論文の概要: AI-ready Snow Radar Echogram Dataset (SRED) for climate change monitoring
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00786v1
- Date: Thu, 01 May 2025 18:29:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-05 17:21:19.792496
- Title: AI-ready Snow Radar Echogram Dataset (SRED) for climate change monitoring
- Title(参考訳): AI対応のSnow Radar Echogram Dataset(SRED)による気候変動モニタリング
- Authors: Oluwanisola Ibikunle, Hara Talasila, Debvrat Varshney, Jilu Li, John Paden, Maryam Rahnemoonfar,
- Abstract要約: 本研究は2012年に収集されたSnow Radar Airborne Dataから得られた最初の包括的レーダエコーグラムデータセットを紹介する。
その有用性を示すために,データセット上での5つのディープラーニングモデルの性能を評価した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.32985979395737786
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Tracking internal layers in radar echograms with high accuracy is essential for understanding ice sheet dynamics and quantifying the impact of accelerated ice discharge in Greenland and other polar regions due to contemporary global climate warming. Deep learning algorithms have become the leading approach for automating this task, but the absence of a standardized and well-annotated echogram dataset has hindered the ability to test and compare algorithms reliably, limiting the advancement of state-of-the-art methods for the radar echogram layer tracking problem. This study introduces the first comprehensive ``deep learning ready'' radar echogram dataset derived from Snow Radar airborne data collected during the National Aeronautics and Space Administration Operation Ice Bridge (OIB) mission in 2012. The dataset contains 13,717 labeled and 57,815 weakly-labeled echograms covering diverse snow zones (dry, ablation, wet) with varying along-track resolutions. To demonstrate its utility, we evaluated the performance of five deep learning models on the dataset. Our results show that while current computer vision segmentation algorithms can identify and track snow layer pixels in echogram images, advanced end-to-end models are needed to directly extract snow depth and annual accumulation from echograms, reducing or eliminating post-processing. The dataset and accompanying benchmarking framework provide a valuable resource for advancing radar echogram layer tracking and snow accumulation estimation, advancing our understanding of polar ice sheets response to climate warming.
- Abstract(参考訳): レーダエコーグラムの内部層を高精度に追跡することは、グリーンランドや他の極地地域での氷床のダイナミックスを理解し、加速した氷の放出の影響を定量化するために不可欠である。
ディープラーニングアルゴリズムは、このタスクを自動化するための主要なアプローチとなっているが、標準化された、十分に注釈付けされたエコーグラムデータセットが存在しないため、アルゴリズムを確実にテストおよび比較することができなくなり、レーダエコーグラム層追跡問題に対する最先端手法の進歩が制限された。
この研究は、2012年にアメリカ航空宇宙局(NASA)の氷橋(OIB)ミッションで収集されたSnow Radar Airborne Dataから得られた「深層学習準備」レーダーエコーグラムデータセットを初めて紹介した。
このデータセットには13,717個のラベル付きエコーグラムと57,815個の弱いラベル付きエコーグラムが含まれており、様々な雪の帯(乾燥、アブレーション、湿気)をコースの解像度でカバーしている。
その有用性を示すために,データセット上での5つのディープラーニングモデルの性能を評価した。
その結果,現在のコンピュータビジョンセグメンテーションアルゴリズムでは,エコー画像中の積雪層画素を識別・追跡できるが,エコー画像から積雪深度と年次蓄積を直接抽出し,後処理の削減・除去するためには,高度なエンド・ツー・エンド・モデルが必要であることがわかった。
このデータセットとそれに伴うベンチマークフレームワークは、レーダーエコーグラム層追跡と積雪量の推定を推し進め、温暖化に伴う極氷床の理解を深めるための貴重な資源を提供する。
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