BikeshareGAN: Predicting dockless bike-sharing demand based on satellite image
Notice bibliographique
Résumé
Understanding the drop-off demand of Dockless Bikeshare Systems (DBS) is crucial for efficient urban management but has long been challenging. Conventional prediction models are mostly regression-based, requiring multisource and fine-grained GIS data (e.g., socio-demographics, land use, POI), whose collection could be laborious and costly. Some data do not even exist for fast-growing cities in the developing world, largely hindering the application of the conventional models. Noting that high dimensional satellite images contain rich data about complex urban systems (e.g., density, land use, transportation network), we hypothesize that Generative Adversarial Networks (GAN) can embed inherent urban features as the latent space, to predict DBS demand directly from satellite images effectively. To test the hypothesis, we took Shenzhen - a city with diverse urban forms as a case study. Pairwise satellite image and DBS drop-off heatmap during AM/PM and non-peak hours on a random workday became the input and output images for Pix2Pix, a proven GAN framework, to train the image-to-image translation at the 200 m level. Fake heatmaps were generated and validated by ground truth using loss functions including L1, L2, and Structure Similarity Index Measure (SSIM). R 2 was also calculated to compare our pixelated results to conventional regression models. First, simply taking a satellite image as the input achieved ∼0.49 R 2 (82 % SSIM), outperforming many regression-based models that require a bunch of numeric/vector inputs. Moreover, pixelating vector maps (e.g., metro station, road network, office building) onto satellite images significantly improved the accuracy (∼0.56 R 2 /90 % SSIM), outperforming some machine learning or hybrid deep learning models in this regard (R 2 0.18–0.76). Therefore, GAN is plausible to predict DBS demand from solely satellite images, while feeding more urban layers significantly improves the predictive power. Our raster-oriented framework can effectively aid the decision-making process for DBS implementation and operation in developing countries where up-to-date GIS data is less accessible. A raster-oriented bikeshare demand predicting framework enabled by Generative Adversarial Network (GAN) • GAN is plausible in predicting dockless bikeshare demand solely from image inputs. • Pixel-based prediction outperformed many existing regression-based models. • A single satellite image can predict time series drop-off demand effectively. • Adding maps of POls and roads significantly improves the accuracy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».