論文の概要: Spatial Aggregation and Temporal Convolution Networks for Real-time
Kriging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.12144v1
- Date: Fri, 24 Sep 2021 18:43:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-09-28 15:24:51.643310
- Title: Spatial Aggregation and Temporal Convolution Networks for Real-time
Kriging
- Title(参考訳): リアルタイムクリグのための空間集約と時間畳み込みネットワーク
- Authors: Yuankai Wu, Dingyi Zhuang, Mengying Lei, Aurelie Labbe, Lijun Sun
- Abstract要約: SATCNは、モデル仕様を必要とせずに、様々なデータセットに対してテンポラリグを実行する、普遍的で柔軟なフレームワークである。
我々は時間的畳み込みネットワークによってノードをキャプチャし、モデルがさまざまなサイズのデータに対処できるようにする。
我々は、交通や気候記録を含む3つの実世界のデータセットについて広範な実験を行った。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.4386226615580107
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spatiotemporal kriging is an important application in spatiotemporal data
analysis, aiming to recover/interpolate signals for unsampled/unobserved
locations based on observed signals. The principle challenge for spatiotemporal
kriging is how to effectively model and leverage the spatiotemporal
dependencies within the data. Recently, graph neural networks (GNNs) have shown
great promise for spatiotemporal kriging tasks. However, standard GNNs often
require a carefully designed adjacency matrix and specific aggregation
functions, which are inflexible for general applications/problems. To address
this issue, we present SATCN -- Spatial Aggregation and Temporal Convolution
Networks -- a universal and flexible framework to perform spatiotemporal
kriging for various spatiotemporal datasets without the need for model
specification. Specifically, we propose a novel spatial aggregation network
(SAN) inspired by Principal Neighborhood Aggregation, which uses multiple
aggregation functions to help one node gather diverse information from its
neighbors. To exclude information from unsampled nodes, a masking strategy that
prevents the unsampled sensors from sending messages to their neighborhood is
introduced to SAN. We capture temporal dependencies by the temporal
convolutional networks, which allows our model to cope with data of diverse
sizes. To make SATCN generalizable to unseen nodes and even unseen graph
structures, we employ an inductive strategy to train SATCN. We conduct
extensive experiments on three real-world spatiotemporal datasets, including
traffic speed and climate recordings. Our results demonstrate the superiority
of SATCN over traditional and GNN-based kriging models.
- Abstract(参考訳): 時空間クリギングは時空間データ解析において重要な応用であり、観測された信号に基づいてアンサンプリング/アンオブザーブド位置の信号を復元・インターポーレーションすることを目的としている。
時空間クリギングの原理的課題は、データ内の時空間的依存関係を効果的にモデル化し活用する方法である。
近年,グラフニューラルネットワーク (GNN) は時空間クリグタスクに大いに期待されている。
しかし、標準のGNNは、よく注意深い設計の隣接行列と特定の集約関数を必要とする。
この問題に対処するため,我々はsatcn -- spatial aggregation and temporal convolution networks -- モデル仕様を必要とせず,様々な時空間データセットに対して時空間クリグを実行するための普遍的で柔軟なフレームワークを提案する。
具体的には,一つのノードが隣接ノードから多様な情報を収集するのに役立つ複数のアグリゲーション関数を用いた,主近傍アグリゲーションに触発された新しい空間アグリゲーションネットワーク (san) を提案する。
非サンプリングノードから情報を除外するために、アンサンプリングされたセンサが近所にメッセージを送信するのを防ぐマスキング戦略をsanに導入する。
時間的畳み込みネットワークによって時間的依存関係を捉え、モデルがさまざまなサイズのデータに対応できるようにします。
SATCNを未知のノードや未知のグラフ構造に対して一般化できるようにするため、私たちはSATCNの訓練に誘導的戦略を採用する。
交通速度や気候記録を含む3つの実世界の時空間データセットについて広範な実験を行う。
本研究は,従来のGNNベースクリグモデルよりもSATCNの方が優れていることを示す。
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