#32 Météo et Deep Learning - Partie 2

Le monde de la météorologie est imprégné de la culture de la modélisation physique. La prévision du temps, c'est avant tout les équations de Navier-Stokes. Pourtant, avec plusieurs dizaines de téra-octets de données produites chaque mois par Météo-France, il y a de la place pour les Data Sciences !

Rafael nous propose de nous partager ses travaux de stage sur la détection de mésocyclones dans les images radar

Bio : Rafael Horvat, Alternant chez Météo-France durant les trois dernières années : développement web et de data sciences (Deep Learning appliqué aux images radar). Récemment diplômé ingénieur Informatique à l’école 3iL de Rodez (12).

Transcript

1. 1 Détection de mésocyclones 
 dans les images radar Rafael Horvat
 Toulouse, 13/09/2018
2. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 2
3. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 3
4. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Sommaire • Contexte • Réalisation • Organisation technique • Bilan • Conclusion 4
5. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Sommaire • Contexte • La formation • Qu’est-ce qu’un mésocyclone ? • Organisation technique • Réalisation • Bilan • Conclusion 5
6. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 La formation 6
7. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Qu’est-ce qu’un mésocyclone ? 7 Source : Wikipedia
8. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Sommaire • Contexte • Organisation technique • Les images radar • Choix techniques • Réalisation • Bilan • Conclusion 8
9. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Les images radar 9 Données brutes : 1066 × 720 pixels Fréquence 5 min Variables météo 2 ex : Vitesse radiale du vent
10. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Les images radar 10 Images d'entraînement 250 Mosaïques 12 000
11. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Choix techniques 11
12. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Sommaire • Contexte • Organisation technique • Réalisation • Découpe en mosaïques • Architectures testées • Nouvelle approche • Bilan • Conclusion 12
13. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Découpe en mosaïques 13
14. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Découpe en mosaïques 14
15. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Architectures testées : VGG16 15
16. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Architectures testées 16 AutoEncoder Classificator
17. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Nouvelle approche • Classification Segmentation sémantique
 (classification pixel par pixel) ‣ Meilleure précision 17
18. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Nouvelle approche : U-Net 18
19. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Nouvelle approche : U-Net • 20 epochs: ‣ Jeu d’entrainement contenant de nombreux mésocyclones + • 100 epochs: ‣ Jeu d'entraînement complet 19
20. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Sommaire • Contexte • Organisation technique • Réalisation • Bilan • Résultats • Difficultés rencontrées • Axes d’améliorations • Conclusion 20
21. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Résultats : fonction de coût (loss) 21
22. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Taux de détection Taux de fausse alerte Entraînement 49 % Validation 35 % Entraînement 69 % Validation 82 % Résultats 22
23. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Résultats : correctes 23
24. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Résultats : incorrectes 24
25. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Difficultés rencontrées 25 • Complexité du modèle • Labellisation • Evaluation des modèles • Sous-représentation de la classe positive
26. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Axes d’améliorations Nouvelles données Labellisation plus précise Utilisation du module SENet 26
27. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Sommaire • Contexte • Organisation technique • Réalisation • Bilan • Conclusion 27
28. Détection de mésocyclones dans les images radar - Rafael Horvat - 28/08/2018 Conclusion • Peu de données • Étude prometteuse • Expérience enrichissante 28
29. 29 Merci de votre attention. Questions ?