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Fine-Tuning CNNS for Decreased Sensitivity to Non-Volcanic Deformation Velocity Signal

Beker, Teo und Ansari, Homa und Montazeri, Sina und Song, Qian und Zhu, Xiao Xiang (2022) Fine-Tuning CNNS for Decreased Sensitivity to Non-Volcanic Deformation Velocity Signal. In: ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Seiten 85-92. XXIV ISPRS Congress 2022, 2022-06-06 - 2022-06-11, Nice, France. doi: 10.5194/isprs-annals-V-3-2022-85-2022. ISSN 2194-9042.

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Offizielle URL: https://www.isprs-ann-photogramm-remote-sens-spatial-inf-sci.net/V-3-2022/85/2022/

Kurzfassung

Monitoring volcanic deformations allows us to track dynamic states of a volcano and to know where an eruptions could happen. Spaceborne Synthetic Aperture Radar (SAR) and SAR interferometry (InSAR) techniques created an opportunity to track volcanoes globally, even in inaccessible regions without ground measuring stations.This paper proposes a convolutional neural network (CNN) for detection of volcanic deformations in InSAR velocity maps. We had only a small amount of velocity maps over the region of central South American Andes, therefore the synthetic data are used to train the model from scratch. In the region of interest, the velocity maps contain the patterns of salt lakes and slope induced signal which confuse CNN models trained on synthetic data.In order to bridge the gap between the synthetic and real data, the hybrid synthetic-real data set is used for fine-tuning the model. The hybrid set consists of the real background signal data and synthetic volcanic data. Four fine-tuning sets which were created by different combinations of the original hybrid data, the filtered hybrid data, and simulated data have been used and compared with each other. Besides, we compared four fine-tuning approaches to determine where and how to fine-tune the model. Results show significant improvement in performance by majority of the approaches, and training the last or last two layers have given the best results. In addition, using the FT1 (containing only hybrid set), and FT4 (containing all sets) improved the area under the curve receiver operating characteristic (AUC ROC) from 55% to 86% and 88% respectively.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186552/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Fine-Tuning CNNS for Decreased Sensitivity to Non-Volcanic Deformation Velocity Signal
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Beker, TeoTeo.Beker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1907-4045NICHT SPEZIFIZIERT
Ansari, HomaHoma.Ansari (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4549-2497NICHT SPEZIFIZIERT
Montazeri, SinaSina.Montazeri (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6732-1381NICHT SPEZIFIZIERT
Song, QianQian.Song (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2746-6858NICHT SPEZIFIZIERT
Zhu, Xiao Xiangxiao.zhu (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5530-3613NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Erschienen in:ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.5194/isprs-annals-V-3-2022-85-2022
Seitenbereich:Seiten 85-92
ISSN:2194-9042
Status:veröffentlicht
Stichwörter:InSAR, Velocity maps, Volcanic deformations , InceptionResNet v2, Fine-tuning, Synthetic data, Deep learning
Veranstaltungstitel:XXIV ISPRS Congress 2022
Veranstaltungsort:Nice, France
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:6 Juni 2022
Veranstaltungsende:11 Juni 2022
Veranstalter :ISPRS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Künstliche Intelligenz, R - SAR-Methoden
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > EO Data Science
Institut für Methodik der Fernerkundung > SAR-Signalverarbeitung
Hinterlegt von: Beker, Teo
Hinterlegt am:24 Mai 2022 14:26
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:47

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