Remote sensing satellites capture the cyclic dynamics of our Planet in regular time intervals recorded in satellite time series data. End-to-end trained deep learning models use this time series data to make predictions at a large scale, for instance, to produce up-to-date crop cover maps. Most time series classification approaches focus on the accuracy of predictions. However, the earliness of the prediction is also of great importance since coming to an early decision can make a crucial difference in time-sensitive applications. In this work, we present an End-to-End Learned Early Classification of Time Series (ELECTS) model that estimates a classification score and a probability of whether sufficient data has been observed to come to an early and still accurate decision. ELECTS is modular: any deep time series classification model can adopt the ELECTS conceptual idea by adding a second prediction head that outputs a probability of stopping the classification. The ELECTS loss function then optimizes the overall model on a balanced objective of earliness and accuracy. Our experiments on four crop classification datasets from Europe and Africa show that ELECTS allows reaching state-of-the-art accuracy while reducing the quantity of data massively to be downloaded, stored, and processed. The source code is available at https://github.com/marccoru/elects.

Crop type maps are critical for tracking agricultural land use and estimating crop production. Remote sensing has proven an efficient and reliable tool for creating these maps in regions with abundant ground labels for model training, yet these labels remain difficult to obtain in many regions and years. NASA's Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) spaceborne lidar instrument, originally designed for forest monitoring, has shown promise for distinguishing tall and short crops. In the current study, we leverage GEDI to develop wall-to-wall maps of short vs tall crops on a global scale at 10 m resolution for 2019-2021. Specifically, we show that (1) GEDI returns can reliably be classified into tall and short crops after removing shots with extreme view angles or topographic slope, (2) the frequency of tall crops over time can be used to identify months when tall crops are at their peak height, and (3) GEDI shots in these months can then be used to train random forest models that use Sentinel-2 time series to accurately predict short vs. tall crops. Independent reference data from around the world are then used to evaluate these GEDI-S2 maps. We find that GEDI-S2 performed nearly as well as models trained on thousands of local reference training points, with accuracies of at least 87% and often above 90% throughout the Americas, Europe, and East Asia. Systematic underestimation of tall crop area was observed in regions where crops frequently exhibit low biomass, namely Africa and South Asia, and further work is needed in these systems. Although the GEDI-S2 approach only differentiates tall from short crops, in many landscapes this distinction goes a long way toward mapping the main individual crop types. The combination of GEDI and Sentinel-2 thus presents a very promising path towards global crop mapping with minimal reliance on ground data.

以知情方式监测和管理地球林是解决生物多样性损失和气候变化等挑战的重要要求。虽然森林评估的传统或空中运动提供了在区域一级分析的准确数据，但将其扩展到整个国家，以外的高度分辨率几乎不可能。在这项工作中，我们提出了一种贝叶斯深度学习方法，以10米的分辨率为全国范围的森林结构变量，使用自由可用的卫星图像作为输入。我们的方法将Sentinel-2光学图像和Sentinel-1合成孔径雷达图像共同变换为五种不同的森林结构变量的地图：95th高度百分位，平均高度，密度，基尼系数和分数盖。我们从挪威的41个机载激光扫描任务中培训和测试我们的模型，并证明它能够概括取消测试区域，从而达到11％和15％之间的归一化平均值误差，具体取决于变量。我们的工作也是第一个提出贝叶斯深度学习方法的工作，以预测具有良好校准的不确定性估计的森林结构变量。这些提高了模型的可信度及其适用于需要可靠的信心估计的下游任务，例如知情决策。我们提出了一组广泛的实验，以验证预测地图的准确性以及预测的不确定性的质量。为了展示可扩展性，我们为五个森林结构变量提供挪威地图。

