論文の概要: Self-supervised Spatial-Temporal Learner for Precipitation Nowcasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15917v1
- Date: Fri, 20 Dec 2024 14:09:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-23 16:23:12.413296
- Title: Self-supervised Spatial-Temporal Learner for Precipitation Nowcasting
- Title(参考訳): 降雨予報のための自己教師型空間時間学習装置
- Authors: Haotian Li, Arno Siebes, Siamak Mehrkanoon,
- Abstract要約: 気象の短期予測は、時間と天候に依存した決定を行うために不可欠である。
本研究では,自己教師型学習の利点を活用し,空間時間学習と統合し,新しいモデルであるSpaT-SparKを開発した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.365086662531667
- License:
- Abstract: Nowcasting, the short-term prediction of weather, is essential for making timely and weather-dependent decisions. Specifically, precipitation nowcasting aims to predict precipitation at a local level within a 6-hour time frame. This task can be framed as a spatial-temporal sequence forecasting problem, where deep learning methods have been particularly effective. However, despite advancements in self-supervised learning, most successful methods for nowcasting remain fully supervised. Self-supervised learning is advantageous for pretraining models to learn representations without requiring extensive labeled data. In this work, we leverage the benefits of self-supervised learning and integrate it with spatial-temporal learning to develop a novel model, SpaT-SparK. SpaT-SparK comprises a CNN-based encoder-decoder structure pretrained with a masked image modeling (MIM) task and a translation network that captures temporal relationships among past and future precipitation maps in downstream tasks. We conducted experiments on the NL-50 dataset to evaluate the performance of SpaT-SparK. The results demonstrate that SpaT-SparK outperforms existing baseline supervised models, such as SmaAt-UNet, providing more accurate nowcasting predictions.
- Abstract(参考訳): 天気予報の短期的予測である Nowcasting は、タイムリーかつ天気に依存した意思決定に不可欠である。
具体的には、降水流しは6時間フレーム以内の局所的な降水量を予測することを目的としている。
このタスクは、深層学習法が特に有効であった時空間シーケンス予測問題とみなすことができる。
しかし, 自己指導型学習の進歩にもかかわらず, テレビ放送における最も成功した手法は, いまだに完全に監督されている。
自己教師付き学習は、広範囲なラベル付きデータを必要とせずに表現を学習する事前訓練モデルにとって有利である。
本研究では,自己教師型学習の利点を活用し,空間時間学習と統合し,新しいモデルであるSpaT-SparKを開発した。
SpaT-SparKは、マスク画像モデリング(MIM)タスクで事前訓練されたCNNベースのエンコーダデコーダ構造と、下流タスクにおける過去と将来の降水マップ間の時間的関係をキャプチャする翻訳ネットワークを備える。
NL-50データセットを用いたSpaT-SparKの性能評価実験を行った。
SpaT-SparKはSmaAt-UNetのような既存のベースライン教師付きモデルよりも優れており、より正確な検索予測を提供する。
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