Detailed structural and species information on individual tree level is increasingly important to support precision forestry, biodiversity conservation, and provide reference data for biomass and carbon mapping. Point clouds from airborne and ground-based laser scanning are currently the most suitable data source to rapidly derive such information at scale. Recent advancements in deep learning improved segmenting and classifying individual trees and identifying semantic tree components. However, deep learning models typically require large amounts of annotated training data which limits further improvement. Producing dense, high-quality annotations for 3D point clouds, especially in complex forests, is labor-intensive and challenging to scale. We explore strategies to reduce dependence on large annotated datasets using self-supervised and transfer learning. Our objective is to improve performance across three tasks: instance segmentation, semantic segmentation, and tree classification using realistic and operational training sets. We observe improvements across all tasks, compared to training from scratch, evaluated with their respective metrics. For instance segmentation, self-supervised learning combined with domain adaptation improves AP50 by 16.98%. For semantic segmentation, self-supervised learning alone improves mIoU by 1.79%. For tree classification, hierarchical transfer learning improves mean Jaccard by 6.07%. To simplify use and encourage uptake, we integrated the tasks into a unified framework, streamlining the process from raw point clouds to tree delineation, structural analysis, and species classification. Pretrained models reduce energy consumption and carbon emissions by ~21%. This open-source contribution aims to accelerate operational extraction of individual tree information from laser scanning point clouds to support forestry, biodiversity, and carbon mapping.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

智能数据库学习型索引研究综述
专知会员服务
23+阅读 · 2023年1月14日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月23日
VIP会员
最新内容
边缘计算的军事应用
专知会员服务
7+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8日
《多域冲突比较支持模型》60页
专知会员服务
14+阅读 · 8月7日
相关VIP内容
智能数据库学习型索引研究综述
专知会员服务
23+阅读 · 2023年1月14日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员