在收获前的作物产量的准确预测对于世界各地的作物物流，市场计划和食物分配至关重要。产量预测需要在延长的时间段内监测物候和气候特征，以模拟农作物发育中涉及的复杂关系。绕过世界各种卫星提供的遥感卫星图像是获取数据预测数据的廉价且可靠的方法。目前，收益率预测的领域由深度学习方法主导。尽管使用这些方法达到的精度是有希望的，但所需的数据量和``Black-Box''性质可以限制深度学习方法的应用。可以通过提出一条管道将遥感图像处理为基于特征的表示形式来克服局限性，该图像允许使用极端梯度提升（XGBoost）进行产量预测。与基于深度学习的最先进的收益率预测系统相比，对美国大豆产量预测的比较评估显示出了有希望的预测准确性。特征重要性将近红外光谱视为我们模型中的重要特征。报告的结果暗示了XGBoost进行产量预测的能力，并鼓励将来对XGBoost进行XGBoost的实验，以对世界各地的其他农作物进行产量预测。

太阳能现在是历史上最便宜的电力形式。不幸的是，由于其变异性，显着提高栅格的太阳能的一部分仍然具有挑战性，这使得电力的供需平衡更加困难。虽然热发电机坡度 - 它们可以改变输出的最高速率 - 是有限的，太阳能的坡度基本上是无限的。因此，准确的近期太阳能预测或垂圈，对于提供预警来调整热发电机输出，以响应于太阳能变化来调整热发电机，以确保平衡供需。为了解决问题，本文开发了使用自我监督学习的丰富和易于使用的多光谱卫星数据的太阳能垂圈的一般模型。具体而言，我们使用卷积神经网络（CNN）和长短期内存网络（LSTM）开发深度自动回归模型，这些模型在多个位置训练全球培训，以预测最近推出的最近收集的时空数据的未来观察-R系列卫星。我们的模型估计了基于卫星观测的未来的太阳辐照度，我们向较小的场地特定的太阳能数据培训的回归模型提供，以提供近期太阳能光伏（PV）预测，其考虑了现场特征的特征。我们评估了我们在25个太阳能场所的不同覆盖区域和预测视野的方法，并表明我们的方法利用地面真理观察结果产生靠近模型的错误。

卫星遥感提供了一种具有成本效益的概要洪水监测的解决方案，卫星衍生的洪水图为传统上使用的数值洪水淹没模型提供了一种计算有效的替代方法。尽管卫星碰巧涵盖正在进行的洪水事件时确实提供了及时的淹没信息，但它们受其时空分辨率的限制，因为它们在各种规模上动态监测洪水演变的能力。不断改善对新卫星数据源的访问以及大数据处理功能，就此问题的数据驱动解决方案而言，已经解锁了前所未有的可能性。具体而言，来自卫星的数据融合，例如哥白尼前哨，它们具有很高的空间和低时间分辨率，以及来自NASA SMAP和GPM任务的数据，它们的空间较低，但时间较高的时间分辨率可能会导致高分辨率的洪水淹没在A处的高分辨率洪水。每日规模。在这里，使用Sentinel-1合成孔径雷达和各种水文，地形和基于土地利用的预测因子衍生出的洪水淹没图对卷积神经网络进行了训练，以预测高分辨率的洪水泛滥概率图。使用Sentinel-1和Sentinel-2衍生的洪水面罩，评估了UNET和SEGNET模型架构的性能，分别具有95％的信心间隔。精确召回曲线（PR-AUC）曲线下的区域（AUC）被用作主要评估指标，这是由于二进制洪水映射问题中类固有的不平衡性质，最佳模型提供了PR-AUC 0.85。

准确，详细且及时的作物类型映射对于机构来说是一个非常有价值的信息，以便根据公民的需求制定更准确的政策。在过去的十年中，可用数据的数量急剧增加，无论是来自遥感（使用哥白尼前哨2数据）还是直接来自农民（多年来提供现场作物信息以及有关作物轮作的信息）。然而，大多数研究仅限于使用一种模态（遥感数据或作物旋转），并且切勿将地球观测数据与诸如农作物旋转之类的领域知识融合在一起。此外，当他们使用地球观测数据时，它们主要将其限制为一年的数据，而没有考虑到过去几年。在这种情况下，我们建议通过使用层次深度学习算法来解决土地使用和作物类型分类任务，以诸如语言模型（例如语言模型），诸如语音信号之类的卫星信号并将作物分布作为语言模型进行建模并将其他上下文向量。与具有显着性能的经典方法相比，我们获得了非常有希望的结果，在28级设置（.948）中的精度增加了5.1点，而Micro-F1则在10级设置（.887）中提高了9.6分（.887）。专家选择的一系列利益。我们最终提出了一种数据启发技术，以使该模型能够在季节结束前对农作物进行分类，该技术在多模式的环境中效果很好。

