用于卫星图像分析的计算机视觉算法的创新可以使我们能够在行星层面探索全球挑战,例如城市化和土地利用变化。但是,当试图复制将这些分析推向新领域的模型时,尤其是在发展中国家的模型时,域转移问题是一个普遍的情况。如果模型是通过一个位置的图像和标签训练的,则通常不会很好地概括到图像和数据分布不同的新位置。在这项工作中,我们考虑了我们有一个大型卫星图像场景的设置,我们希望在该场景上解决一个应用问题 - 构建足迹细分。在这里,我们不一定需要担心创建一个概括过我们场景边界的模型,而是可以训练本地模型。我们表明,使用非常高分辨率(0.5m/px)卫星图像解决建筑细分问题需要的标签很少。我们只有527个稀疏多边形注释(相当于1500 x 1500名被标记的像素)训练的最佳型号,召回了0.87的持有足迹,R2的r2为0.93视窗。我们将模型应用于约旦安曼(Amman)的高分辨率图像中,在一项有关城市变化检测的案例研究中。
translated by 谷歌翻译
可再生能源的快速开发,尤其是太阳能光伏(PV),对于缓解气候变化至关重要。结果,印度设定了雄心勃勃的目标,可以在2030年之前安装500吉瓦的太阳能容量。鉴于预计大量的足迹可以满足可再生能源能源目标,因此对环境价值的土地利用冲突的潜力很高。为了加快太阳能的发展,土地使用计划者将需要访问PV基础设施的最新,准确的地理空间信息。在这项工作中,我们开发了一种露骨的机器学习模型,以使用自由使用的卫星图像绘制印度的公用事业规模的太阳能项目,平均准确性为92%。我们的模型预测得到了人类专家的验证,以获取1363个太阳能光伏农场的数据集。使用此数据集,我们测量了整个印度的太阳足迹,并量化了与PV基础设施发展相关的土地盖修改程度。我们的分析表明,印度超过74%的太阳能发展是建立在具有自然生态系统保护或农业价值的陆生类型上的。
translated by 谷歌翻译
集中的动物饲养业务(CAFOS)对空气,水和公共卫生构成严重风险,但已被证明挑战规范。美国政府问责办公室注意到基本挑战是缺乏关于咖啡馆的全面的位置信息。我们使用美国农业部的国家农产病程(Naip)1M / Pixel Acial Imagerery来检测美国大陆的家禽咖啡馆。我们培养卷积神经网络(CNN)模型来识别单个家禽谷仓,并将最佳表现模型应用于超过42 TB的图像,以创建家禽咖啡座的第一个国家开源数据集。我们验证了来自加利福尼亚州的10个手标县的家禽咖啡馆设施的模型预测,并证明这种方法具有填补环境监测中差距的显着潜力。
translated by 谷歌翻译
远程感知的地理空间数据对于包括精确农业,城市规划,灾害监测和反应以及气候变化研究等应用至关重要。对于在类似的计算机视觉任务中的深度神经网络的成功和可用的远程感测图像的纯粹体积的情况下,深入学习方法尤为前接受了许多遥感任务。然而,数据收集方法的方差和地理空间元数据的处理使得深度学习方法的应用成为远程感测的数据不动性。例如,卫星图像通常包括超出红色,绿色和蓝色的额外光谱频带,并且必须连接到可以具有不同坐标系,界限和分辨率的其他地理空间数据源。为了帮助实现遥感应用的深度学习的潜力,我们介绍了一个Pythono库的Torchgeo,用于将地理空间数据集成到Pytorch深度学习生态系统中。 Torchgeo为各种基准数据集,用于通用地理空间数据源的可组合数据集,用于地理空间数据的采样器以及使用多光谱图像的转换的数据加载器。 Torchgeo也是第一个为多光谱卫星图像提供预先训练的模型的库(例如,使用Sentinel 2卫星的所有频段的模型),允许在下游遥感任务上传输学习,其中包含有限的标记数据。我们使用Torchgeo在现有数据集上创建可重复的基准结果,并将我们的建议方法用于直通预处理地理空间图像。 Torchgeo是开源的,可在GitHub上提供:https://github.com/microsoft/torchgeo。
translated by 谷歌翻译
虽然数据驱动的材料科学和化学方法采用了令人兴奋的,早期的阶段,实现了机器学习模型的真正潜力,以实现科学发现,它们必须具有超出纯粹预测力的品质。模型的预测和内在工作应由人类专家提供一定程度的解释性,允许识别潜在的模型问题或限制,建立对模型预测的信任和揭示可能导致科学洞察力的意外相关性。在这项工作中,我们总结了对材料科学和化学的可解释性和解释性技术的应用,并讨论了这些技术如何改善科学研究的结果。我们讨论了材料科学中可解释机器学习的各种挑战,更广泛地在科学环境中。特别是,我们强调通过纯粹解释机器学习模型和模型解释的不确定性估计的不确定估计来强调推断因果关系或达到泛化的风险。最后,我们在其他领域展示了一些可能会使物质科学和化学问题的可解释性的令人兴奋的发展。
translated by 谷歌翻译
生成机器学习模型越来越被视为在机构之间共享敏感数据的一种方式。尽管一直在开发差异化生成建模方法,但这些方法通常会导致低于标准的样本质量,从而限制了它们在现实世界应用中的使用。另一项工作重点是开发产生模型,从而导致更高质量的样本,但目前缺乏任何正式的隐私保证。在这项工作中,我们为生成模型中的会员隐私估算提出了第一个正式框架。我们将成员隐私风险制定为培训样本和持有样本之间的统计差异,并提出基于样本的方法来估计这种分歧。与以前的作品相比,我们的框架更加逼真和灵活。首先,我们提供可推广的指标,以替代准确度量指标,尤其是对于不平衡的数据集。其次,我们放松了从先前研究中完全访问基础分布的假设,并提出了具有理论保证的基于样本的估计。第三,以及通过最佳会员优势估算人口级会员资格隐私风险,我们通过个人隐私风险提供个人级别的估计。第四,我们的框架使对手可以通过自定义查询访问训练有素的模型,而先前的工作需要特定的属性。
translated by 谷歌翻译
There is a dramatic shortage of skilled labor for modern vineyards. The Vinum project is developing a mobile robotic solution to autonomously navigate through vineyards for winter grapevine pruning. This necessitates an autonomous navigation stack for the robot pruning a vineyard. The Vinum project is using the quadruped robot HyQReal. This paper introduces an architecture for a quadruped robot to autonomously move through a vineyard by identifying and approaching grapevines for pruning. The higher level control is a state machine switching between searching for destination positions, autonomously navigating towards those locations, and stopping for the robot to complete a task. The destination points are determined by identifying grapevine trunks using instance segmentation from a Mask Region-Based Convolutional Neural Network (Mask-RCNN). These detections are sent through a filter to avoid redundancy and remove noisy detections. The combination of these features is the basis for the proposed architecture.
