論文の概要: EarthSpatialBench: Benchmarking Spatial Reasoning Capabilities of Multimodal LLMs on Earth Imagery
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.15918v1
- Date: Tue, 17 Feb 2026 06:08:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-19 15:58:30.393742
- Title: EarthSpatialBench: Benchmarking Spatial Reasoning Capabilities of Multimodal LLMs on Earth Imagery
- Title（参考訳）: EarthSpatialBench:地球画像上のマルチモーダルLLMの空間推論能力のベンチマーク
- Authors: Zelin Xu, Yupu Zhang, Saugat Adhikari, Saiful Islam, Tingsong Xiao, Zibo Liu, Shigang Chen, Da Yan, Zhe Jiang,
- Abstract要約: 既存の地球画像のベンチマークは主に2次元空間接地、画像キャプション、粗い空間関係に焦点を当てている。
我々は,地球画像上のMLLMの空間的推論を評価するための総合的なベンチマークである textbfEarthSpatialBench を提案する。
1)空間距離と方向に関する定性的かつ定量的な推論、(2)系統的トポロジカルな関係、(3)単目的クエリ、オブジェクトペアクエリ、および合成集約グループクエリ、(4)テキスト記述、ビジュアルオーバーレイ、および2次元境界ボックス、ポリライン、ポリゴンを含む明示的な幾何学座標によって表現されるオブジェクト参照。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.896854321525918
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Benchmarking spatial reasoning in multimodal large language models (MLLMs) has attracted growing interest in computer vision due to its importance for embodied AI and other agentic systems that require precise interaction with the physical world. However, spatial reasoning on Earth imagery has lagged behind, as it uniquely involves grounding objects in georeferenced images and quantitatively reasoning about distances, directions, and topological relations using both visual cues and vector geometry coordinates (e.g., 2D bounding boxes, polylines, and polygons). Existing benchmarks for Earth imagery primarily focus on 2D spatial grounding, image captioning, and coarse spatial relations (e.g., simple directional or proximity cues). They lack support for quantitative direction and distance reasoning, systematic topological relations, and complex object geometries beyond bounding boxes. To fill this gap, we propose \textbf{EarthSpatialBench}, a comprehensive benchmark for evaluating spatial reasoning in MLLMs on Earth imagery. The benchmark contains over 325K question-answer pairs spanning: (1) qualitative and quantitative reasoning about spatial distance and direction; (2) systematic topological relations; (3) single-object queries, object-pair queries, and compositional aggregate group queries; and (4) object references expressed via textual descriptions, visual overlays, and explicit geometry coordinates, including 2D bounding boxes, polylines, and polygons. We conducted extensive experiments on both open-source and proprietary models to identify limitations in the spatial reasoning of MLLMs.
- Abstract（参考訳）: マルチモーダルな大言語モデル(MLLM)における空間推論のベンチマークは、物理的世界との正確な相互作用を必要とするAIやその他のエージェントシステムの重要性から、コンピュータビジョンへの関心が高まっている。
しかし、地球画像上の空間的推論は、ジオレファレンス画像中の物体のグラウンド化と、視覚的キューとベクトル幾何学座標(例えば、2次元境界ボックス、ポリライン、ポリゴン)を用いて距離、方向、および位相的関係を定量的に推論することによって、後れを取っている。
既存の地球画像のベンチマークは、主に2次元の空間接地、画像キャプション、粗い空間関係(例えば、単純な方向または近接の手がかり)に焦点を当てている。
それらは、量的方向と距離の推論、体系的なトポロジカルな関係、および境界ボックスを超えた複雑なオブジェクトジオメトリのサポートを欠いている。
このギャップを埋めるために、地球画像上のMLLMの空間的推論を評価するための総合的なベンチマークである「textbf{EarthSpatialBench}」を提案する。
本ベンチマークは,(1)空間距離と方向に関する定性的かつ定量的な推論,(2)系統的トポロジカルな関係,(3)単目的クエリ,オブジェクトペアクエリ,および合成集約グループクエリ,(4)テキスト記述,視覚的オーバーレイ,および2次元境界ボックス,ポリゴンを含む明示的な幾何学座標によって表現されるオブジェクト参照を含む325K以上の質問応答対を含む。
我々は,MLLMの空間的推論における制約を特定するために,オープンソースモデルとプロプライエタリモデルの両方で広範な実験を行った。
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