論文の概要: GrINd: Grid Interpolation Network for Scattered Observations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.19570v1
- Date: Thu, 28 Mar 2024 16:52:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-29 15:24:55.279054
- Title: GrINd: Grid Interpolation Network for Scattered Observations
- Title(参考訳): GrINd:散乱観測のためのグリッド補間ネットワーク
- Authors: Andrzej Dulny, Paul Heinisch, Andreas Hotho, Anna Krause,
- Abstract要約: GrINd(Grid Interpolation for Scattered Observations)は、散乱した観測を高解像度グリッドにマッピングする新しいネットワークアーキテクチャである。
高分解能空間において、NeuralPDEクラスモデルは、微分可能なODEソルバと完全な畳み込みニューラルネットワークを用いて、将来の時点におけるシステムの状態を予測する。
我々は,分散した場所で観測された6つの物理系からなるベンチダイナベンチマークデータセット上で,GrINdを実験的に評価した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.1516690022588616
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Predicting the evolution of spatiotemporal physical systems from sparse and scattered observational data poses a significant challenge in various scientific domains. Traditional methods rely on dense grid-structured data, limiting their applicability in scenarios with sparse observations. To address this challenge, we introduce GrINd (Grid Interpolation Network for Scattered Observations), a novel network architecture that leverages the high-performance of grid-based models by mapping scattered observations onto a high-resolution grid using a Fourier Interpolation Layer. In the high-resolution space, a NeuralPDE-class model predicts the system's state at future timepoints using differentiable ODE solvers and fully convolutional neural networks parametrizing the system's dynamics. We empirically evaluate GrINd on the DynaBench benchmark dataset, comprising six different physical systems observed at scattered locations, demonstrating its state-of-the-art performance compared to existing models. GrINd offers a promising approach for forecasting physical systems from sparse, scattered observational data, extending the applicability of deep learning methods to real-world scenarios with limited data availability.
- Abstract(参考訳): スパースや散在する観測データから時空間物理系の進化を予測することは、様々な科学的領域において重要な課題である。
従来の手法は密度の高いグリッド構造データに依存しており、スパース観測のシナリオで適用性を制限する。
この課題に対処するため,我々は,分散観測をフーリエ補間層を用いて高分解能グリッドにマッピングすることで,グリッドベースモデルの性能を活用する新しいネットワークアーキテクチャであるGrINd(Grid Interpolation Network for Scattered Observations)を紹介した。
高解像度空間において、NeuralPDEクラスモデルは、微分可能なODEソルバとシステムのダイナミクスをパラメータ化した完全な畳み込みニューラルネットワークを用いて、将来の時点におけるシステムの状態を予測する。
我々は,GrINdをDynaBenchベンチマークデータセット上で実証的に評価し,既存のモデルと比較して6つの物理系を分散した場所で観測した。
GrINdは、スパースで散在する観測データから物理システムを予測し、ディープラーニングメソッドの適用性をデータ可用性に制限のある現実のシナリオに拡張する、有望なアプローチを提供する。
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