/ Модель

Характеристики

Лицензия
Apache 2.0
Библиотека
terratorch
Опубликована
5 ноя 2024

granite-geospatial-land-surface-temperature

Эмбеддинги изображенийИзображение → embedding3 профессии

Модель IBM на базе Prithvi-SWIN-L предсказывает температуру поверхности суши с разрешением 30 м по спутниковым снимкам и климатическим данным, в том числе для заполнения временных пробелов.

340скачиваний за 30 дней21лайквеса обновлены8 сен 2025

Бенчмарки

Как модель справилась с задачами пользователей ailist и что о ней публикуют открытые лидерборды

Публичные оценки

Из открытых лидербордов. Сравнивайте результаты одного теста при одинаковых условиях — отсутствие оценки не значит, что модель хуже.

В подключённых источниках результатов для этой модели пока нет.

Что умеет модель

Описание составлено по карточке модели и метаданным Hugging Face

Granite Geospatial Land Surface Temperature — модель IBM, дообученная для предсказания температуры поверхности суши (LST) по спутниковым снимкам и климатическим данным. Она предназначена для оценки городского теплового острова и анализа температурной динамики, в том числе для заполнения временных пробелов в наблюдениях.

Модель использует архитектуру Shifted Windowing (Swin) Transformer на базе IBM Prithvi-SWIN-L. Энкодер с предобученными весами дообучен совместно с декодером UperNet для регрессии и дополнительной сверточной регрессионной головой. На вход подаются патчи 224 × 224, содержащие шесть спектральных каналов HLS L30 B02–B07 и слой температуры воздуха ERA5-Land. Заявлены пространственное разрешение 30 м и почасовая временная частота прогноза.

Модель обучена на данных HLS и ERA5-Land за 2013–2023 годы для 28 городов в разных гидроклиматических зонах. Репозиторий предоставляет веса в формате PyTorch и инструкции для работы через TerraTorch. Лицензия Apache-2.0. Результаты зависят от наличия и качества соответствующих входных спутниковых и климатических данных; README не сообщает количественные метрики качества.

Сценарии применения

  • оценка температуры поверхности в городах по спутниковым снимкам
  • анализ интенсивности городского острова тепла
  • почасовое восстановление температурных карт с разрешением 30 м
  • заполнение временных пробелов в наблюдениях LST
  • подготовка температурных слоёв для анализа городского климата

Ограничения

Для инференса нужны согласованные патчи HLS L30 и ERA5-Land заданной структуры и размера. README не приводит количественных метрик точности и описывает обучение на данных для 28 городов, поэтому качество за пределами этих условий не установлено.

Для каких профессий подходит3

Разделы каталога профессий, в задачах которых используется эта модель

Все профессии

Карточка модели

README от автора на Hugging Face, как он его опубликовал

Открыть на Hugging Face

Model Card for granite-geospatial-land-surface-temperature

>>Try it on Colab<<

The granite-geospatial-land-surface-temperature model is a fine-tuned geospatial foundation model for predicting the land surface temperature (LST) using satellite imagery along with climate statistics. Excessive urban heat has been shown to have adverse effects across a range of dimensions, including increased energy demand, severe heat stress on human and non-human populations, and worse air and water quality. As global cities become more populous with increasing rates of urbanization, it is crucial to model and understand urban temperature dynamics and its impacts. Characterizing and mitigating Urban Heat Island (UHI) effects is dependent on the availability of high-resolution (spatial and temporal) LST data. This model is fine-tuned using a combination of Harmonised Landsat Sentinel-2 (HLS L30) and ECMWF Reanalysis v5 (ERA5-Land) 2m near-surface air temperature (T2m) datasets across 28 global cities from varying hydroclimatic zones for the period 2013-2023.

How to Get Started with the Model

This model was trained using Terratorch.

We make the weights as well as the configuration file that defines it available.

You can use it easily with Terratorch through:

from terratorch.cli_tools import LightningInferenceModel

ckpt_path = hf_hub_download(repo_id="ibm-granite/granite-geospatial-land-surface-temperature", filename="LST_model.ckpt")
config_path = hf_hub_download(repo_id="ibm-granite/granite-geospatial-land-surface-temperature", filename="config.yaml")

model = LightningInferenceModel.from_config(config_path, ckpt_path)

inference_results, input_file_names = model.inference_on_dir(<input_directory>)

For more details, check out the tutorials below which guide the user through the three functionalities:

  1. Check out the Getting Started Notebook!

  2. For Tweening (Temporal Gap-Filling) check out the Introduction to LST Tweening Notebook! for a tutorial on how to implement Tweening and the Tweening Data Preparation Notebook! for a tutorial on preparing the data for Tweening.

