GeoAI 中的位置编码:方法和应用
【阅读建议】 本文是空间位置嵌入的第一篇比较全面的综述,涉及新概念、新方法和未来可能的新应用,比较有想象空间。但阅读后感觉将必要性简单地表述为机器学习的需要,似乎并不充分(第 2 节);另外该概念到底带来了那些提升、对未来哪些冲击、影响和改变,似乎可以更进一步提炼,目前尚难以感觉到值得深入研究的价值。
【原文摘要】 地球科学对人工智能模型的共同需求,是在潜在的嵌入空间中表示点、线、多边形、网络、栅格等多种类型的空间数据,以便能够很容易地将这些数据融入到深度学习模型中去。一个基本做法是通过编码过程将位置转换到嵌入空间中,而这种嵌入表示对于下游机器学习模型(例如支持向量机和神经网络)来说是学习友好的,我们将此过程称为位置编码。目前,对于位置编码的概念、潜在应用以及需要解决的关键挑战,尚缺乏系统的回顾,而本文旨在填补这一空白。本文首先提供了位置编码的形式化定义,并从机器学习角度讨论了位置编码对于 GeoAI 研究的必要性,然后对位置编码研究的现状进行了较为全面地调查和讨论。依据输入和编码方法,我们将位置编码模型分为了不同类别,并根据其是否参数模型、多尺度性、距离保持和方向感知等性 ...
🔥 时空间统计专题索引帖
随着人们对时间维度的探索需求,时空统计学得到大力发展。其中:
时空点数据:空间统计学中的点参考数据转变为时空点数据,可以采用
面板数据(或称纵向数据):空间统计学中的点参考数据转变为时空点数据,可以采用
时空点过程:空间统计学中的点参考数据转变为时空点数据,可以采用
5.1 基础理论与综述
经典书籍参见:
Cressie, N. (2011) Statistics for spatio-temporal data.
Wikle, C.K., Zammit-Mangion, A. and Cressie, N.A.C. (2019) Spatio-temporal statistics with R. Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group (Chapman & Hall/CRC the R series).
Sahu, S.K. (2022) Bayesian modeling of spatio-temporal data with R. Chapman and Hall/CRC.
5.2 时空数 ...
🔥 空间随机场建模方法索引帖
1. 空间统计建模思维
空间思维及贝叶斯方法
贝叶斯分层模型
2. 克里金法与高斯过程基础
克里金法
高斯过程基本原理索引帖
克里金法与高斯过程的联系
3. 空间随机场及其建模方法
空间随机场及其建模方法
空间过程的贝叶斯建模分析方法综述
空间数据的贝叶斯分层建模
在点参考数据的建模理论基础上,发展出了一系列分析方法,详见 点参考数据模型索引帖。
#refplus, #refplus li{
padding:0;
margin:0;
list-style:none;
};
document.querySelectorAll(".refplus-num").forEach((ref) => {
let refid = ref.firstChild.href.replace(location.origin+location.pathname,'');
let refel = document.que ...
🔥 不确定性神经网络索引帖
#refplus, #refplus li{
padding:0;
margin:0;
list-style:none;
};
document.querySelectorAll(".refplus-num").forEach((ref) => {
let refid = ref.firstChild.href.replace(location.origin+location.pathname,'');
let refel = document.querySelector(refid);
let refnum = refel.dataset.num;
let ref_content = refel.innerText.replace(`[${refnum}]`,'');
tippy(ref, {
content: ref_content,
...
🔥 空间插值方法索引帖
1. 确定性空间插值
确定性插值方法将兴趣变量视为确定性变量,因此不考虑其随机性,其输出是确定性的值。插值方法主要基于数学公式或几何规则,不涉及概率或统计模型。
(1) 反距离加权法( Inverse Distance Weighting, IDW )
原理:未知点的值由已知点的值加权平均得到,权重与距离成反比。
公式:z^(x)=∑i=1nwizi∑i=1nwi,wi=1d(x,xi)p, \hat{z}(x) = \frac{\sum_{i=1}^n w_i z_i}{\sum_{i=1}^n w_i}, \quad w_i = \frac{1}{d(x, x_i)^p},
z^(x)=∑i=1nwi∑i=1nwizi,wi=d(x,xi)p1,
其中,Z(xi)Z ( x_i )Z(xi) 是已知点的值,d(x,xi)d ( x, x_i )d(x,xi) 是未知点与已知点的距离,ppp 是幂参数。
特点:
简单易用,计算速度快。
对数据分布敏感,可能导致“牛眼效应”。
(2) 泰森多边形法( Voronoi Diagram / ...