深度学习模型的最新发展，捕捉作物物候的复杂的时间模式有卫星图像时间序列（坐在），大大高级作物分类。然而，当施加到目标区域从训练区空间上不同的，这些模型差没有任何目标标签由于作物物候区域之间的时间位移进行。为了解决这个无人监督跨区域适应环境，现有方法学域不变特征没有任何目标的监督，而不是时间偏移本身。因此，这些技术提供了SITS只有有限的好处。在本文中，我们提出TimeMatch，一种新的无监督领域适应性方法SITS直接占时移。 TimeMatch由两个部分组成：1）时间位移的估计，其估计具有源极训练模型的未标记的目标区域的时间偏移，和2）TimeMatch学习，它结合了时间位移估计与半监督学习到一个分类适应未标记的目标区域。我们还引进了跨区域适应的开放式访问的数据集与来自欧洲四个不同区域的旁边。在此数据集，我们证明了TimeMatch优于所有竞争的方法，通过11％的在五个不同的适应情景F1-得分，创下了新的国家的最先进的跨区域适应性。

Fusing satellite imagery acquired with different sensors has been a long-standing challenge of Earth observation, particularly across different modalities such as optical and Synthetic Aperture Radar (SAR) images. Here, we explore the joint analysis of imagery from different sensors in the light of representation learning: we propose to learn a joint embedding of multiple satellite sensors within a deep neural network. Our application problem is the monitoring of lake ice on Alpine lakes. To reach the temporal resolution requirement of the Swiss Global Climate Observing System (GCOS) office, we combine three image sources: Sentinel-1 SAR (S1-SAR), Terra MODIS, and Suomi-NPP VIIRS. The large gaps between the optical and SAR domains and between the sensor resolutions make this a challenging instance of the sensor fusion problem. Our approach can be classified as a late fusion that is learned in a data-driven manner. The proposed network architecture has separate encoding branches for each image sensor, which feed into a single latent embedding. I.e., a common feature representation shared by all inputs, such that subsequent processing steps deliver comparable output irrespective of which sort of input image was used. By fusing satellite data, we map lake ice at a temporal resolution of < 1.5 days. The network produces spatially explicit lake ice maps with pixel-wise accuracies > 91% (respectively, mIoU scores > 60%) and generalises well across different lakes and winters. Moreover, it sets a new state-of-the-art for determining the important ice-on and ice-off dates for the target lakes, in many cases meeting the GCOS requirement.

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。

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。

经过良好策划的数据集的可用性推动了机器学习（ML）模型的成功。尽管对农业的地球观测数据的获取增加了，但仍有少数策划的标签数据集，这限制了其在训练ML模型中用于农业中的遥控模型的潜力。为此，我们介绍了一个首先的数据集，镰刀，在3个不同卫星的不同空间分辨率下具有时间序列图像，并用多个关键的裁剪参数注释，用于帕迪种植的帕迪耕种，用于泰米尔纳德邦的Cauvery Delta地区，印度。该数据集由388个独特地块的2398个季节样品组成，分布在三角洲的4个地区。该数据集涵盖了2018年1月3月2021日的时间段之间的多光谱，热和微波数据。稻田样品用4个关键的裁剪参数注释，即播种日期，移植日期，收获日期和作物收率。这是最早将生长季节（使用播种和收获日期）视为数据集的一部分的研究之一。我们还提出了一种产量预测策略，该策略使用基于观察到的生长季节以及该地区泰米尔纳德邦农业大学获得的标准季节性信息生成的时间序列数据。随之而来的绩效提高凸显了ML技术的影响，该技术利用了与特定地区的农民紧随其后的标准实践相一致的领域知识。我们在3个单独的任务上进行基准测试数据集，即作物类型，物候日期（播种，移植，收获）和产量预测，并开发了一个端到端框架，用于预测现实世界中的关键作物参数。

