As climate change increases the intensity of natural disasters, society needs better tools for adaptation. Floods, for example, are the most frequent natural disaster, and better tools for flood risk communication could increase the support for flood-resilient infrastructure development. Our work aims to enable more visual communication of large-scale climate impacts via visualizing the output of coastal flood models as satellite imagery. We propose the first deep learning pipeline to ensure physical-consistency in synthetic visual satellite imagery. We advanced a state-of-the-art GAN called pix2pixHD, such that it produces imagery that is physically-consistent with the output of an expert-validated storm surge model (NOAA SLOSH). By evaluating the imagery relative to physics-based flood maps, we find that our proposed framework outperforms baseline models in both physical-consistency and photorealism. We envision our work to be the first step towards a global visualization of how the climate challenge will shape our landscape. Continuing on this path, we show that the proposed pipeline generalizes to visualize reforestation. We also publish a dataset of over 25k labelled image-triplets to study image-to-image translation in Earth observation.


翻译:由于气候变化增加了自然灾害的强度,社会需要更好的适应工具。例如,洪水是最频繁的自然灾害,洪水风险通信的更好工具可以增加对抗洪基础设施开发的支持。我们的工作旨在通过将沿海洪水模型的产出作为卫星图像进行视觉化,使大规模气候影响更直观的通信。我们提出第一个深层次的学习管道,以确保合成视觉卫星图像的物理一致性。我们推进了一个叫作像素2pixHD的先进GAN最先进的GAN,这样它就能够产生与专家估价的风暴潮模型(NOAA SLOSH)的产出相适应的图像。我们通过评估与基于物理的洪水地图有关的图像,发现我们拟议的框架在物理一致性和摄影真实性两方面都超越了基线模型。我们设想我们的工作将是向全球直观化气候挑战将如何塑造我们的地貌迈出的第一步。我们继续沿着这条道路,我们展示了拟议的管道将重新定位为可视化的图像。我们还在地球观测图像转换过程中公布了超过25公里的数据集。

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