The observation of the advancing and retreating pattern of polar sea ice cover stands as a vital indicator of global warming. This research aims to develop a robust, effective, and scalable system for classifying polar sea ice as thick/snow-covered, young/thin, or open water using Sentinel-2 (S2) images. Since the S2 satellite is actively capturing high-resolution imagery over the earth's surface, there are lots of images that need to be classified. One major obstacle is the absence of labeled S2 training data (images) to act as the ground truth. We demonstrate a scalable and accurate method for segmenting and automatically labeling S2 images using carefully determined color thresholds. We employ a parallel workflow using PySpark to scale and achieve 9-fold data loading and 16-fold map-reduce speedup on auto-labeling S2 images based on thin cloud and shadow-filtered color-based segmentation to generate label data. The auto-labeled data generated from this process are then employed to train a U-Net machine learning model, resulting in good classification accuracy. As training the U-Net classification model is computationally heavy and time-consuming, we distribute the U-Net model training to scale it over 8 GPUs using the Horovod framework over a DGX cluster with a 7.21x speedup without affecting the accuracy of the model. Using the Antarctic's Ross Sea region as an example, the U-Net model trained on auto-labeled data achieves a classification accuracy of 98.97% for auto-labeled training datasets when the thin clouds and shadows from the S2 images are filtered out.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
2+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
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
2+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