Monitoring water is a complex task due to its dynamic nature, added pollutants, and land build-up. The availability of high-resolu-tion data by Sentinel-2 multispectral products makes implementing remote sensing applications feasible. However, overutilizing or underutilizing multispectral bands of the product can lead to inferior performance. In this work, we compare the performances of ten out of the thirteen bands available in a Sentinel-2 product for water segmentation using eight machine learning algorithms. We find that the shortwave infrared bands (B11 and B12) are the most superior for segmenting water bodies. B11 achieves an overall accuracy of $71\%$ while B12 achieves $69\%$ across all algorithms on the test site. We also find that the Support Vector Machine (SVM) algorithm is the most favourable for single-band water segmentation. The SVM achieves an overall accuracy of $69\%$ across the tested bands over the given test site. Finally, to demonstrate the effectiveness of choosing the right amount of data, we use only B11 reflectance data to train an artificial neural network, BandNet. Even with a basic architecture, BandNet is proportionate to known architectures for semantic and water segmentation, achieving a $92.47$ mIOU on the test site. BandNet requires only a fraction of the time and resources to train and run inference, making it suitable to be deployed on web applications to run and monitor water bodies in localized regions. Our codebase is available at https://github.com/IamShubhamGupto/BandNet.


翻译:由于水的动态性质、污染物的增加和土地积累,监测水是一项复杂的任务。Sentinel-2多光谱产品提供的高溶解数据使得实施遥感应用成为可行的。然而,该产品多光谱带的过度利用或未充分利用可能导致性能低下。在这项工作中,我们用八种机器学习算法对哨兵-2中13个带的水分离产品中的10个带的性能进行比较。我们发现短波红外波带(B11和B12)对分解水体最为优越。B11总精确度为71美元,而B12则在测试站点的所有算法中达到69美元。我们也发现,支持Victor机(SVMM)的算法最有利于单带水分分分化。SVM在测试站的测试波段中,总精确度为69美元。最后,为了显示选择正确数据数量的有效性,我们只使用B11反射数据来培训人造神经网络,B12在测试站点所有算法中达到69美元。Sandrbal-Net的计算,在测试站点上,Sload-rodustrational rual rual rual rudeal rudeal rudeal rudeal seal rubal ladeal ladeal lades laveal 。Supal 也需要一个Sildal 需要一个有9 bal 。Sing amational sal seal sal ebalseal 。Sing sal sal 。Sildal amational amational 。Sildal 。Supal 。Serveal 。Sebal labal 。Siltal 。Siltal 。Sildal 和在测试网站只能在运行到一个固定上,在使用一个固定结构,在测试网站只能上,在正常路路路路图上,在运行路段系系是在测试系统结构,在测试一个可提供al labal labal ladal real ladal ladal labal labal labal labal lautal ladal 。Sal seal

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在机器学习中,支持向量机(SVM,也称为支持向量网络)是带有相关学习算法的监督学习模型,该算法分析用于分类和回归分析的数据。支持向量机(SVM)算法是一种流行的机器学习工具,可为分类和回归问题提供解决方案。给定一组训练示例,每个训练示例都标记为属于两个类别中的一个或另一个,则SVM训练算法会构建一个模型,该模型将新示例分配给一个类别或另一个类别,使其成为非概率二进制线性分类器(尽管方法存在诸如Platt缩放的问题,以便在概率分类设置中使用SVM)。SVM模型是将示例表示为空间中的点,并进行了映射,以使各个类别的示例被尽可能宽的明显间隙分开。然后,将新示例映射到相同的空间,并根据它们落入的间隙的侧面来预测属于一个类别。

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