BAMFORESTS: Bamberg Benchmark Forest Dataset of Individual Tree Crowns in Very-High-Resolution UAV Images
BAMFORESTS: Bamberg Benchmark Forest Dataset of Individual Tree Crowns in Very-High-Resolution UAV Images
Die automatische und korrekte Erkennung einzelner Bäume ist wichtig für die Forstwirtschaft, die Biodiversitätsmonitoring und andere Anwendungen. Sehr hochauflösende RGB-Daten von Flugzeugen und Drohnen eignen sich für die Abgrenzung einzelner Baumkronen, aber der Labelingprozess erfordert Expertenwissen und ist zeitaufwändig. Daher sind Datensätze mit einzeln abgegrenzten Baumkronen in sehr hochauflösenden RGB-Daten kostspielig. BAMFORESTS enthält 27.160 gelabelte Bäume auf 105 Hektar Fläche in drei verschiedenen AOIs in bayerischen Wäldern und Stadtparks. Mit dem vorgeschlagenen Datasetsplit ist BAMFORESTS ein Benchmark-Datensatz. Es ist einer der weltweit größten Datensätze dieser Art.
Der BAMFORESTS Datensatz besteht aus Bilddaten von vier verschiedenen AOIs welche in Abbildung 1 dargestellt sind. Alle AOIs befinden sich in einem Umkreis von 20km um Bamberg und die Befliegungen zur Datenerhebungen wurden im BaKIM-Projekt der Förderlinie Kommunal Digital des Bayerischen Staatsministerium für Digitales durchgeführt. Das BaKIM-Projekt ist ein Kooperationsprojekt des Lehrstuhls für Kognitive Systeme an der Universität Bamberg und der Stadt Bamberg.
Abbildung 1. Überblick über alle AOIs des BAMFORESTS Benchmark-Datensatzes
Abbildung (a) zeigt die gesamte Hain-AOI, (b) zeigt die gesamte Stadtwald-AOI, (c) zeigt die gesamte Tretzendorf-1-AOI und (d) zeigt die gesamte Tretzendorf-2-AOI. Alle Bilder sind im Gleichen Maßstab abgebildet, um einen Vergleich der Größen der AOIs zu ermöglichen (EPSG:4326).
Die Bilder des Datensatzes sind aufgeteilt in 57,14% Train-Set, 15,24% Validation-Set, 14,29% Test-Set-1 und 13,33% Test-Set-2. Die Annotationen befinden sich in den zugehörigen .GeoJSON Dateien.
Test-Set-1 besteht ausschließlich aus Daten der Hain-AOI welche vollkommen unabhängig vom Train- und Validation-Set sind. Im Gegensatz dazu sind die Bildausschnitte von Test-Set-2 den gleichen Forstflächen entnommen wie das Train- und Validation-Set.
Auf der Grundlage der Hektarplots wurden die Orthomosaike und die zugehörigen Annotationen zugeschnitten, in weitere Einzelbilder geteilt und anschließend gemeinsam in das COCO-Format konvertiert. Die Einzelbilder überschneiden sich sowohl horizontal als auch vertikal zu 50 %. Um den Anforderungen verschiedener Gegebenheiten und des verfügbaren GPU-VRAM gerecht zu werden, bietet der BAMFORESTS-Datensatz zwei verschiedene Bildgrößen (1024x1024 Pixel und 2048x2048 Pixel). An den Rändern der Bilder werden einzelne Kronen abgeschnitten. Abbildung 2 zeigt Beispielbilder aus den Test-Sets.
Abbildung 2. Bild und Annotationen vom Hain-Plot
von Test-Set-1 (a), vom Stadtwald-Plot von Test-Set-2 (b) und vom Tretzendorf-Plot von Test-Set-2 (c).
