Image Analyst ライセンスで利用できます。
機械学習ツールは、数十年にわたって、GIS における空間解析の主要コンポーネントでした。ArcGIS で機械学習を使用して、画像分類を実行したり、クラスタリングを使用してデータに情報を付加したり、空間リレーションシップをモデル化することができました。機械学習は、問題を解くためにアルゴリズムを使用して構造化データが処理される、人工知能の一分野です。従来の構造化データでは、アルゴリズム内で動物の種類ごとに特定の特徴を理解し、他の写真内のそれらの動物の識別に使用できるように、人が猫や犬の写真などのデータにラベルを付ける必要があります。
ディープ ラーニングは、ニューラル ネットワークの形式でアルゴリズムの複数のレイヤーを使用する機械学習のサブセットです。ネットワークの異なるレイヤーを介して入力データが解析され、各レイヤーがデータ内の特定の特徴およびパターンを定義します。たとえば、建物や道路などの特徴を識別する場合、ディープ ラーニング モデルは、さまざまな建物および道路の画像を使用してトレーニングされ、ニューラル ネットワーク内のレイヤーを介して画像を処理し、その後、建物や道路を分類するために必要な識別子を見つけます。
Esri は、ディープ ラーニングにおける最新の技術革新を利用して、GIS およびリモート センシング アプリケーションにおける難しい質問の一部に回答するためのツールおよびワークフローを開発しました。コンピューター ビジョン、つまりデジタル画像またはビデオを理解するためのコンピューターの能力は、従来の機械学習アルゴリズムからディープ ラーニング手法に移行しつつある分野です。ディープ ラーニングを ArcGIS Pro で画像に適用する前に、コンピューター ビジョン用のディープ ラーニングの異なるアプリケーションを理解することが重要です。
コンピューター ビジョン用のディープ ラーニングのアプリケーション
ディープ ラーニングのニューラル ネットワークを使用して実現できる多くのコンピューター ビジョンのタスクが存在しています。Esri は、画像分類、オブジェクト検出、意味セグメンテーション、およびインスタンス セグメンテーションを実行できるツールを開発しました。以下では、それらのコンピューター ビジョンのタスクのすべてについて、それぞれのリモート センシングの例およびより一般的なコンピューター ビジョンの例と共に説明します。
画像分類は、ラベルまたはクラスをデジタル画像全体に割り当てることを含みます。たとえば、左上のドローン画像には群衆というラベルが付けられ、右のデジタル写真には猫というラベルが付けられます。このタイプの分類は、オブジェクト分類または画像認識とも呼ばれ、画像内の特徴を分類するために GIS において使用できます。ArcGIS Pro では、[ディープ ラーニングを使用したオブジェクトの分類 (Classify Objects Using Deep Learning)] ツールを使用してこの処理を実現できます。
オブジェクトの検出は、画像内の特徴を特定する処理です。たとえば、上のリモート センシング画像では、ニューラル ネットワークが飛行機の位置を見つけました。さらに一般的なコンピューター ビジョンの使用事例では、あるモデルは、さまざまな動物の位置を検出することができます。この処理は、通常、対象の特徴の周囲にバウンディング ボックスを描画することを含み、衛星画像、航空写真、またはドローン画像内の特定の特徴を特定し、それらの特徴をマップ上でプロットするために、GIS において使用できます。ArcGIS Pro では、[ディープ ラーニングを使用したオブジェクトの検出 (Detect Objects Using Deep Learning)] ツールを使用して、画像内のオブジェクトを検出できます。
意味セグメンテーションは、画像内の各ピクセルがクラスに属しているとして分類されるときに発生します。たとえば、左上の画像では、道路のピクセルが道路以外のピクセルとは別に分類されます。右では、写真内で猫を形成するピクセルが猫として分類され、画像内の他のピクセルが他のクラスに属しています。GIS では、これは多くの場合、ピクセル分類、画像セグメンテーション、または画像分類と呼ばれ、通常は土地利用分類マップの作成に使用されます。ArcGIS Pro では、[ディープ ラーニングを使用したピクセルの分類 (Classify Pixels Using Deep Learning)] ツールを意味セグメンテーションに使用できます。
インスタンス セグメンテーションは、各オブジェクトのインスタンスの境界が描画される、より正確なオブジェクト検出方法です。このタイプのディープ ラーニング アプリケーションは、オブジェクト セグメンテーションとも呼ばれます。
ArcGIS Pro のディープ ラーニング
ArcGIS Pro でのディープ ラーニングの実行方法の詳細については、「ArcGIS Pro のディープ ラーニング」をご参照ください。
ディープ ラーニングに使用できるジオプロセシング ツールのリストについては、「ディープ ラーニング ツールセットの概要」をご参照ください。