>>Try LST Tweening on Colab<<

  1. For data download and data pre-processing to create your own dataset check out the Download Notebook! and the Preprocessing Notebook!

Model Description

The granite-geospatial-land-surface-temperature model is a geospatial foundation model that has been fine-tuned using HLS L30 and ERA5-Land data to predict LST at a high spatial resolution (30m) and high temporal frequency (hourly). The fine-tuned granite-geospatial-land-surface-temperature model incorporates a Shifted Windowing (SWIN) Transformer architecture and leverages the IBM Earth Observation Foundation Model, “Prithvi-SWIN-L” as the base foundation model. For fine-tuning, we used a SWIN backbone with unfrozen pre-trained weights for the encoder and a decoder that comprised of a Unified Perceptual Parsing for Scene Understanding (UperNet) regression head with an auxiliary 1-layer Convolution regression head and a Linear final activation layer.

More details on the base foundation model can be found in this paper

Model Application

Temporal Gap Filling (Tweening): We present an application of the granite-geospatial-land-surface-temperature model for temporal gap filling (“Tweening” or in betweening). This approach attempts to solve for the temporal limitations in LST observations by synthesizing hourly inputs of stacked HLS and ERA5 temperature statistics.

For more details on this approach, refer to:

Model Releases (along with the branch name where the models are stored):

  • tag v1 — - 05/11/2024

  • Stay tuned for more models!

Model Sources

External Blogs

Training Data

The model was trained on a collection of HLS and ERA5 datasets acquired for the period 2013-2023:

  • Harmonized Landsat-Sentinel 2 (HLS) L30: https://hls.gsfc.nasa.gov/products-description/l30/

    • Citation and Attribution: Masek, J., J. Ju, J. Roger, S. Skakun, E. Vermote, M. Claverie, J. Dungan, Z. Yin, B. Freitag, C. Justice. HLS Sentinel-2 Multi-spectral Instrument Surface Reflectance Daily Global 30m v2.0. 2021, distributed by NASA EOSDIS Land Processes Distributed Active Archive Center, https://doi.org/10.5067/HLS/HLSS30.002. (Accessed on 24-OCT-2024).
  • ERA5 Land 2m_temperature: https://cds.climate.copernicus.eu/datasets/reanalysis-era5-land

    • Citation and Attribution: Muñoz Sabater, J. (2019): ERA5-Land hourly data from 1950 to present. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS). DOI: 10.24381/cds.e2161bac (Accessed on 24-OCT-2024).

For fine-tuning, the model requires stacked input patches of size 224 x 224, which consists of the 6 HLS band layers [B02-B07] and an ERA5 2m temperature layer. We filter through HLS acquisitions based on cloud cover, crop the stacked inputs to the corresponding city bounding box and process the inputs for a specified percentage of invalid pixels across patches. Output patches are written out with a coordinate reference system (CRS) matching the UTM projection of the city and a timestamp converted from UTC to local time. LST targets are processed from HLS bands following a split-window algorithm, these are then processed to obtain target patches.

For more details on the download and preprocessing pipelines used to produce the fine-tuning and inference datasets, please refer to:

Model Card Authors

Muaaz Bhamjee, Zaheed Gaffoor, Tamara Govindasamy, Craig Mahlasi, Etienne Vos, Mangaliso Mngomezulu, Gciniwe Baloyi, Sibusisiwe Makhanya

IBM Public Repository Disclosure:

All content in this repository including code has been provided by IBM under the associated open source software license and IBM is under no obligation to provide enhancements, updates, or support. IBM developers produced this code as an open source project (not as an IBM product), and IBM makes no assertions as to the level of quality nor security, and will not be maintaining this code going forward.

Как запустить

На своей GPU в ailist. Цена — по текущим предложениям провайдеров

GPU в ailist

Универсальный рантайм · terratorch · image-feature-extraction

Нельзя запустить

В репозитории нет config.json: не понять архитектуру модели.

Ревизия весов
d45655c

0 моделей