Exploring urban densification with deep learning: Integrating remote sensing and electrical infrastructure data

Authors

  • Álisson de Oliveira Alves Departamento de Engenharia de Computação e Automação, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil
  • Luisa Christina de Souza Departamento de Engenharia de Computação e Automação, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil
  • Luiz Eduardo Nunes Cho Luck Departamento de Engenharia de Computação e Automação, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil
  • Raniere Rodrigues Melo de Lima Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis, Natal, Brasil
  • Carlos Augusto Teixeira Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis, Natal, Brasil
  • Wesley José dos Santos Marinho Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis, Natal, Brasil
  • Rafael de Medeiros Mariz Capuano Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis, Natal, Brasil
  • Bruno Cesar Pereira da Costa Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis, Natal, Brasil
  • Marina de Siqueira Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis, Natal, Brasil
  • Arthur Diniz Flor Torquato Fernandes Departamento de Engenharia Industrial, Universidade de Nápoles Federico II, Nápoles, Itália
  • Jesaias Carvalho Pereira Silva Instituto SENAI de Inovação em Energias Renováveis, Natal, Brasil
  • Pablo Javier Alsina Departamento de Engenharia de Computação e Automação, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brasil

Keywords:

Convolutional Neural Networks, Remote sensing, Urban Densification, Semantic Segmentation, Electrical Infrastructure

Abstract

Rapid urban growth poses challenges for efficient city management, demanding the implementation of sustainable principles. In this scenario, the electrical sector faces significant changes with the introduction of new technologies, notably Artificial Intelligence (AI) and Deep Learning (DL), especially when applied to urban remote sensing. This study investigates the urban growth of a Brazilian state using semantic segmentation based on Convolutional Neural Networks (CNNs) in satellite images. Two CNN architectures, LinkNet34 and DLinkNet34, were trained with RGB satellite images from Google Earth, covering geographical and environmental diversity. Both models showed similar performance, with LinkNet34 slightly superior with an accuracy of 0.8457. Segmentation analysis was correlated with data from the Geographic Database of the Distributor's Infrastructure (BDGD), aiming to provide insights for sustainable urban development.

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Published

2024-10-18

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Section

Articles