🔥 空间预测方法索引帖
#refplus, #refplus li{
padding:0;
margin:0;
list-style:none;
};
document.querySelectorAll(".refplus-num").forEach((ref) => {
let refid = ref.firstChild.href.replace(location.origin+location.pathname,'');
let refel = document.querySelector(refid);
let refnum = refel.dataset.num;
let ref_content = refel.innerText.replace(`[${refnum}]`,'');
tippy(ref, {
content: ref_content,
...
🔥 空间随机场理论索引帖
1 空间统计学的理论体系
“地统计学(Geostatistics)” 、 “空间计量经济学(Spatial Econometrics)” 、“点模式分析(Point Pattern Analysis)” 是空间统计学的三大基石。其中:
地统计学最早起源于地质探矿的采样、建模、分析和预测,侧重于点参考数据(如钻井、气象观测点等处的观测样本)的统计建模和分析,主要建模方法为 “空间随机场(spatial random field)”, ;
空间计量经济学则起源于区域经济规划、建模和分析,侧重于面元数据(如各种级别行政区划的经济要素样本)的统计建模和分析,主要建模方法为高斯马尔可夫随机场(Gaussian Markov Random Field, GMRF);
点模式分析则来源于空间信息科学领域,侧重于离散点的空间分布特征(如聚集、均匀分布等)、相关性和与环境的关系分析,主要建模为 “空间点过程(spatial point process)” 。
🔔 注意:本帖主要专注于空间随机场理论和方法体系,即地统计学相关的内容。
1.1 入门资料
传统的空间统计学于 20 世纪 9 ...
🔥 空间统计学概论
空间统计学概论
1 统计学的两大流派
(1)频率学派
认为模型的待估计参数是一个未知的常数,而样本是随机的,通过对随机样本的分析,可以计算获得参数的值。
基本思想(对事件建模)
「随机事件本身具有某种客观的随机性」,需要研究一系列工具来刻画「事件」本身
事件A在独立重复试验中发生的频率趋于极限 ppp ,那么极限 ppp 就是该事件的概率
参数估计时
主要是对模型做假设,但不对参数的分布做假设
求参数符合样本的最优化解,通过正则化解决过拟合问题
如:极大似然估计、最小交叉熵、最小二乘估计…
预测时
预测的结果:参数支持下确定的结果
结果不确定性的量化:通过方差来量化不确定性
核心体现为最优化问题
需要通过最优化算法求得参数的数值解
代表性模型
SVM等各种统计机器学习方法、前馈神经网络…
(2)贝叶斯学派
认为模型的待估计参数是一个随机变量,而样本是固定的,通过对样本的学习不断更新经验,能够使对参数的分布认识更准确。
基本思想(对人的知识建模)
「随机事件」是因「观察者」知识状态中尚未包含该事件的结果而导致,需要通过观察 ...
无题
title: 扩散模型概览
description: 扩散模型概览
author: 西山晴雪
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生成任务
扩散模型
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生成任务
神经网络
生成模型
扩散模型
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date: 2022-10-10 10:00:00
〖摘要〗扩散模型(Diffusion Models, DM )的迅速崛起是过去几年机器学习领域最大的发展之一。扩散模型是一种生成模型,2020 年以来发布的一些开创性论文,体现了其强大能力,例如:在图像合成领域已经击败了 GAN,实现了 SOTA。鉴于近年扩散模型的成功浪潮,许多机器学习从业者对其内部运作感兴趣。在本文中,我们将研究扩散模型的理论基础,然后演示如何在 PyTorch 中使用扩散模型生成图像。本文包括初学者需要了解的、有关扩散模型的大部分信息。
〖原文〗AseemblyAI’s Blog
〖参考〗Understanding Diffusion Models: A Unified Perspective / What are Diffusion ...