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Urban expansion simulation with an explainable ensemble deep learning framework

Zhu, Yue und Geiß, Christian und So, Emily und Bardhan, Ronita und Taubenböck, Hannes und Jin, Ying (2024) Urban expansion simulation with an explainable ensemble deep learning framework. Heliyon, 10, Seiten 1-19. Elsevier. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e28318. ISSN 2405-8440.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
15MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024043494?via%3Dihub

Kurzfassung

Urban expansion simulation is of significant importance to land management and policymaking. Advances in deep learning facilitate capturing and anticipating urban land dynamics with state-of-the-art accuracy properties. In this context, a novel deep learning-based ensemble framework was proposed for urban expansion simulation at an intra-urban granular level. The ensemble framework comprises i) multiple deep learning models as encoders, using transformers for encoding multi-temporal spatial features and convolutional layers for processing single-temporal spatial features, ii) a tailored channel-wise attention module to address the challenge of limited interpretability in deep learning methods. The channel attention module enables the examination of the rationality of feature importance, thereby establishing confidence in the simulated results. The proposed method accurately anticipated urban expansion in Shenzhen, China, and it out-performed all the baseline methods in terms of both spatial accuracy and temporal consistency.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207331/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Urban expansion simulation with an explainable ensemble deep learning framework
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zhu, YueETH ZürichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Geiß, ChristianChristian.Geiss (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7961-8553NICHT SPEZIFIZIERT
So, Emilyekms2 (at) cam.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bardhan, Ronitarb867 (at) cam.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Taubenböck, HannesHannes.Taubenboeck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4360-9126NICHT SPEZIFIZIERT
Jin, Yingyj242 (at) cam.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:April 2024
Erschienen in:Heliyon
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e28318
Seitenbereich:Seiten 1-19
Verlag:Elsevier
ISSN:2405-8440
Status:veröffentlicht
Stichwörter:urban expansion simulation
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
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Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum > Georisiken und zivile Sicherheit
Hinterlegt von: Geiß, Christian
Hinterlegt am:12 Nov 2024 13:21
Letzte Änderung:22 Nov 2024 10:43

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