Spatiotemporal prediction of event data is a challenging task with a long history of research. While recent work in spatiotemporal prediction has leveraged deep sequential models that substantially improve over classical approaches, these models are prone to overfitting when the observation is extremely sparse, as in the task of crime event prediction. To overcome these sparsity issues, we present Multi-axis Attentive Prediction for Sparse Event Data (MAPSED). We propose a purely attentional approach to extract both short-term dynamics and long-term semantics of event propagation through two observation angles. Unlike existing temporal prediction models that propagate latent information primarily along the temporal dimension, the MAPSED simultaneously operates over all axes (time, 2D space, event type) of the embedded data tensor. We additionally introduce a novel Frobenius norm-based contrastive learning objective to improve latent representational generalization.Empirically, we validate MAPSED on two publicly accessible urban crime datasets for spatiotemporal sparse event prediction, where MAPSED outperforms both classical and state-of-the-art deep learning models. The proposed contrastive learning objective significantly enhances the MAPSED's ability to capture the semantics and dynamics of the events, resulting in better generalization ability to combat sparse observations.


翻译:对事件数据的随机预测是一项具有长期历史研究历史的艰巨任务。虽然近期在时空预测方面的工作利用了远比古典方法大为改善的深层次连续模型,但这些模型在观测极为稀少时容易被过度适应,正如在犯罪事件预测的任务中一样。为了克服这些广度问题,我们提出了对突发事件数据的多轴快速预测(MAPSED) 。我们建议采取纯粹的注意方法,通过两个观察角度提取短期动态和长期事件传播的语义。与主要在时间层面传播潜在信息的现有时间预测模型不同,MAPSED同时运行于嵌入的数据的所有轴(时间、2D空间、事件类型)上。我们还引入了一个新的Frobenius规范对比学习目标,以改善潜在的代表性概括。我们提出,我们用两种公开的、可获取的城市犯罪数据集来验证MAPSED,其中MAPSED优于传统和状态的深层次研究模型,从而大大提升了磁力。

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