Dengue and Zika are two arboviral viruses that affect a significant portion of the world population. The principal vector species of both viruses are Aedes aegypti and Aedes albopictus mosquitoes. They breed in very slow flowing or standing pools of water. It is important to reduce and control such potential breeding grounds to contain the spread of these diseases. This thesis investigates a model for the detection of water bodies using high-resolution images collected by Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in tropical countries, exemplified by Sri Lanka, and their multispectral information to help detect water bodies where larvae are most likely to breed quickly and accurately. Although machine learning has been studied in previous work to process multispectral image information to obtain the location of water bodies, different machine learning methods have not been compared, only random forest algorithms have been used. Because Convolutional Neural Networks (CNNs) are known to provide advanced classification performance for visual recognition tasks, in this thesis, faster region-based CNNs are introduced to perform fast and accurate identification of water body locations. In order to better evaluate the experimental results, this thesis introduces Intersection over Union (IoU) as a criterion for evaluating the results. On the one hand, IoU can judge the success rate of the model for water region recognition, and on the other hand, analysis of the model recall rate under different IoU values can also evaluate the model’s ability to detect the range of water regions. Meanwhile, the basic CNN network and random forest algorithm in the previous work are also implemented to compare the results of faster region-based CNNs. In conclusion, the faster region-based CNN model achieves the best results with a 98.33% recognition success rate for water bodies in multispectral images, compared to 95.80% for the CNN model and 95.74% for the random forest model. In addition, the faster region-based CNN model significantly outperformed the CNN model and the random forest model for training speed. / Dengue och zika är två arbovirala virus som drabbar en stor del av världens befolkning. De viktigaste vektorerna för båda virusen är myggorna Aedes aegypti och Aedes albopictus. De förökar sig i mycket långsamt rinnande eller stående vattensamlingar. Det är viktigt att minska och kontrollera sådana potentiella grogrunder för att begränsa spridningen av dessa sjukdomar. I denna avhandling undersöks en modell för att upptäcka vattenområden med hjälp av högupplösta bilder som samlas in av Unmanned Aerial Vehicles (UAV) i tropiska länder, exemplifierat av Sri Lanka, och deras multispektrala information för att hjälpa till att upptäcka vattenområden där larverna sannolikt förökar sig snabbt och noggrant. Även om maskininlärning har studerats i tidigare arbeten för att bearbeta multispektral information från bilder för att få fram platsen för vattenförekomster, har olika metoder för maskininlärning inte jämförts, utan endast random forest-algoritmer har använts. Eftersom Convolutional Neural Networks (CNN) är kända för att erbjuda avancerade klassificeringsprestanda för visuella igenkänningsuppgifter i denna avhandling introduceras snabbare regionbaserade CNN för att utföra snabb och exakt identifiering av vattenkropparnas läge. För att bättre kunna utvärdera de experimentella resultaten införs i denna avhandling Intersection over Union (IoU) som ett kriterium för utvärdering av resultaten. Å ena sidan kan IoU bedöma modellens framgång för igenkänning av vattenområden, och å andra sidan kan analysen av modellens återkallningsfrekvens under olika IoU-värden också utvärdera modellens förmåga att upptäcka olika vattenområden. Samtidigt genomförs även det grundläggande CNN-nätverket och algoritmen för slumpmässig skog i det tidigare arbetet för att jämföra resultaten av Faster regionbaserad CNN. Sammanfattningsvis ger den snabbare regionbaserade CNN-modellen de bästa resultaten med 98,33% av alla igenkänningsresultat för vattenkroppar i multispektrala bilder, jämfört med 95,80% för CNN-modellen och 95,74% för modellen med slumpmässig skog. Dessutom överträffade den snabbare regionbaserade CNN-modellen CNN-modellen och random forest-modellen avsevärt när det gäller träningshastighet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-325689 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Shangguan, Shengyao |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Stockholm : KTH Royal Institute of Technology |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:931 |
Page generated in 0.015 seconds