从自然语言嵌入中汲取灵感，我们提出了Astromer，这是一种基于变压器的模型，以创建光曲线的表示。Astromer接受了数以百万计的Macho R波段样品的培训，并且很容易对其进行微调以匹配与下游任务相关的特定域。例如，本文显示了使用预训练的表示形式对变量恒星进行分类的好处。此外，我们还提供了一个Python库，其中包括这项工作中使用的所有功能。我们的图书馆包括预先培训的模型，可用于增强深度学习模型的性能，减少计算资源，同时获得最新的结果。

虽然年度作物旋转在农业优化起到至关重要的作用，但它们主要忽略了自动作物类型的映射。在本文中，我们利用了增加的注释卫星数据的数量，提出了一个同时的第一个深度学习方法建模包裹分类的年间和中内农业动态。除了简单的培训调整之外，我们的模型提供了超过6.3 miou指针的改善，这些作物分类最先进。此外，我们释放了具有超过300,000个注释的包裹的第一个大型多年农业数据集。

了解极端事件及其可能性是研究气候变化影响，风险评估，适应和保护生物的关键。在这项工作中，我们开发了一种方法来构建极端热浪的预测模型。这些模型基于卷积神经网络，对极长的8，000年气候模型输出进行了培训。由于极端事件之间的关系本质上是概率的，因此我们强调概率预测和验证。我们证明，深度神经网络适用于法国持续持续14天的热浪，快速动态驱动器提前15天（500 hpa地球电位高度场），并且在慢速较长的交货时间内，慢速物理时间驱动器（土壤水分）。该方法很容易实现和通用。我们发现，深神经网络选择了与北半球波数字3模式相关的极端热浪。我们发现，当将2米温度场添加到500 HPA地球电位高度和土壤水分场中时，2米温度场不包含任何新的有用统计信息。主要的科学信息是，训练深层神经网络预测极端热浪的发生是在严重缺乏数据的情况下发生的。我们建议大多数其他应用在大规模的大气和气候现象中都是如此。我们讨论了处理缺乏数据制度的观点，例如罕见的事件模拟，以及转移学习如何在后一种任务中发挥作用。

作物现场边界有助于映射作物类型，预测产量，并向农民提供现场级分析。近年来，已经看到深深学习的成功应用于划定工业农业系统中的现场边界，但由于（1）需要高分辨率卫星图像的小型字段来解除界限和（2）缺乏（2）缺乏用于模型培训和验证的地面标签。在这项工作中，我们结合了转移学习和弱监督来克服这些挑战，我们展示了在印度的成功方法，我们有效地产生了10,000个新的场地标签。我们最好的型号使用1.5亿分辨率的空中客车现货图像作为投入，预先列进法国界限的最先进的神经网络，以及印度标签上的微调，以实现0.86的联盟（iou）中位数交叉口在印度。如果使用4.8M分辨率的行星扫描图像，最好的模型可以实现0.72的中位数。实验还表明，法国的预训练减少了所需的印度现场标签的数量，以便在数据集较小时尽可能多地实现给定的性能水平。这些发现表明我们的方法是划定当前缺乏现场边界数据集的世界区域中的裁剪领域的可扩展方法。我们公开发布了10,000个标签和描绘模型，以方便社区创建现场边界地图和新方法。

