Open Access Battle Damage Detection via Pixel-Wise T-Test on Sentinel-1 Imagery

要約

ガザとウクライナにおける最近の非常に破壊的な紛争の状況では、建物被害の信頼できる推定値は、情報に基づいた国民の議論、人権監視、人道支援の提供にとって不可欠です。
紛争被害評価には議論の余地がある性質を考慮すると、これらの推定値は完全に再現可能で説明可能であり、オープンアクセス データから導き出される必要があります。
本稿では、これらの条件を満たす建物損傷検出のための新しい手法、ピクセルワイズ T テスト (PWTT) を紹介します。
PWTT は、自由に利用できる合成開口レーダー画像と統計的変化検出を組み合わせて使用​​し、一定の時間間隔で広範囲にわたる正確な紛争被害推定値を生成します。
精度は、ウクライナ、パレスチナ、シリア、イラクの 12 都市にまたがる 50 万件を超えるラベル付き建物の設置面積のオリジナル データセットを使用して評価されます。
このアルゴリズムはシンプルで軽量であるにもかかわらず、深層学習と高解像度画像を使用する最先端の手法に匹敵する、建物レベルの精度統計 (ウクライナ全土で AUC=0.88、ガザ地区で 0.81) を達成します。
このワークフローはオープンソースであり、完全に Google Earth Engine 環境内に展開されているため、ほぼリアルタイムで更新されるウクライナとガザのインタラクティブな戦闘被害ダッシュボードの生成が可能になり、一般の人々や人道活動家が被害を受けた建物の推定値を即座に取得できるようになります。
与えられたエリア。

要約(オリジナル)

In the context of recent, highly destructive conflicts in Gaza and Ukraine, reliable estimates of building damage are essential for an informed public discourse, human rights monitoring, and humanitarian aid provision. Given the contentious nature of conflict damage assessment, these estimates must be fully reproducible, explainable, and derived from open access data. This paper introduces a new method for building damage detection– the Pixel-Wise T-Test (PWTT)– that satisfies these conditions. Using a combination of freely-available synthetic aperture radar imagery and statistical change detection, the PWTT generates accurate conflict damage estimates across a wide area at regular time intervals. Accuracy is assessed using an original dataset of over half a million labeled building footprints spanning 12 cities across Ukraine, Palestine, Syria, and Iraq. Despite being simple and lightweight, the algorithm achieves building-level accuracy statistics (AUC=0.88 across Ukraine, 0.81 in Gaza) rivalling state of the art methods that use deep learning and high resolution imagery. The workflow is open source and deployed entirely within the Google Earth Engine environment, allowing for the generation of interactive Battle Damage Dashboards for Ukraine and Gaza that update in near-real time, allowing the public and humanitarian practitioners to immediately get estimates of damaged buildings in a given area.

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