論文の概要: Habitat and Land Cover Change Detection in Alpine Protected Areas: A Comparison of AI Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.00073v1
• Date: Wed, 29 Oct 2025 12:32:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-05 16:37:26.561965
• Title: Habitat and Land Cover Change Detection in Alpine Protected Areas: A Comparison of AI Architectures
• Title（参考訳）: アルプス保護地域における居住地と土地被覆変化の検出:AIアーキテクチャの比較
• Abstract要約: オーストリア・ゲザエウス国立公園の長期アルプス生息地データを用いて, 変化検出に深層学習を適用した。 Clay v1.0はU-Netの41%のマルチクラスの生息地変更に対して51%の全体的な精度を達成するが、どちらもバイナリの変更検出では67%に達する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Rapid climate change and other disturbances in alpine ecosystems demand frequent habitat monitoring, yet manual mapping remains prohibitively expensive for the required temporal resolution. We employ deep learning for change detection using long-term alpine habitat data from Gesaeuse National Park, Austria, addressing a major gap in applying geospatial foundation models (GFMs) to complex natural environments with fuzzy class boundaries and highly imbalanced classes. We compare two paradigms: post-classification change detection (CD) versus direct CD. For post-classification CD, we evaluate GFMs Prithvi-EO-2.0 and Clay v1.0 against U-Net CNNs; for direct CD, we test the transformer ChangeViT against U-Net baselines. Using high-resolution multimodal data (RGB, NIR, LiDAR, terrain attributes) covering 4,480 documented changes over 15.3 km2, results show Clay v1.0 achieves 51% overall accuracy versus U-Net's 41% for multi-class habitat change, while both reach 67% for binary change detection. Direct CD yields superior IoU (0.53 vs 0.35) for binary but only 28% accuracy for multi-class detection. Cross-temporal evaluation reveals GFM robustness, with Clay maintaining 33% accuracy on 2020 data versus U-Net's 23%. Integrating LiDAR improves semantic segmentation from 30% to 50% accuracy. Although overall accuracies are lower than in more homogeneous landscapes, they reflect realistic performance for complex alpine habitats. Future work will integrate object-based post-processing and physical constraints to enhance applicability.
• Abstract（参考訳）: 急激な気候変動やアルプス生態系の混乱は、頻繁な生息環境モニタリングを必要とするが、手動マッピングは、時間的解決のためには違法に高価である。 オーストリア・ゲザース国立公園の長期アルプス生息地データを用いて, 地空間基盤モデル(GFM)をファジィクラス境界と高度不均衡クラスを有する複雑な自然環境に適用する際の大きなギャップに対処する。 分類後変化検出(CD)と直接CDの2つのパラダイムを比較した。 後分類CDでは,U-Net CNNに対してGFMs Prithvi-EO-2.0とClay v1.0を評価し,直接CDでは,U-Netベースラインに対してChangeViTを試験する。 高解像度のマルチモーダルデータ(RGB、NIR、LiDAR、地形特性)を用いて、15.3km2以上の4,480件の変更を文書化した結果、Clay v1.0はU-Netの41%のマルチクラスの生息地変化に対して51%の精度を達成した。 直接CDはバイナリでは優れたIoU(0.53対0.35)を得るが、マルチクラス検出では28%の精度しか得られない。 2020年のデータでは、U-Netの23%に対して、クレイは33%の精度を維持している。 LiDARの統合はセマンティックセグメンテーションを30%から50%の精度で改善する。 全体的な収差は、より均質な景観よりも低いが、複雑なアルプスの生息地の現実的な性能を反映している。 今後の作業では、オブジェクトベースの後処理と物理的な制約を統合して、適用性を高める予定だ。

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