Conteo de árboles en una megaciudad subtropical utilizando el método de segmentación de instancias

Contar los árboles de una zona o ciudad determinada es importante a la hora de tomar decisiones sobre políticas y administración gubernamentales, incluida la iniciativa internacional de reforestación (es decir, la Campaña del Trillón de Árboles). Determinar los árboles individuales a gran escala plantea retos importantes, especialmente en zonas subtropicales y tropicales, debido a las diversas características de sus copas. Utilizando imágenes de muy alta resolución espacial, podemos ver claramente las copas de los árboles.

En este estudio, contamos el número de árboles de la megaciudad subtropical de Guangzhou y utilizamos un marco de aprendizaje profundo de recuento de árboles de extremo a extremo en la detección de árboles a escala regional, delineando cada copaLa copa es la parte aérea de un árbol, formada por las ramas y las hojas.. Se trata de un marco sencillo en el que se pueden detectar árboles individuales directamente sin necesidad de intervención manual. Utilizamos las regiones de máscara en cascada con redes neuronales convolucionales (CMask R-CNN) como columna vertebral y añadimos tres tipos de módulos de atención para construir las derivadas de CMask R-CNN.

Los resultados experimentales mostraron que CMask R-CNN fue el que mejor funcionó de todos los métodos, y se detectaron más de 112 millones de árboles individuales con copas de más de 1 m2. La evaluación experimental indicó que la precisión fue del 88,32 % en términos del valor R2 y del 82,56 % en términos de la puntuación F1. Este estudio no solo reveló el número de árboles, sino que también proporcionó la densidad de árboles a diferentes escalas, lo que es un componente destacado de la estructura del ecosistema. También analizamos la densidad de árboles a escalas de 30 m y 1000 m. Los resultados experimentales mostraron que Guangzhou tiene una alta cobertura de copas con una densidad de árboles de 150 árboles por hectárea. En toda la ciudad, la densidad de árboles es mayor en la zona norte de Guangzhou, seguida de la parte central. Desde la parte centro-oeste hasta la parte centro-este, la densidad de árboles aumenta. La densidad de árboles más baja se encuentra en la parte sur de Guangzhou, cerca del estuario del río Perla, que es una zona básica de conservación de tierras agrícolas. Cabe destacar que la densidad de árboles del suelo urbano es de unos 15 árboles por 900 m2, lo que indica un buen entorno de vida.

El método desarrollado en este estudio proporciona un medio flexible para el recuento de árboles a gran escala sin necesidad de operación manual, basado en imágenes de muy alta resolución espacial.

Título Original:

"Counting trees in a subtropical mega city using the instance segmentation method"

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