Floods wreak havoc throughout the world, causing billions of dollars in damages, and uprooting communities, ecosystems and economies. Accurate and robust flood detection including delineating open water flood areas and identifying flood levels can aid in disaster response and mitigation. However, estimating flood levels remotely is of essence as physical access to flooded areas is limited and the ability to deploy instruments in potential flood zones can be dangerous. Aligning flood extent mapping with local topography can provide a plan-of-action that the disaster response team can consider. Thus, remote flood level estimation via satellites like Sentinel-1 can prove to be remedial. The Emerging Techniques in Computational Intelligence (ETCI) competition on Flood Detection tasked participants with predicting flooded pixels after training with synthetic aperture radar (SAR) images in a supervised setting. We use a cyclical approach involving two stages (1) training an ensemble model of multiple UNet architectures with available high and low confidence labeled data and, generating pseudo labels or low confidence labels on the entire unlabeled test dataset, and then, (2) filter out quality generated labels and, (3) combining the generated labels with the previously available high confidence labeled dataset. This assimilated dataset is used for the next round of training ensemble models. This cyclical process is repeated until the performance improvement plateaus. Additionally, we post process our results with Conditional Random Fields. Our approach sets the second highest score on the public hold-out test leaderboard for the ETCI competition with 0.7654 IoU. To the best of our knowledge we believe this is one of the first works to try out semi-supervised learning to improve flood segmentation models.


翻译:洪水肆虐在世界各地造成破坏,造成数十亿美元的损失,使社区、生态系统和经济被赶出。准确和有力的洪水探测,包括划定开放的洪水洪涝地区和确定洪水水平,可有助于救灾和减灾。然而,对洪水水平进行远程估算至关重要,因为实际进入洪涝地区的机会有限,在潜在的洪涝区部署仪器的能力可能很危险。用地方地形对洪水范围进行绘图,可以提供灾害应对小组可以考虑的行动计划。因此,通过Sentinel-1等卫星对洪水水平进行远程估算,可以证明是补救的。在洪水探测综合情报(ETCI)竞赛中,新兴技术要求参与者在接受合成孔径雷达(SAR)图像培训后预测洪水的像素。我们采用周期性方法,包括两个阶段:(1) 培训具有高信任度和低标签数据标签的多个UNet结构的混合模型,在未经标记的测试数据集上产生假标签或低信任度标签,然后,将质量生成的标签和下一个模型,(3) 在经过合成孔径雷达(SAR)图像测试后,将生成的标签与先前的高信任度测试结果合并。

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