Intracity Temperature Estimation by Physics Informed Neural Network Using Modeled Forcing Meteorology and Multispectral Satellite Imagery
Notice bibliographique
Résumé
Estimating urban surface temperature at high resolution is crucial for effective urban planning for climate-driven risks. This high-resolution surface temperature over broader scales can usually be obtained via satellite remote sensing for historical period. However, it can be hard for future predictions. This paper presents a Physics Informed Hierarchical Perception (PIHP) network, a novel approach for accurate, high-resolution and generalizable urban surface temperature estimation. The key to our approach is leveraging the implied temperature-related physics information of the land surface structure from high-resolution multi-spectral satellite images, thus achieving precise estimation or prediction for high spatial resolution urban surface temperature. Specifically, a semantic category histogram is first designed to describe the land surface structures. Based on this, a hierarchical urban surface perception network is proposed to capture the complex relationship between the underlying land surface features, upper atmosphere conditions and the intracity temperature. The proposed PIHP-Net makes it possible to generate models that can generalize across different cities, thus to estimating or predicting high-resolution urban surface temperature when the satellite land surface temperature (LST) observation is not available. Experiments over various cities in different climate regions in China show, for the first time, errors less than 2 Kelvin (for most of the cases) at the high resolution (60-by-60 meters grids), thus making it possible to predict futureintracity temperaturefrom forcing meteorology and multi-spectral satellite imagery.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».