光学和雷达卫星时间序列是协同的：光学图像包含丰富的光谱信息，而C波段雷达捕获有用的几何信息，并且对云盖免疫。由于近期基于时间关注的方法的成功跨多种裁剪映射任务，我们建议调查这些模型如何适应多种方式运行。我们实施和评估多种融合方案，包括新颖的方法和对培训程序的简单调整，显着提高性能和效率几乎没有增加复杂性。我们表明大多数融合方案具有优势和缺点，使其与特定设置相关。然后，我们跨多个任务评估多模式的好处：宗地分类，基于像素的分割和Panoptic Parcel分段。我们表明，通过利用光学和雷达时间序列，基于多模式的时间关注的模型可以在性能和弹性方面偶尔将单片式模型到云覆盖。为了进行这些实验，我们使用空间对齐的雷达图像时间序列增强肉饼数据集。生成的数据集，Pastis-R，构成了具有语义和实例注释的第一个大规模，多模式和开放式卫星时间序列数据集。

The occurrence of vacuum arcs or radio frequency (rf) breakdowns is one of the most prevalent factors limiting the high-gradient performance of normal conducting rf cavities in particle accelerators. In this paper, we search for the existence of previously unrecognized features related to the incidence of rf breakdowns by applying a machine learning strategy to high-gradient cavity data from CERN's test stand for the Compact Linear Collider (CLIC). By interpreting the parameters of the learned models with explainable artificial intelligence (AI), we reverse-engineer physical properties for deriving fast, reliable, and simple rule-based models. Based on 6 months of historical data and dedicated experiments, our models show fractions of data with a high influence on the occurrence of breakdowns. Specifically, it is shown that the field emitted current following an initial breakdown is closely related to the probability of another breakdown occurring shortly thereafter. Results also indicate that the cavity pressure should be monitored with increased temporal resolution in future experiments, to further explore the vacuum activity associated with breakdowns.

鉴于ICU（重症监护股）监测心脏病患者，用于大脑活动，我们如何尽早预测其健康结果？早期决策在许多应用中至关重要，例如，监测患者可能有助于早期干预和改善护理。另一方面，EEG数据的早期预测造成了几个挑战：（i）早期准确性权衡;观察更多数据通常会提高精度，但牺牲了，（ii）大规模（用于训练）和流传输（在线决策）数据处理，（iii）多变化（由于多个电极）和多长度（由于变化患者的逗留时间）时间序列。通过这种现实世界的应用程序，我们提供了从早期预测中耗尽的受益者，以及从错误分类到统一的区域特定目标中的成本。统一这两种数量允许我们直接估计单个目标（即益处），重要的是，准确地指示输出预测的时间：当益处估计变为肯定时。 Eventitter（a）是高效且快速的，在输入序列的数量中具有训练时间线性，并且可以实时运行以进行决策，（b）可以处理多变化和可变长度的时间序列，适用于患者数据和（c）是有效的，与竞争对手相比，提供高达2倍的时间，具有相同或更好的准确性。

Cashews are grown by over 3 million smallholders in more than 40 countries worldwide as a principal source of income. As the third largest cashew producer in Africa, Benin has nearly 200,000 smallholder cashew growers contributing 15% of the country's national export earnings. However, a lack of information on where and how cashew trees grow across the country hinders decision-making that could support increased cashew production and poverty alleviation. By leveraging 2.4-m Planet Basemaps and 0.5-m aerial imagery, newly developed deep learning algorithms, and large-scale ground truth datasets, we successfully produced the first national map of cashew in Benin and characterized the expansion of cashew plantations between 2015 and 2021. In particular, we developed a SpatioTemporal Classification with Attention (STCA) model to map the distribution of cashew plantations, which can fully capture texture information from discriminative time steps during a growing season. We further developed a Clustering Augmented Self-supervised Temporal Classification (CASTC) model to distinguish high-density versus low-density cashew plantations by automatic feature extraction and optimized clustering. Results show that the STCA model has an overall accuracy of 80% and the CASTC model achieved an overall accuracy of 77.9%. We found that the cashew area in Benin has doubled from 2015 to 2021 with 60% of new plantation development coming from cropland or fallow land, while encroachment of cashew plantations into protected areas has increased by 70%. Only half of cashew plantations were high-density in 2021, suggesting high potential for intensification. Our study illustrates the power of combining high-resolution remote sensing imagery and state-of-the-art deep learning algorithms to better understand tree crops in the heterogeneous smallholder landscape.