农作物残留物燃烧是世界许多地方的空气污染的主要来源,尤其是南亚。政策制定者,从业人员和研究人员都投资了衡量影响和制定干预措施以减少燃烧。但是,测量燃烧的影响或干预措施的有效性减少燃烧需要数据燃烧的位置。这些数据在成本和可行性方面都在现场收集具有挑战性。我们利用印度旁遮普邦旁遮普邦农作物残留物燃烧的地面监测的数据,以探索使用可访问的卫星图像是否可以更有效地检测到燃烧。具体而言,我们使用了具有高时间分辨率(最多每天)的3M Planetscope数据以及具有每周时间分辨率但光谱信息深度的公共可用Sentinel-2数据。在分析了不同光谱带和燃烧指数单独分离燃烧和未燃烧图的能力之后,我们构建了一个随机森林模型,这些模型确定提供了最大的分离性,并用地面验证的数据评估了模型性能。鉴于测量所带来的挑战,我们的总体模型精度为82%是有利的。基于此过程的见解,我们讨论了检测卫星图像中农作物残留物燃烧的技术挑战,以及衡量燃烧和政策干预措施的影响的挑战。
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大型视力模型的无监督预训练方法已显示出可以提高下游监督任务的性能。为卫星图像开发类似的技术带来了重要的机会,因为未标记的数据很丰富,并且固有的时间和多光谱结构提供了途径,以进一步改善现有的训练策略。在本文中,我们提出了Satmae,这是基于蒙面自动编码器(MAE)的时间或多光谱卫星图像的预训练框架。为了利用时间信息,我们包括一个时间嵌入以及跨时间独立掩盖图像贴片。此外,我们证明将多光谱数据编码为具有不同光谱位置编码的频段组是有益的。我们的方法在基准数据集(最高$ \ uparrow $ 7 \%)上的监督学习绩效方面都对先前最先前的技术产生了强大的改进,以及在下游遥感任务(包括土地)上的转移学习绩效封面分类(最多$ \ uparrow $ 14 \%)和语义细分。
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高分辨率卫星图像中的对象检测是在许多环境和社会经济监测应用中的地面调查数据收集中的可扩展替代品。然而,由于购买图像和计算的高成本,对大型地理位置的对象检测仍然可能会昂贵。灵感来自传统调查数据收集策略,我们提出了一种通过抽样估计对象计数统计数据的方法。鉴于成本预算,我们的方法通过从学习的提案分布中抽样选择少量代表性区域。使用重要性采样,我们能够在处理仅与详尽的方法相比仅在图像的一小部分图像后准确估计对象计数。我们凭经验表明,拟议的框架在估计美国和非洲的建筑物数量,肯尼亚的汽车数量,在孟加拉国的砖窑和美国的游泳池中达到了强大的表现,同时需要少于0.01%的卫星图像彻底的方法。
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对联合国可持续发展目标的进展(SDGS)因关键环境和社会经济指标缺乏数据而受到阻碍,其中历史上有稀疏时间和空间覆盖率的地面调查。机器学习的最新进展使得可以利用丰富,频繁更新和全球可用的数据,例如卫星或社交媒体,以向SDGS提供洞察力。尽管有希望的早期结果,但到目前为止使用此类SDG测量数据的方法在很大程度上在不同的数据集或使用不一致的评估指标上进行了评估,使得难以理解的性能是改善,并且额外研究将是最丰富的。此外,处理卫星和地面调查数据需要域知识,其中许多机器学习群落缺乏。在本文中,我们介绍了3个SDG的3个基准任务的集合,包括与经济发展,农业,健康,教育,水和卫生,气候行动和陆地生命相关的任务。 15个任务中的11个数据集首次公开发布。我们为Acceptandbench的目标是(1)降低机器学习界的进入的障碍,以促进衡量和实现SDGS; (2)提供标准基准,用于评估各种SDG的任务的机器学习模型; (3)鼓励开发新颖的机器学习方法,改进的模型性能促进了对SDG的进展。
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高分辨率卫星图像已证明是可用于广泛的任务,包括衡量全球人口,当地经济生计和生物多样性,其中许多其他任务。不幸的是,高分辨率图像既不经常收集,购买昂贵,难以高效,有效地缩放这些下游任务在两次和空间。我们提出了一种新的条件像素综合模型,它使用丰富,低成本,低分辨率的图像,在位置和时间内产生准确的高分辨率图像。我们表明,我们的模型在钥匙下游任务 - 对象计数上达到了照片 - 现实的样本质量和竞争基线的竞争基线 - 特别是在地面上的条件正在快速变化的地理位置中。
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The number of international benchmarking competitions is steadily increasing in various fields of machine learning (ML) research and practice. So far, however, little is known about the common practice as well as bottlenecks faced by the community in tackling the research questions posed. To shed light on the status quo of algorithm development in the specific field of biomedical imaging analysis, we designed an international survey that was issued to all participants of challenges conducted in conjunction with the IEEE ISBI 2021 and MICCAI 2021 conferences (80 competitions in total). The survey covered participants' expertise and working environments, their chosen strategies, as well as algorithm characteristics. A median of 72% challenge participants took part in the survey. According to our results, knowledge exchange was the primary incentive (70%) for participation, while the reception of prize money played only a minor role (16%). While a median of 80 working hours was spent on method development, a large portion of participants stated that they did not have enough time for method development (32%). 25% perceived the infrastructure to be a bottleneck. Overall, 94% of all solutions were deep learning-based. Of these, 84% were based on standard architectures. 43% of the respondents reported that the data samples (e.g., images) were too large to be processed at once. This was most commonly addressed by patch-based training (69%), downsampling (37%), and solving 3D analysis tasks as a series of 2D tasks. K-fold cross-validation on the training set was performed by only 37% of the participants and only 50% of the participants performed ensembling based on multiple identical models (61%) or heterogeneous models (39%). 48% of the respondents applied postprocessing steps.
