We develop a method for analyzing spatiotemporal anomalies in geospatial data using topological data analysis (TDA). To do this, we use persistent homology (PH), a tool from TDA that allows one to algorithmically detect geometric voids in a data set and quantify the persistence of these voids. We construct an efficient filtered simplicial complex (FSC) such that the voids in our FSC are in one-to-one correspondence with the anomalies. Our approach goes beyond simply identifying anomalies; it also encodes information about the relationships between anomalies. We use vineyards, which one can interpret as time-varying persistence diagrams (an approach for visualizing PH), to track how the locations of the anomalies change over time. We conduct two case studies using spatially heterogeneous COVID-19 data. First, we examine vaccination rates in New York City by zip code. Second, we study a year-long data set of COVID-19 case rates in neighborhoods in the city of Los Angeles.


翻译:我们利用地形数据分析(TDA)开发了利用地理空间数据分析时空异常的方法。 为此,我们使用来自TDA的一个工具,即持续同系物(PH),从逻辑上检测数据集中的几何空白,并量化这些空白的持久性。我们建造了一个高效过滤的简化综合体(FSC),以便我们的FSC中的空白与异常点的一对一对应。我们的方法不仅仅是识别异常点;它还编码关于异常点之间关系的信息。我们使用葡萄园,人们可以将葡萄园解释为时间分布的持久性图表(一种可视化PH的方法),以跟踪异常点如何随时间变化。我们用空间多变的COVID-19数据进行了两个案例研究。首先,我们用拉链代码对纽约市的疫苗接种率进行了检查。第二,我们研究了洛杉矶市附近地区长达一年的COVID-19案例率数据集。

0
下载
关闭预览

相关内容

【WWW2021】面向时空图预测的神经结构搜索
专知会员服务
23+阅读 · 2021年4月23日
最新《图理论》笔记书,98页pdf
专知会员服务
75+阅读 · 2020年12月27日
【干货书】管理统计和数据科学原理,678页pdf
专知会员服务
185+阅读 · 2020年7月29日
【斯坦福大学】Gradient Surgery for Multi-Task Learning
专知会员服务
47+阅读 · 2020年1月23日
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
人工智能 | NIPS 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月21日
时序数据异常检测工具/数据集大列表
极市平台
65+阅读 · 2019年2月23日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2021年9月16日
Arxiv
6+阅读 · 2016年1月15日
VIP会员
相关资讯
LibRec 精选:AutoML for Contextual Bandits
LibRec智能推荐
7+阅读 · 2019年9月19日
ICLR2019最佳论文出炉
专知
12+阅读 · 2019年5月6日
人工智能 | NIPS 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月21日
时序数据异常检测工具/数据集大列表
极市平台
65+阅读 · 2019年2月23日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
可解释的CNN
CreateAMind
17+阅读 · 2017年10月5日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员