|
Аннотация.
В работе представлен метод генерации обучающих наборов данных для задач дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с использованием генеративных инструментов, таких как Stable Diffusion. В частности, рассматривается задача поиска и распознавания лесных пожаров, незаконных вырубок и несанкционированных свалок на снимках, полученных с БПЛА. В ходе настоящего исследования был сгенерирован обучающий набор данных, состоящий из трех классов, на котором была обучена модель семейства YOLO. При инференсе модели на реальных снимках, найденных в Интернете, были достигнуты значения точности в 72,4 и 65,8% по метрикам F1 и mAP50, соответственно. На основании полученных результатов, сделан вывод о целесообразности применения представленного метода, как минимум, в качестве инструмента аугментации существующих данных.
Ключевые слова:
генерация набора данных, нейросетевая модель, анализ снимков, дистанционное зондирование Земли, беспилотный летательный аппарат, лесные пожары, незаконные вырубки, несанкционированные свалки.
DOI: 10.14357/20790279260305
EDN: QGKCA
Стр. 29-40.
Литература
1. Pesonen J., Raita-Hakola A.M., Joutsalainen J., Hakala T., Akhtar W., Koivumäki N., Markelin L., Suomalainen J., Alves de Oliveira R., Pölönen I., Honkavaara E. Boreal Forest Fire: UAV-collected wildfire detection and smoke segmentation dataset // Scientific Data. 2025. Vol. 12. P. 1419. 2. Mowla M.N., Asadi D., Tekeoglu K., Masum S., Rabie K. UAVs-FFDB: A high-resolution dataset for advancing forest fire detection and monitoring using unmanned aerial vehicles (UAVs) // Data in brief. 2024. Vol. 55. P. 110706. 3. Holybro S500-Copter documentation. URL: https://ardupilot.org/copter/docs/reference-frames-holybro-s500.html (дата обращения: 10.03.2026). 4. Raspberry Pi Camera Module 2. URL: https://www.raspberrypi.com/products/camera-module-v2/ (дата обращения: 10.03.2026). 5. Make Sense. URL: https://www.makesense.ai/ (дата обращения: 10.03.2026). 6. Shamoshoara A., Afghah F., Razi A., Zheng L., Fulé P., Blasch E. Aerial imagery pile burn detection using deep learning: The FLAME dataset // Computer Networks. 2021. Vol. 193. P. 108001. 7. The FLAME dataset: Aerial Imagery Pile burn detection using drones (UAVs). URL: https://ieee-dataport.org/open-access/flame-dataset-aerial-imagery-pile-burn-detection-using-drones-uavs (дата обращения: 10.03.2026). 8. Ronneberger O., Fischer P., Brox T. U-net: Convolutional networks for biomedical image segmentation // International Conference on Medical image computing and computer-assisted intervention. Cham: Springer international publishing. 2015. P. 234-241. 9. Precision & Recall. URL: https://mlu-explain.github.io/precision-recall/ (дата обращения: 10.03.2026). 10. Mager A., Blass V. From illegal waste dumps to beneficial resources using drone technology and advanced data analysis tools: A feasibility study // Remote Sensing. 2022. Vol. 14. P. 3923. 11. Torres R. N., Fraternali P. AerialWaste dataset for landfill discovery in aerial and satellite images // Scientific Data. 2023. Vol. 10. P. 63. 12. Ortofoto AGEA 2020 RGB. URL: https://geoportal.regione.emilia-romagna.it/catalogo/dati-cartografici/cartografia-di-base/immagini/layer-6 (дата обращения: 10.03.2026). 13. WorldView-3 (CIIIA). URL: https://www.scanex.ru/data/satellites/worldview-3/ (дата обращения: 10.03.2026). 14. Google Earth. URL: https://www.google.com/earth/about/versions/ (дата обращения: 10.03.2026). 15. The COCO dataset format. URL: https://docs.aws.amazon.com/rekognition/latest/customlabels-dg/md-coco-overview.html (дата обращения: 10.03.2026). 