論文の概要: Semantic segmentation of longitudinal thermal images for identification
of hot and cool spots in urban areas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.04247v1
- Date: Fri, 6 Oct 2023 13:41:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-09 16:06:59.954917
- Title: Semantic segmentation of longitudinal thermal images for identification
of hot and cool spots in urban areas
- Title(参考訳): 都市におけるホットスポットとクールスポットの識別のための縦断熱画像の意味セグメンテーション
- Authors: Vasantha Ramani, Pandarasamy Arjunan, Kameshwar Poolla and Clayton
Miller
- Abstract要約: 本研究は,都市部におけるホットスポットとクールスポットを識別するために,近隣スケールで収集したセマンティック・セグメンテーション・縦・空間的にリッチな熱画像の解析を行う。
サーマルイメージデータセットのサブセットを使用して、最先端のディープラーニングモデルをトレーニングし、さまざまな都市の特徴を抽出した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.124958340749622
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: This work presents the analysis of semantically segmented, longitudinally,
and spatially rich thermal images collected at the neighborhood scale to
identify hot and cool spots in urban areas. An infrared observatory was
operated over a few months to collect thermal images of different types of
buildings on the educational campus of the National University of Singapore. A
subset of the thermal image dataset was used to train state-of-the-art deep
learning models to segment various urban features such as buildings,
vegetation, sky, and roads. It was observed that the U-Net segmentation model
with `resnet34' CNN backbone has the highest mIoU score of 0.99 on the test
dataset, compared to other models such as DeepLabV3, DeeplabV3+, FPN, and
PSPnet. The masks generated using the segmentation models were then used to
extract the temperature from thermal images and correct for differences in the
emissivity of various urban features. Further, various statistical measure of
the temperature extracted using the predicted segmentation masks is shown to
closely match the temperature extracted using the ground truth masks. Finally,
the masks were used to identify hot and cool spots in the urban feature at
various instances of time. This forms one of the very few studies demonstrating
the automated analysis of thermal images, which can be of potential use to
urban planners for devising mitigation strategies for reducing the urban heat
island (UHI) effect, improving building energy efficiency, and maximizing
outdoor thermal comfort.
- Abstract(参考訳): 本研究は,都市部におけるホットスポットとクールスポットを特定するために,近隣のスケールで収集したセマンティックセグメンテーション,縦,空間的にリッチな熱画像の解析を行う。
シンガポール国立大学教育キャンパスの様々な建物の熱画像を集めるために、数ヶ月にわたって赤外線観測所が運営された。
熱画像データセットのサブセットは、最先端のディープラーニングモデルのトレーニングに使われ、建物、植生、空、道路など、さまざまな都市の特徴を分割した。
CNNバックボーンを持つU-Netセグメンテーションモデルは、DeepLabV3、DeeplabV3+、FPN、PSPnetといった他のモデルと比較して、テストデータセット上で最もmIoUスコアが0.99であることがわかった。
次に, セグメンテーションモデルを用いて生成したマスクを用いて, 熱画像から温度を抽出し, 様々な都市特性の放射率差を補正した。
さらに、予測セグメンテーションマスクを用いて抽出した温度の様々な統計的測定値を示し、地上の真理マスクを用いて抽出した温度と密に一致した。
最後に、マスクは都市の特徴のホットスポットとクールスポットを様々な場面で識別するために使用された。
これは、都市熱島(UHI)効果の低減、建設エネルギー効率の向上、屋外熱快適性を最大化するための緩和戦略を考案する都市計画家にとって潜在的に有用である、熱画像の自動解析を実証する数少ない研究の1つである。
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