論文の概要: Classification of structural building damage grades from multi-temporal
photogrammetric point clouds using a machine learning model trained on
virtual laser scanning data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.12591v1
- Date: Fri, 24 Feb 2023 12:04:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-27 13:46:53.127934
- Title: Classification of structural building damage grades from multi-temporal
photogrammetric point clouds using a machine learning model trained on
virtual laser scanning data
- Title(参考訳): 仮想レーザースキャンデータを用いた機械学習モデルを用いた多時間光度点雲からの構造物損傷評価の分類
- Authors: Vivien Zahs and Katharina Anders and Julia Kohns and Alexander Stark
and Bernhard H\"ofle
- Abstract要約: 実世界の点雲からの多層建築物の損傷を自動的に評価する新しい手法を提案する。
我々は、仮想レーザースキャン(VLS)データに基づいて訓練された機械学習モデルを使用する。
このモデルでは、高いマルチターゲット分類精度(全精度:92.0% - 95.1%)が得られる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 58.720142291102135
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Automatic damage assessment based on UAV-derived 3D point clouds can provide
fast information on the damage situation after an earthquake. However, the
assessment of multiple damage grades is challenging due to the variety in
damage patterns and limited transferability of existing methods to other
geographic regions or data sources. We present a novel approach to
automatically assess multi-class building damage from real-world multi-temporal
point clouds using a machine learning model trained on virtual laser scanning
(VLS) data. We (1) identify object-specific change features, (2) separate
changed and unchanged building parts, (3) train a random forest machine
learning model with VLS data based on object-specific change features, and (4)
use the classifier to assess building damage in real-world point clouds from
photogrammetry-based dense image matching (DIM). We evaluate classifiers
trained on different input data with respect to their capacity to classify
three damage grades (heavy, extreme, destruction) in pre- and post-event DIM
point clouds of a real earthquake event. Our approach is transferable with
respect to multi-source input point clouds used for training (VLS) and
application (DIM) of the model. We further achieve geographic transferability
of the model by training it on simulated data of geometric change which
characterises relevant damage grades across different geographic regions. The
model yields high multi-target classification accuracies (overall accuracy:
92.0% - 95.1%). Its performance improves only slightly when using real-world
region-specific training data (< 3% higher overall accuracies) and when using
real-world region-specific training data (< 2% higher overall accuracies). We
consider our approach relevant for applications where timely information on the
damage situation is required and sufficient real-world training data is not
available.
- Abstract(参考訳): UAV由来の3D点雲に基づく自動損傷評価は,地震後の被害状況を高速に把握することができる。
しかし,被害パターンの多様性や既存手法の他の地域やデータソースへの移動性が限られているため,複数の被害格付けの評価は困難である。
本稿では,仮想レーザー走査(vls)データに基づく機械学習モデルを用いて,実世界の多時点雲からの多層建物損傷を自動的に評価する手法を提案する。
1) オブジェクト固有の変化特徴を識別し,(2) 変更と変更の異なる構成部品,(3) オブジェクト固有の変化特徴に基づいてVLSデータを用いてランダムな森林機械学習モデルを訓練し,(4) 分類器を用いて実世界の点群における被害を,フォトグラム法に基づく高密度画像マッチング(DIM)を用いて評価する。
実地震前後のDIM点群における3つの被害等級(重, 極度, 破壊)を分類するために, 異なる入力データに基づいて訓練した分類器の評価を行った。
我々のアプローチは、モデルのトレーニング(VLS)とアプリケーション(DIM)に使用されるマルチソースの入力ポイントクラウドに対して転送可能である。
さらに、異なる地域にわたって関連するダメージグレードを特徴付ける幾何変化のシミュレーションデータに基づいて、モデルの地理的転送性を向上させる。
このモデルは高いマルチターゲット分類精度(すべての精度: 92.0% - 95.1%)をもたらす。
実世界の地域別トレーニングデータ(全体の精度が3%高い)と実世界の地域別トレーニングデータ(全体の精度が2%高い)を使用することで、そのパフォーマンスはわずかに向上する。
我々は,損傷状況に関するタイムリーな情報が必要であり,実世界のトレーニングデータが不十分なアプリケーションに対して,我々のアプローチを考察する。
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