論文の概要: Towards a Knowledge guided Multimodal Foundation Model for Spatio-Temporal Remote Sensing Applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.19660v2
• Date: Wed, 16 Oct 2024 21:18:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-08 14:27:29.676843
• Title: Towards a Knowledge guided Multimodal Foundation Model for Spatio-Temporal Remote Sensing Applications
• Title（参考訳）: 時空間リモートセンシングのための知識ガイド型マルチモーダルファンデーションモデルの実現に向けて
• Authors: Praveen Ravirathinam, Ankush Khandelwal, Rahul Ghosh, Vipin Kumar,
• Abstract要約: 本稿では,事前学習タスクが複数のモーダル間の因果関係をキャプチャする基礎モデルフレームワークを提案する。 本手法は,MultiModal Variable Step Forecasting (MM-VSF) と呼ばれ,衛星画像の予測を事前訓練作業として利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.824262496666893
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In recent years, there has been an increased interest in foundation models for geoscience due to the vast amount of Earth observing satellite imagery. Existing remote sensing foundation models make use of the various sources of spectral imagery to create large models pretrained on the task of masked reconstruction. In this paper, we present a foundation model framework, where the pretraining task captures the causal relationship between multiple modalities. Our framework leverages the knowledge guided principles that the spectral imagery captures the impact of the physical drivers on the environmental system, and that the relationship between them is governed by the characteristics of the system. Specifically, our method, called MultiModal Variable Step Forecasting (MM-VSF), uses forecasting of satellite imagery as a pretraining task and is able to capture the causal relationship between spectral imagery and weather. In our evaluation we show that the forecasting of satellite imagery using weather can be used as an effective pretraining task for foundation models. We further show the effectiveness of the embeddings produced by MM-VSF on the downstream tasks of pixel wise crop mapping and missing image prediction of spectral imagery, when compared with embeddings created by models trained in alternative pretraining settings including the traditional single modality input masked reconstruction.
• Abstract（参考訳）: 近年、地球観測衛星画像が大量にあるため、地球科学の基礎モデルへの関心が高まっている。 既存のリモートセンシング基礎モデルでは、様々なスペクトル画像源を用いて、マスクされた復元作業で事前訓練された大きなモデルを作成する。 本稿では,複数モーダル間の因果関係を事前に学習する基礎モデルフレームワークを提案する。 筆者らの枠組みは, スペクトル画像が物理的要因が環境システムに与える影響を捉え, それらの関係がシステムの特性によって支配されるという, 知識指導の原則を生かしている。 具体的には,MultiModal Variable Step Forecasting (MM-VSF) と呼ばれる本手法では,衛星画像の予測を事前訓練作業として使用し,スペクトル画像と気象の因果関係を捉えることができる。 本評価では,気象を用いた衛星画像の予測が基礎モデルの効果的な事前学習課題として利用できることを示す。 さらに,MM-VSFが生成する埋め込みが,従来の単一モダリティ入力マスク再構成を含む事前学習環境下で訓練されたモデルによって作成された埋め込みモデルと比較した場合,画素ワイズマッピングの下流タスクやスペクトル画像のイメージ予測に有効であることを示す。

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