論文の概要: ControlCity: A Multimodal Diffusion Model Based Approach for Accurate Geospatial Data Generation and Urban Morphology Analysis

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.17049v1
• Date: Wed, 25 Sep 2024 16:03:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-27 03:04:59.644210
• Title: ControlCity: A Multimodal Diffusion Model Based Approach for Accurate Geospatial Data Generation and Urban Morphology Analysis
• Title（参考訳）: ControlCity: 正確な地理空間データ生成と都市形態解析のためのマルチモーダル拡散モデルに基づくアプローチ
• Authors: Fangshuo Zhou, Huaxia Li, Rui Hu, Sensen Wu, Hailin Feng, Zhenhong Du, Liuchang Xu,
• Abstract要約: 本稿では,アクセス可能なVGIデータと完全なVGIデータを利用して,都市建物のフットプリントデータの生成を支援するマルチソース地理データ変換ソリューションを提案する。 次に,多モード拡散モデルに基づく地理データ変換手法であるControlCityを提案する。 世界の22都市での実験では、ControlCityが実際の都市建築パターンをシミュレートすることに成功している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.600555803960957
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Volunteer Geographic Information (VGI), with its rich variety, large volume, rapid updates, and diverse sources, has become a critical source of geospatial data. However, VGI data from platforms like OSM exhibit significant quality heterogeneity across different data types, particularly with urban building data. To address this, we propose a multi-source geographic data transformation solution, utilizing accessible and complete VGI data to assist in generating urban building footprint data. We also employ a multimodal data generation framework to improve accuracy. First, we introduce a pipeline for constructing an 'image-text-metadata-building footprint' dataset, primarily based on road network data and supplemented by other multimodal data. We then present ControlCity, a geographic data transformation method based on a multimodal diffusion model. This method first uses a pre-trained text-to-image model to align text, metadata, and building footprint data. An improved ControlNet further integrates road network and land-use imagery, producing refined building footprint data. Experiments across 22 global cities demonstrate that ControlCity successfully simulates real urban building patterns, achieving state-of-the-art performance. Specifically, our method achieves an average FID score of 50.94, reducing error by 71.01% compared to leading methods, and a MIoU score of 0.36, an improvement of 38.46%. Additionally, our model excels in tasks like urban morphology transfer, zero-shot city generation, and spatial data completeness assessment. In the zero-shot city task, our method accurately predicts and generates similar urban structures, demonstrating strong generalization. This study confirms the effectiveness of our approach in generating urban building footprint data and capturing complex city characteristics.
• Abstract（参考訳）: VGI(Volunteer Geographic Information)は、多種多様で、多種多様で、急激な更新、多種多様で、地理空間データの重要な情報源となっている。 しかし、OSMのようなプラットフォームからのVGIデータは、特に都市ビルディングデータにおいて、異なるデータタイプ間で大きな品質の不均一性を示す。 そこで本稿では,アクセス可能かつ完全なVGIデータを利用した多元的地理データ変換手法を提案する。 精度を向上させるためにマルチモーダルデータ生成フレームワークも使用しています。 まず、道路網のデータに基づいて、他のマルチモーダルデータによって補完された「画像テキスト・メタデータ構築フットプリント」データセットを構築するパイプラインを導入する。 次に,多モード拡散モデルに基づく地理データ変換手法であるControlCityを提案する。 この方法はまず、トレーニング済みのテキスト・ツー・イメージモデルを使用して、テキスト、メタデータ、フットプリントデータのアライメントを行う。 改良されたControlNetは、道路網と土地利用画像を統合し、洗練された建物のフットプリントデータを生成する。 世界の22都市での実験では、ControlCityは実際の都市建築パターンをシミュレートし、最先端のパフォーマンスを実現している。 具体的には, 平均FIDスコアが50.94, 誤差が71.01%, MIoUスコアが0.36, 改善率が38.46%である。 さらに, 都市形態素移動, ゼロショット都市生成, 空間データ完全性評価などのタスクに優れる。 ゼロショット都市課題では, 都市構造を正確に予測し, 生成し, 強力な一般化を示す。 本研究は,都市建築のフットプリントデータの生成と複雑な都市特性の把握におけるアプローチの有効性を検証した。

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