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人工智慧技術於水利防災影像辨識應用計畫

人工智慧技術於水利防災影像辨識應用計畫

  • ISBN/ISSN:9789865333577
  • 出版單位:經濟部水利署
  • 開數:A4
  • 版次:初版
  • 價格:定價$788
書籍介紹

針對水情影像監視站雲端服務平台導入AI影像辨識技術,透過人工智慧自動辨識出疑似道路積淹水範圍、人員及機具之影像,於汛期期間建立通報機制,有助於應變輪值人員在數千支影像中,快速聚焦於高淹水潛勢地區監控作業,減輕監控業務之負擔,並將影像辨識成果提供水利署及轄管單位之防災應變系統申請介接使用,達成資料共享目的;協助水利署介接警政單位影像並於圖台展示(僅供署內環境使用),能更全面掌握各地區降雨情形。

目次

目錄
第一章 計畫概述 ...................................................................... 1-1
第一節
計畫緣起及目的 1-1
第二節
計畫工作項目 1-2
第三節
預期成果 1-5
第四節
計畫時程與辦理情形 1-6
第五節
計畫交付項目 1-10
第二章 快速自動化道路積淹水影像辨識研究辦理情形 .......... 2-1
第一節
研究目標與方法 2-1
第二節
影像辨識類別之選擇 2-2
第三節
影像資料清查 2-4
第四節
分析兩種以上之深度學習辨識演算法 2-9
第五節
開發快速自動化道路積淹水影像辨識模組 2-22
第六節
影像辨識成果案例說明 2-26
第七節
積淹水事件成功捕捉率 2-37
第三章 人員及機具安全監控辨識研究 .................................... 3-1
第一節
研究目標與方法 3-1
第二節
盤點攝影機資料 3-2
第三節
人員及 機具安全監控辨識模組 3-8
第四節
影像辨識成果案例說明 3-14
第四章 影像辨識研究成果展示及預警共享機制 ..................... 4-1
第一節
影像辨識研究成果展示 4-1
第二節
影像辨識研究成果預警機制 4-6
第三節
影像辨識成果資料共享 4-12
第五章 易淹水地點設置水情影像行動監視站 ......................... 5-1
第一節
水情影像行動監視站架設作業 5-1
第二節
水情影像行動監視站影像整合及影像辨識分析 5-11
第六章 其他工作辦理情形 ....................................................... 6-1
II
第一節
第一節 協助介接警政單位影像資料協助介接警政單位影像資料 .......................................................................................................... 6-1
第二節
第二節 每雙月依照新進淹水影像更新淹水影像辨識模組每雙月依照新進淹水影像更新淹水影像辨識模組 .................................. 6-7
第三節
第三節 系統架構及資訊安全系統架構及資訊安全 .................................................................................................................................. 6-8
第四節
第四節 教育訓練教育訓練 ...................................................................................................................................................................... 6-17
第七章 結論與建議 .................................................................. 7-1
第一節
第一節 結論結論 …………………………………………………………….7-1
第二節
第二節 建議建議 …………………………………………………………….7-4
參考資料 .................................................................................. 參-1
III
光碟附件
光碟附件01、水利署應變事件影像辨識分析報告
光碟附件02、道路積淹水影像辨識通報清單
光碟附件03、人員及機具影像辨識通報清單
光碟附件04、準線智慧科技行動監視站FC-B Type型錄
光碟附件05、歷次會議紀錄及意見回覆說明
IV