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Science tests competing theories or models by evaluating the similarity of their predictions against observational experience. Thus, how we measure similarity fundamentally determines what we learn. In machine learning and scientific modeling, similarity metrics are used as objective functions. A classic example being mean squared error, which is the optimal measure of similarity when errors are normally distributed and independent and identically distributed (iid). In many cases, however, the error distribution is neither normal nor iid, so it is left to the scientist to determine an appropriate objective. Here, we review how information theory can guide that selection, then demonstrate the approach with a simple hydrologic model.
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动态运动原语(DMP)为编码,生成和调整复杂的最终效应轨迹提供了极大的多功能性。 DMP也非常适合从人类演示中学习操纵技巧。但是,DMP的反应性质限制了其用于工具使用和对象操纵任务的适用性,这些任务涉及非全面约束,例如切割手术刀切割或导管转向。在这项工作中,我们通过添加一个耦合项来扩展笛卡尔空间DMP公式,该耦合术语强制执行一组预定义的非独立约束。我们使用udwadia-kalaba方法获得约束强迫项的闭合形式表达式。这种方法提供了一种干净,实用的解决方案,以确保运行时的限制满意度。此外,约束强迫项的提议的分析形式可实现有效的轨迹优化,但受约束。我们通过展示如何从人类示范中学习机器人切割技能来证明这种方法的有用性。
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具有提供商端公平关注的公平意识的推荐系统寻求确保受保护的提供者有公平的机会来推广其物品或产品。当实施这种解决方案时,互动的消费者端将``公平成本''承担的``公平成本''。这种消费者端成本提出了自己的公平问题,尤其是当使用个性化来控制公平限制的影响时。在采用个性化方法来实现公平目标时,研究人员可能会为用户的战略行为开放系统。在``Bossiness''的术语下的计算社会选择文献中已经研究了这种激励措施。担心的是,专横的用户可能能够将公平成本转移给他人,改善自己的结果并为他人恶化。该立场论文介绍了保障的概念,显示了其在公平意识的建议中的应用,并讨论了减少这种战略激励措施的策略。
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机器学习和临床研究社区利用现实世界数据(RWD)的方法,包括电子健康记录中捕获的数据(EHR)截然不同。虽然临床研究人员谨慎使用RWD进行临床研究,但用于医疗团队的ML会消费公共数据集,并以最少的审查来开发新算法。这项研究通过开发和验证ML-DQA来弥合这一差距,ML-DQA是基于RWD最佳实践的数据质量保证框架。 ML-DQA框架适用于两个地理位置的五个ML项目,分别是不同的医疗状况和不同的人群。在这五个项目中,共收集了247,536名患者的RWD,共有2,999项质量检查和24份质量报告。出现了五种可推广的实践:所有项目都使用类似的方法来分组冗余数据元素表示;所有项目都使用自动实用程序来构建诊断和药物数据元素;所有项目都使用了一个共同的基于规则的转换库;所有项目都使用统一的方法将数据质量检查分配给数据元素;所有项目都使用类似的临床裁决方法。包括临床医生,数据科学家和受训者在内的平均有5.8个人参与每个项目实施ML-DQA,每个项目平均进行了23.4个数据元素。这项研究证明了ML-DQA在医疗项目中的重要性作用,并为团队提供了开展这些基本活动的框架。
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