16. F1 Score in Machine Learning. URL: https://www.geeksforgeeks.org/machine-learning/f1-score-in-machine-learning/ (дата обращения: 10.03.2026). 17. Welcome to the Raven Scan platform documentation. URL: https://github.com/IntelligentNetworkSolutions/IllegalDumpSiteDetectionAndLandfill Monitoring (дата обращения: 10.03.2026). 18. Ramadan M., Ali M., Khoo S.Y., Alkheder M. AI-powered IoT and UAV systems for real-time detection and prevention of illegal logging // Results in Engineering. 2024. Vol. 24. P. 103277. 19. What is the Internet of Things (IoT). URL: https://www.ibm.com/think/topics/internet-of-things (дата обращения: 10.03.2026). 20. Purwono I., Ma'arif A., Rahmaniar W., Fathurrahman H. I. K., Frisky A., Haq Q. M. Understanding of convolutional neural network (cnn): A review // International Journal of Robotics and Control Systems. 2022. Vol. 2. P. 739-748. 21. Williams J. UAV survey mapping of illegal deforestation in Madagascar // Plants, People, Planet. 2024. Vol. 6. P. 1413-1424. 22. Mean Average Precision (mAP) in Object Detection. URL: https://learnopencv.com/mean-average-precision-map-object-detection-model-evaluation-metric/ (дата обращения: 10.03.2026). 23. Stable Diffusion Public Release. URL: https://stability.ai/news-updates/stable-diffusion-public-release (дата обращения: 10.03.2026). 24. Stable Diffusion web UI. URL: https://github.com/AUTOMATIC1111/stable-diffusion-webui (дата обращения: 10.03.2026). 25. Khanam R., Hussain M. Yolov11: An overview of the key architectural enhancements (2024) // arXiv preprint arXiv:2410.17725. 2024. 26. El-Madafri I., Pena M., Olmedo-Torre N. The wildfire dataset: Enhancing deep learning-based forest fire detection with a diverse evolving open-source dataset focused on data representativeness and a novel multi-task learning approach // Forests. 2023. Vol. 14. P. 1697. 27. Forest Fire and Smoke Detection using UAV imaging_3 Computer Vision Dataset. URL: https://universe.roboflow.com/auebmsc-ba-machine-learning/forest-fire-and-smoke-detection-using-uav-imaging_3 (дата обращения: 10.03.2026). 28. FireForest Computer Vision Dataset. URL: https://universe.roboflow.com/detection-de-objets-kksqo/fireforest-qwrd (дата обращения: 10.03.2026). 29. fireforest Computer Vision Dataset. URL: https://universe.roboflow.com/yolo-sjglk/fireforest (дата обращения: 10.03.2026). 30. Deforestation Computer Vision Dataset. URL: https://universe.roboflow.com/ahsan-iqbal-669fetbseef19/deforestation-tgch1 (дата обращения: 10.03.2026). 31. Deforestation Computer Vision Dataset. URL: https://universe.roboflow.com/ahsan-iqbal-ex-3vw/deforestation-e1sye (дата обращения: 10.03.2026). 32. Deforestation Computer Vision Dataset. URL: https://universe.roboflow.com/object-detection-lazxt/deforestation-zybgm (дата обращения: 10.03.2026). 33. Dataset for Waste/Dumpsite Detection using drone imagery. URL: https://universe.roboflow.com/dimash-ub63w/dumpsite-detection-iqzw1 (дата обращения: 10.03.2026). 34. Labelme - Image annotation with Python. URL: https://github.com/wkentaro/labelme (дата обращения: 10.03.2026). 35. Ultralytics YOLO for SOTA object detection, multi-object tracking, instance segmentation, pose estimation and image classification. URL: https://pypi.org/project/ultralytics/ (дата обращения: 10.03.2026). 36. A set of easy-to-use utils that will come in handy in any Computer Vision project. URL: https://pypi.org/project/supervision/ (дата обращения: 10.03.2026).
|