論文の概要: Deep Learning-based Damage Mapping with InSAR Coherence Time Series
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.11544v1
- Date: Mon, 24 May 2021 21:21:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-26 13:49:40.320202
- Title: Deep Learning-based Damage Mapping with InSAR Coherence Time Series
- Title(参考訳): InSARコヒーレンス時系列を用いた深層学習に基づく損傷マッピング
- Authors: Oliver L. Stephenson, Tobias K\"ohne, Eric Zhan, Brent E. Cahill,
Sang-Ho Yun, Zachary E. Ross, Mark Simons
- Abstract要約: 本研究では, 深層学習とSAR観測のフルタイム履歴を組み合わせた損傷マッピング手法を提案する。
我々は、インターフェロメトリSARコヒーレンス時系列を用いて地球表面の変化を定量化し、確率的異常検出器としてリカレントニューラルネットワーク(RNN)を用いる。
本研究では,Sentinel-1 SAR の複数年連続取得による3つの地震の被害予測に本手法を適用した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.286503080462008
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Satellite remote sensing is playing an increasing role in the rapid mapping
of damage after natural disasters. In particular, synthetic aperture radar
(SAR) can image the Earth's surface and map damage in all weather conditions,
day and night. However, current SAR damage mapping methods struggle to separate
damage from other changes in the Earth's surface. In this study, we propose a
novel approach to damage mapping, combining deep learning with the full time
history of SAR observations of an impacted region in order to detect anomalous
variations in the Earth's surface properties due to a natural disaster. We
quantify Earth surface change using time series of Interferometric SAR
coherence, then use a recurrent neural network (RNN) as a probabilistic anomaly
detector on these coherence time series. The RNN is first trained on pre-event
coherence time series, and then forecasts a probability distribution of the
coherence between pre- and post-event SAR images. The difference between the
forecast and observed co-event coherence provides a measure of the confidence
in the identification of damage. The method allows the user to choose a damage
detection threshold that is customized for each location, based on the local
behavior of coherence through time before the event. We apply this method to
calculate estimates of damage for three earthquakes using multi-year time
series of Sentinel-1 SAR acquisitions. Our approach shows good agreement with
observed damage and quantitative improvement compared to using pre- to co-event
coherence loss as a damage proxy.
- Abstract(参考訳): 衛星リモートセンシングは,自然災害後の被害の迅速なマッピングにおいて,その役割を担っている。
特に、合成開口レーダー(SAR)は地球の表面を撮像し、すべての気象条件、昼夜の損傷を地図化することができる。
しかし、現在のSARの損傷マッピング手法は、地球表面の他の変化から損傷を分離するのに苦労している。
本研究では,自然災害による地球表面性状の異常な変化を検出するために,深層学習とsar観測のフルタイム履歴を組み合わせた新しい損傷マッピング手法を提案する。
我々は、インターフェロメトリSARコヒーレンス時系列を用いて地球表面の変化を定量化し、これらのコヒーレンス時系列上の確率的異常検出器としてリカレントニューラルネットワーク(RNN)を用いる。
RNNはまず、事前のコヒーレンス時系列に基づいて訓練され、その後、事前のSAR画像と後的なSAR画像のコヒーレンス分布の確率分布を予測する。
予測と観測された共同事象のコヒーレンスの違いは、損傷の識別に対する信頼度を測る指標となる。
本手法では,イベント前におけるコヒーレンスの局所的挙動に基づいて,各場所ごとにカスタマイズされた損傷検出しきい値を選択することができる。
本研究では,sentinel-1 sar取得の複数年時系列を用いた3つの地震の被害予測手法を提案する。
本手法は, コヒーレンス損失を損傷プロキシとして用いる場合と比較して, 観察された損傷と量的改善との良好な一致を示した。
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