarthNet dosegel rezultat wF1 0,6905. Najvišja klasifikacijska uspešnost je bila dosežena za razred »Voda«, in sicer F1 0,9159 in IoU 0,8449. Med preostalimi petimi klasifikacijskimi razredi sta izstopala še razred »Gozd in druga vegetacija« z F1 0,7890 in IoU 0,6515 ter razred »Prst« z F1 0,6561 in IoU 0,4882. |
|---|
| Keywords: | prostorsko-časovno, semantična segmentacija, raba tal, satelitski posnetek, grafovska nevronska mreža, temeljni model, globoko učenje |
|---|
| Place of publishing: | Maribor |
|---|
| Place of performance: | Maribor |
|---|
| Publisher: | [D. Kavran] |
|---|
| Year of publishing: | 2026 |
|---|
| Number of pages: | XIV, 141 f. |
|---|
| PID: | 20.500.12556/DKUM-95633  |
|---|
| UDC: | 502.521:551.501.8(043.3) |
|---|
| COBISS.SI-ID: | 276911107  |
|---|
| Publication date in DKUM: | 23.04.2026 |
|---|
| Views: | 172 |
|---|
| Downloads: | 33 |
|---|
| Metadata: |  |
|---|
| Categories: | KTFMB - FERI
|
|---|
|
:
|
Copy citation |
|---|
| | | | Average score: | (0 votes) |
|---|
| Your score: | Voting is allowed only for logged in users. |
|---|
| Share: |  |
|---|
Hover the mouse pointer over a document title to show the abstract or click
on the title to get all document metadata. |