Mitigating Imbalance of Land Cover Change Data for Deep Learning Models with Temporal and Spatiotemporal Sample Weighting Schemes
Notice bibliographique
Résumé
An open problem impeding the use of deep learning (DL) models for forecasting land cover (LC) changes is their bias toward persistent cells. By providing sample weights for model training, LC changes can be allocated greater influence in adjustments to model internal parameters. The main goal of this research study was to implement and evaluate temporal and spatiotemporal sample weighting schemes that manage the influence of persistent and formerly changed areas. The proposed sample weighting schemes allocate higher weights to more recently changed areas based on the inverse temporal and spatiotemporal distance from previous changes occurring at a location or within the location’s neighborhood. Four spatiotemporal DL models (CNN-LSTM, CNN-GRU, CNN-TCN, and ConvLSTM) were used to compare the sample weighting schemes to forecast the LC changes of the Columbia-Shuswap Regional District in British Columbia, Canada, using data obtained from the MODIS annual LC dataset and other auxiliary spatial variables. The results indicate that the presented weighting schemes facilitated improvement over no sample weighting and the common inverse frequency weighting scheme for multi-year LC change forecasts, lowering errors due to quantity while reducing overall allocation error severity. This research study contributes to strategies for addressing the characteristic imbalances of multitemporal LC change datasets for DL modeling endeavors.
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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 | 0,003 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».