圖目錄目錄
圖2-1 快速自動化道路積淹水影像辨識研究流程 ............................. 2-1
圖2-2 影像標記與分類 ......................................................................... 2-4
圖2-3 納入快速自動化道路積淹水影像辨識之影像範例 ................. 2-8
圖2-4 未納入快速自動化道路積淹水影像辨識之影像範例 ............. 2-9
圖2-5 語義分割各模型比較圖 ........................................................... 2-10
圖2-6 DeepLab3+流程圖 .................................................................... 2-12
圖2-7 不同方法於城市景觀測試集之效能比較(Chen等人,2018) 2-13
圖2-8 Xception與ResNet-101之錯誤率比較(Chen等人,2018) 2-13
圖2-9 DeepLabv3+在相關文獻結果 .................................................. 2-13
圖2-10 DeepLabv3+在本計畫測試結果 ............................................ 2-14
圖2-11 OCR模組流程圖(Yuan等人,2019) ................................ 2-14
圖2-12 概略到精細流程示意圖 ......................................................... 2-15
圖2-13 超像素概要流程示意圖 ......................................................... 2-15
圖2-14 HRNetV2+OCR與其他方法在PASCAL-Context資料集上之效能比較(Wang等人,2020) ..................................................... 2-16
圖2-15 已標記完影像 ......................................................................... 2-17
圖2-16 Xception65、Xception71比較圖 ............................................ 2-18
圖2-17 Xception71、HRNetV2-OCR比較圖..................................... 2-18
圖2-18 HRNetV2-OCR訓練過程 ....................................................... 2-19
圖2-19 HRNetV2+OCR類別混淆矩陣圖 .......................................... 2-19
圖2-20 DeepLabV3+(左)和HRNetV2+OCR(右)之訓練損失函數圖 ................................................................................................... 2-19
圖2-21 三種演算法之精準度比較 ..................................................... 2-20
圖2-22 道路積淹水系統示意圖 ......................................................... 2-22
圖2-23 控制介面 ................................................................................. 2-23
圖2-24 Docker及VM架構 ................................................................... 2-23
圖2-25 訓練模組平台 ......................................................................... 2-24
圖2-26 道路積淹水影像辨識通知流程圖 ......................................... 2-24
圖2-27 Ubuntu系統資訊 ..................................................................... 2-25
圖2-28 0526豪雨 臺中市大安區福興里大安幼兒園影像辨識畫面2-27
圖2-29 0705豪雨 桃園市龜山區文明路、文化一路口道路積淹水影像辨識畫面 ................................................................................... 2-27
圖2-30 0705豪雨 桃園市中壢區崁頂路、崁頂路1507巷口道路積淹水影像辨識畫面 .......................................................................... 2-28
圖2-31 0817豪雨 高雄市鳥松區中正路400巷道路積淹水影像辨識畫
V
面 ................................................................................................... 2-28
圖2-32 0828豪雨 桃園市中壢區環北路中福路口道路積淹水影像辨識畫面 ........................................................................................... 2-29
圖2-33 尼莎颱風 桃園市中壢區中山東路三段18號道路積淹水影像辨識畫面 ....................................................................................... 2-29
圖2-34 1022豪雨 宜蘭縣蘇澳鎮國道5號054K+02(S)道路積淹水影像辨識畫面 ....................................................................................... 2-30
圖3-1 人員及機具影像範例 ................................................................. 3-7
圖3-2 Faste R-CNN示意圖 .................................................................. 3-9
圖3-3 人員及機具等相關資料集 ....................................................... 3-10
圖3-4 損失函數趨勢圖 ....................................................................... 3-10
圖3-5 人員及機具安全監控辨識通知流程圖 ................................... 3-11
圖3-6 測試影像辨識結果 ................................................................... 3-11
圖3-7 LabelImg標記軟體 .................................................................... 3-12
圖3-8 已標記各類別影像 ................................................................... 3-13
圖3-9 0514豪雨 臺南市仁德區-三爺溪中下游(後壁排水出口至文賢排水出口)六工區-五空橋上游影像辨識畫面 ............................ 3-15
圖3-10 0526豪雨 臺東縣關山鎮紅石溪左岸五號堤防影像辨識畫面3-15
圖3-11 0526豪雨 臺中市石岡區石岡壩下游河道工程影像辨識畫面3-16
圖3-12 0828豪雨 臺南市安南區曾文溪排水十二佃1K+300~1K+600影像辨識畫面............................................................................... 3-16
圖3-13 軒嵐諾颱風 嘉義縣民雄鄉牛稠溪橋(旋轉鏡頭)影像辨識畫面 ....................................................................................................... 3-17
圖3-14 尼莎颱風 新北市新店區上龜山橋影像辨識畫面 ............... 3-17
圖3-15 誤判為機具之影像辨識畫面 ................................................. 3-19
圖3-16 攝影機解析度不佳之影像辨識畫面 ..................................... 3-20
圖4-1 1006豪雨-快速自動化道路積淹水輪播群組 ......................... 4-2
圖4-2 尼莎颱風-快速自動化道路積淹水輪播群組 ......................... 4-3
圖4-3 道路積淹水AI辨識事件通報查詢畫面 ..................................... 4-4
圖4-4 1006豪雨-人員及機具安全監控影像輪播群組 ..................... 4-5
圖4-5 尼莎颱風-人員及機具安全監控影像輪播群組 ..................... 4-5
圖4-6 人員、機具AI辨識事件通報查詢畫面 ..................................... 4-6
圖4-7 5/25 Line通知畫面 ..................................................................... 4-8
圖4-8 5/25 E-Mail通知畫面 ................................................................. 4-9
