Remote sensing and automatic earth monitoring are key to solve global-scale challenges such as disaster prevention, land use monitoring, or tackling climate change. Although there exist vast amounts of remote sensing data, most of it remains unlabeled and thus inaccessible for supervised learning algorithms. Transfer learning approaches can reduce the data requirements of deep learning algorithms. However, most of these methods are pre-trained on ImageNet and their generalization to remote sensing imagery is not guaranteed due to the domain gap. In this work, we propose Seasonal Contrast (SeCo), an effective pipeline to leverage unlabeled data for in-domain pre-training of remote sensing representations. The SeCo pipeline is composed of two parts. First, a principled procedure to gather large-scale, unlabeled and uncurated remote sensing datasets containing images from multiple Earth locations at different timestamps. Second, a self-supervised algorithm that takes advantage of time and position invariance to learn transferable representations for remote sensing applications. We empirically show that models trained with SeCo achieve better performance than their ImageNet pre-trained counterparts and state-of-the-art self-supervised learning methods on multiple downstream tasks. The datasets and models in SeCo will be made public to facilitate transfer learning and enable rapid progress in remote sensing applications.


翻译:遥感和自动地球监测是解决诸如灾害预防、土地利用监测或应对气候变化等全球性挑战的关键。虽然存在着大量遥感数据,但大部分数据仍没有标签,因此无法用于监督的学习算法。转让学习方法可以减少深层学习算法的数据要求。然而,由于域差,大多数方法都经过了图像网络培训,其对遥感图像的普及由于域差而得不到保障。在这项工作中,我们提议季节性对比(Seco),这是一个有效的管道,可以利用无标签数据进行遥感演示的实地培训前培训。Seco管道由两部分组成。首先,一个收集大型、无标签和无标签的遥感数据集的原则程序,其中包含不同时间戳地处多个地球地点的图像。第二,一个自我监督算法,利用时间和位置来学习遥感应用的可转移表。我们的经验显示,与Seco公司培训的模型比其经过事先培训的对应方和州级自我监督的自我遥感模型取得更好的性能。在多层次遥感应用中,将便利在多层次学习方法方面进行快速学习。

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