論文の概要: PhenoEmbed: Self-Supervised Multispectral UAV Time-Series Embeddings for Individual Tree Crown Phenology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.10231v1
- Date: Sat, 11 Jul 2026 09:41:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-14 15:40:48.344355
- Title: PhenoEmbed: Self-Supervised Multispectral UAV Time-Series Embeddings for Individual Tree Crown Phenology
- Title(参考訳): PhenoEmbed: 個々の樹冠現象に対する自己監督型マルチスペクトルUAV時系列埋め込み
- Authors: Taimur Khan,
- Abstract要約: フェノエンベド(PhenoEmbed)は、コントラストとマスクによる再建を目標とした自己監督型時間埋め込みモデルである。
5,885個のクラウンが輸出され,低次元構造が得られた。
結果は、再利用可能な森林クラウン表現学習者としてPhenoEmbedをサポートする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Tree crowns are a challenging target for resilient AI because they are not static objects: their spectral response, internal texture, translucency, and apparent boundaries change substantially across the growing season. We develop PhenoEmbed, a self-supervised crown-centric temporal embedding model trained with contrastive and masked reconstruction objectives on HeideBench, an 18-date UAV multispectral time-series benchmark for forest crown phenology in D{ö}lauer Heide. The model treats seasonal crown dynamics as phenological appearance change driven by leaf emergence, canopy closure, senescence, and leaf-off conditions. Segmented tree crown polygons are retained as object anchors to extract aligned crown-centered crops through time, allowing one 256-dimensional vector summarizing seasonal crown appearance to be learned per tree. On 5,885 crop-safe crowns, the exported embeddings show structured low-dimensional organization, with the first two principal components explaining 25.1\% of variance and nearest-neighbor retrieval producing a median top-1 cosine similarity of 0.946. Compared with handcrafted temporal features and a learned mean-pooling baseline, PhenoEmbed yields substantially more compact nearest-neighbor structure, while ablations show that the contrastive loss, masked reconstruction loss, and explicit seasonal time features each affect the structure of the learned embedding space. These results support PhenoEmbed as a reusable forest crown representation learner and motivate future downstream tests of whether such features improve tree-level models under seasonal change.
- Abstract(参考訳): ツリークラウンは、静的なオブジェクトではないため、レジリエントAIにとって難しいターゲットである。
We developed PhenoEmbed, a self-supervised Crown-centric temporal embedding model training with contrastive and masked reconstruction objectives on HeideBench, a 18-date UAV multispectral time-series benchmark for forest crown phenology in D{ö}lauer Heide。
このモデルは、季節的なクラウンダイナミクスを、葉の出現、天蓋閉鎖、老化、葉切れ状態によって引き起こされる現象学的変化として扱う。
分割された樹冠多角形は、時間を通して整列した樹冠中心の作物を抽出するオブジェクトアンカーとして保持され、季節ごとの樹冠外観を要約する256次元ベクトルを学習することができる。
輸出された5,885個のクラウンには低次元構造が示され、最初の2つの主要成分は25.1\%の分散と最も近い隣り合う検索により、平均的なトップ1コサイン類似度は0.946である。
PhenoEmbedは手作りの時間的特徴や学習平均値のベースラインと比較すると、よりコンパクトな近傍構造が得られ、一方、相対的な損失、マスクされた復元損失、明示的な季節的特徴が学習された埋め込み空間の構造に影響を及ぼすことを示した。
これらの結果は、再利用可能な森林クラウン表現学習者としてのPhenoEmbedをサポートし、季節変化による樹木レベルのモデルの改善が期待できるかどうかの下流試験を動機づけるものである。
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