圖4-9 6/29 Line通知畫面 ..................................................................... 4-9
圖4-10 6/29 E-Mail通知畫面 ............................................................. 4-10
VI
圖4-11 5/27 Line通知畫面 ................................................................. 4-12
圖4-12 影像辨識通報成果API介面 ................................................... 4-13
圖4-13 介接申請流程 ......................................................................... 4-14
圖5-1 水情影像行動監視站選址分析流程圖 ..................................... 5-2
圖5-2 水情影像行動監視站設置流程 ................................................. 5-3
圖5-3 0428彰化縣彰化市-寶部路涵洞現勘 ........................................ 5-5
圖5-4 0504彰化縣彰化市-寶部路涵洞會同水利署承辦現勘 ........... 5-5
圖5-5 彰化縣彰化市-寶部路涵洞移動式CCTV現場施工 ................. 5-6
圖5-6 0502臺南市永康區-崑山科大會同水利署承辦現勘 ............... 5-7
圖5-7 臺南市永康區-崑山科大移動式CCTV現場施工 ..................... 5-7
圖5-8 0502屏東縣林邊鄉-山上湖胡椒蝦會同水利署承辦現勘 ....... 5-8
圖5-9 屏東縣林邊鄉-山上湖胡椒蝦移動式CCTV現場施工 ............. 5-9
圖5-10 0428屏東縣鹽埔鄉-大仁科大現勘 ........................................ 5-10
圖5-11 屏東縣鹽埔鄉-大仁科大移動式CCTV現場施工 ................. 5-10
圖5-12 新北市土城區-土城和平路移動式CCTV現場施工 ............. 5-11
圖5-13 行動監視站於水情影像雲端服務平台綜合水情影像查詢功能整合畫面 ....................................................................................... 5-13
圖5-14 行動監視站於水情影像雲端服務平台地圖展示功能整合畫面 ....................................................................................................... 5-13
圖5-15 0704豪雨 彰化縣彰化市-寶部路涵洞行動監視站道路積淹水辨識畫面 ....................................................................................... 5-15
圖5-16 0803豪雨 彰化縣彰化市-寶部路涵洞行動監視站道路積淹水辨識畫面 ....................................................................................... 5-15
圖5-17 0811豪雨 彰化縣彰化市-寶部路涵洞行動監視站道路積淹水辨識畫面 ....................................................................................... 5-16
圖5-18 0525豪雨 新北市土城區-土城和平路行動監視站道路積淹水辨識畫面 ....................................................................................... 5-17
圖5-19 0624豪雨 新北市土城區-土城和平路行動監視站道路積淹水辨識畫面 ....................................................................................... 5-17
圖5-20 0625豪雨 新北市土城區-土城和平路行動監視站道路積淹水辨識畫面 ....................................................................................... 5-18
圖5-21 尼莎颱風 新北市土城區-土城和平路行動監視站道路積淹水辨識畫面 ....................................................................................... 5-18
圖6-1 介接警政署影像網路架構圖 ..................................................... 6-2
圖6-2七彩緩衝畫面(左)/黑色緩衝畫面(右) ........................................ 6-4
圖6-3 警政單位影像非即時影像案例 ................................................. 6-4
圖6-4 警政署影像整合至水利署水情影像監視站雲端服務平台 ..... 6-6
圖6-5 警政署影像開啟流程 ................................................................. 6-6
VII
圖6-6 GISAI影像辨識訓練平台畫面 .................................................. 6-7
圖6-7 水情影像監視站雲端服務平台系統架構圖 ............................. 6-9
圖6-8 第一次Fortify原始碼掃描結果 ................................................ 6-10
圖6-9 第二次Fortify原始碼掃描結果 ................................................ 6-11
圖6-10 第一次Nessus主機弱點掃描結果輸出 .................................. 6-12
圖6-11 網域IP佐證 .............................................................................. 6-12
圖6-12 網域憑證佐證 ......................................................................... 6-13
圖6-13 第二次Nessus主機弱點掃描結果輸出 .................................. 6-13
圖6-14 第一次Acunetix網站弱點掃描結果輸出 .............................. 6-15
圖6-15 第二次Acunetix網站弱點掃描結果輸出 .............................. 6-16
VIII
表目錄
表目錄
表1-1 計畫工作交付項目一覽表 ....................................................... 1-10
表2-1 納入快速自動化道路積淹水影像辨識之影像資料盤點 ......... 2-6
表2-2 候選模型之參數值比較 ........................................................... 2-22
表2-3 日、夜間影像辨識效果狀況對照表 ....................................... 2-31
表2-4 地下道類型影像辨識精進前、後畫面對照表 ....................... 2-33
表2-5 涵洞類型影像辨識精進前、後畫面對照表 ........................... 2-35
表2-6 誤判影像範例 ........................................................................... 2-36
表3-1 影像資料盤點 ............................................................................. 3-4
表3-2 人員影像畫面辨識精進前後效果狀況 ................................... 3-21
表4-1 快速自動化道路積淹水預警規則修訂歷程 ............................. 4-7
表4-2 人員及機具影像預警規則修訂歷程 ....................................... 4-11
表4-3 介接申請金鑰表格範例(非真實個資) .................................... 4-14
表5-1 行動監視站出勤日數/月一覽表 .............................................. 5-12
表5-2 行動監視站維運情形一覽 ....................................................... 5-14
表6-1 虛擬主機規格 ............................................................................. 6-3
表6-2 雙月更新淹水影像辨識模組表 ................................................. 6-8
表6-3 教育訓練課程表 ....................................................................... 6-18
表6-4 教育訓練回饋意見 ................................................................... 6-19

編/著/譯者簡介

準線智慧科技股份有限公司

分類 其他詳細資訊
  • 適用對象:成人(學術性)
  • 關鍵詞:1.防災應變,2.水情影像,3.影像辨識
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:144
授權資訊
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