論文の概要: Path Signatures and Graph Neural Networks for Slow Earthquake Analysis:
Better Together?
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.03558v1
- Date: Mon, 5 Feb 2024 22:16:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-07 17:34:43.886612
- Title: Path Signatures and Graph Neural Networks for Slow Earthquake Analysis:
Better Together?
- Title(参考訳): 遅い地震解析のためのパスシグネチャとグラフニューラルネットワーク:より良い一緒に?
- Authors: Hans Riess, Manolis Veveakis, Michael M. Zavlanos
- Abstract要約: 我々は、グラフ畳み込みニューラルネットワーク(GCNN)に経路シグネチャを統合する新しいアプローチ、Path Signature Graph Convolutional Networks (PS-GCNN)を導入する。
本手法は,GPSの時系列データを利用して,スロースリップイベント(SSE)と呼ばれる地震の連続解析に応用する。
提案手法は,地震予知とセンサネットワーク解析の今後の進歩を示すものである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.002197953627359
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The path signature, having enjoyed recent success in the machine learning
community, is a theoretically-driven method for engineering features from
irregular paths. On the other hand, graph neural networks (GNN), neural
architectures for processing data on graphs, excel on tasks with irregular
domains, such as sensor networks. In this paper, we introduce a novel approach,
Path Signature Graph Convolutional Neural Networks (PS-GCNN), integrating path
signatures into graph convolutional neural networks (GCNN), and leveraging the
strengths of both path signatures, for feature extraction, and GCNNs, for
handling spatial interactions. We apply our method to analyze slow earthquake
sequences, also called slow slip events (SSE), utilizing data from GPS
timeseries, with a case study on a GPS sensor network on the east coast of New
Zealand's north island. We also establish benchmarks for our method on
simulated stochastic differential equations, which model similar
reaction-diffusion phenomenon. Our methodology shows promise for future
advancement in earthquake prediction and sensor network analysis.
- Abstract(参考訳): 機械学習コミュニティで最近成功したパスシグネチャは、不規則なパスからエンジニアリング特徴を理論的に駆動する手法である。
一方、グラフニューラルネットワーク(GNN)は、グラフ上のデータを処理するためのニューラルネットワークであり、センサネットワークのような不規則なドメインを持つタスクに優れる。
本稿では,グラフ畳み込みニューラルネットワーク(GCNN)に経路シグネチャを統合し,特徴抽出のための経路シグネチャとGCNNの強みを活用する新しいアプローチ,PS-GCNNを提案する。
本手法は, ニュージーランド北島東海岸のGPSセンサネットワークを事例として, GPS時系列データを利用したスロースリップイベント(SSE)解析に応用した。
同様の反応拡散現象をモデル化した確率微分方程式のシミュレーション手法のベンチマークも確立した。
提案手法は,地震予知とセンサネットワーク解析の今後の進歩を示すものである。
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