translated by 谷歌翻译
Ithaca is a Fuzzy Logic (FL) plugin for developing artificial intelligence systems within the Unity game engine. Its goal is to provide an intuitive and natural way to build advanced artificial intelligence systems, making the implementation of such a system faster and more affordable. The software is made up by a C\# framework and an Application Programming Interface (API) for writing inference systems, as well as a set of tools for graphic development and debugging. Additionally, a Fuzzy Control Language (FCL) parser is provided in order to import systems previously defined using this standard.
translated by 谷歌翻译
Quantum Machine Learning (QML) shows how it maintains certain significant advantages over machine learning methods. It now shows that hybrid quantum methods have great scope for deployment and optimisation, and hold promise for future industries. As a weakness, quantum computing does not have enough qubits to justify its potential. This topic of study gives us encouraging results in the improvement of quantum coding, being the data preprocessing an important point in this research we employ two dimensionality reduction techniques LDA and PCA applying them in a hybrid way Quantum Support Vector Classifier (QSVC) and Variational Quantum Classifier (VQC) in the classification of Diabetes.
translated by 谷歌翻译
Uncertainty quantification is crucial to inverse problems, as it could provide decision-makers with valuable information about the inversion results. For example, seismic inversion is a notoriously ill-posed inverse problem due to the band-limited and noisy nature of seismic data. It is therefore of paramount importance to quantify the uncertainties associated to the inversion process to ease the subsequent interpretation and decision making processes. Within this framework of reference, sampling from a target posterior provides a fundamental approach to quantifying the uncertainty in seismic inversion. However, selecting appropriate prior information in a probabilistic inversion is crucial, yet non-trivial, as it influences the ability of a sampling-based inference in providing geological realism in the posterior samples. To overcome such limitations, we present a regularized variational inference framework that performs posterior inference by implicitly regularizing the Kullback-Leibler divergence loss with a CNN-based denoiser by means of the Plug-and-Play methods. We call this new algorithm Plug-and-Play Stein Variational Gradient Descent (PnP-SVGD) and demonstrate its ability in producing high-resolution, trustworthy samples representative of the subsurface structures, which we argue could be used for post-inference tasks such as reservoir modelling and history matching. To validate the proposed method, numerical tests are performed on both synthetic and field post-stack seismic data.
translated by 谷歌翻译