elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Adapting a U-Net to model road traffic noise from geographic data

Staab, Jeroen und Stark, Thomas und Wurm, Michael und Wolf, Kathrin und Dallavalle, Marco und Nikolaou, Nikolaos und Valizadeh, Mahyar und Behzadi, Sahar und Schady, Arthur und Lakes, Tobia und Taubenböck, Hannes (2023) Adapting a U-Net to model road traffic noise from geographic data. Helmholtz AI conference 2023, 2023-06-12 - 2023-06-14, Hamburg.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Kurzfassung

Urbanization and road traffic noise are closely linked with each other. The impact of excessive noise levels on human’s health is of major concern for organizations such as the World Health Organization and the European Environmental Agency. However, precise exposure maps are scarce, as highly accurate sound propagation models are constrained by huge computational efforts and high costs. Alternative large-scale Land-Use Regressions (LUR) are limited by a lack of available training data and model-specific constraints. Despite the recent contributions of deep learning to geo-spatial data analysis, the portfolio of statistical models for noise modeling has not been expanded to include deep learning. By leveraging cost-efficient geodata and artificial intelligence, accurate and efficient noise exposure mapping can be achieved. Therefore, in this study, Sentinel-2 satellite images, topographic radar data and a building model are used to model road traffic noise (Lden). This noise indicator Lden, is common in health and environmental exposure sciences and shows the equivalent sound level over a 24-hour period with a penalty for evening and nighttime noise. Averaged over a whole year, it is – compared to the fluctuate nature of sound – static and therefore comprehensive to map using geoinformatic tools. At the same time, sound is spatially distributed very unevenly and a high granularity of at least 10 x 10 Meter is obligatory. With respect to the amount of data needed for deep learning, our experiments scope 70 German cities with an overall area of 10,956 km². Eleven input features related to noise emission and sound propagation are used to evaluate the performance of different input feature combinations using a Resnet50-U-Net model. Our best performing model, using all eleven features, achieved an overall accuracy of 89% and an Intersection over Union (IoU) score of 0.68 which indicates a good fit of the model. Furthermore, we conclude that future research should continue investigations on conducive input features, learning strategies, and geographical transferability. Only then, the ambitious goal of producing highly accurate but also cost-efficient, large scale and high-resolution exposure maps can be met.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195456/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Adapting a U-Net to model road traffic noise from geographic data
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Staab, JeroenJeroen.Staab (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7342-4440138528315
Stark, ThomasThomas.Stark (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wurm, Michaelmichael.wurm (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5967-1894NICHT SPEZIFIZIERT
Wolf, KathrinInstitute of Epidemiology, Helmholtz Zentrum München-German Research Centre for Environmental Health, Neuherberg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dallavalle, MarcoInstitute of Epidemiology, Helmholtz Zentrum München-German Research Centre for Environmental Health, Neuherberg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nikolaou, NikolaosInstitute of Epidemiology, Helmholtz Zentrum München-German Research Centre for Environmental Health, Neuherberg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Valizadeh, MahyarInstitute of Epidemiology, Helmholtz Zentrum München-German Research Centre for Environmental Health, Neuherberg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Behzadi, SaharInstitute of Epidemiology, Helmholtz Zentrum München-German Research Centre for Environmental Health, Neuherberg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schady, ArthurDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-3078-9546NICHT SPEZIFIZIERT
Lakes, Tobiatobia.lakes (at) geo.hu-berlin.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Taubenböck, HannesHannes.Taubenboeck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4360-9126NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juni 2023
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:traffic noise, exposure mapping, deep learning, semantic segmentation
Veranstaltungstitel:Helmholtz AI conference 2023
Veranstaltungsort:Hamburg
Veranstaltungsart:nationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:12 Juni 2023
Veranstaltungsende:14 Juni 2023
Veranstalter :Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren
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 - Fernerkundung u. Geoforschung, R - Geowissenschaftl. Fernerkundungs- und GIS-Verfahren, D - Digitaler Atlas 2.0
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Georisiken und zivile Sicherheit
Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Hinterlegt von: Staab, Jeroen
Hinterlegt am:12 Jul 2023 12:22
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:55

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.