Climate change results in an increased probability of extreme weather events that put societies and businesses at risk on a global scale. Therefore, near real-time mapping of natural hazards is an emerging priority for the support of natural disaster relief, risk management, and informing governmental policy decisions. Recent methods to achieve near real-time mapping increasingly leverage deep learning (DL). However, DL-based approaches are designed for one specific task in a single geographic region based on specific frequency bands of satellite data. Therefore, DL models used to map specific natural hazards struggle with their generalization to other types of natural hazards in unseen regions. In this work, we propose a methodology to significantly improve the generalizability of DL natural hazards mappers based on pre-training on a suitable pre-task. Without access to any data from the target domain, we demonstrate this improved generalizability across four U-Net architectures for the segmentation of unseen natural hazards. Importantly, our method is invariant to geographic differences and differences in the type of frequency bands of satellite data. By leveraging characteristics of unlabeled images from the target domain that are publicly available, our approach is able to further improve the generalization behavior without fine-tuning. Thereby, our approach supports the development of foundation models for earth monitoring with the objective of directly segmenting unseen natural hazards across novel geographic regions given different sources of satellite imagery.


翻译:因此,在这项工作中,我们提议了一种方法,在适当任务前培训的基础上,大幅提高DL自然灾害绘图员的通用性。我们没有从目标领域获得任何数据,我们展示了在四个U-Net结构中这种改进的通用性,以分割不可见的自然危害。 重要的是,我们的方法与地理差异和卫星数据频段类型的差异不相符合。通过利用公开提供的目标领域未标的图像特征,我们的方法能够进一步改进在不进行精确的地球危害方面的目标部分。

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