KDD 2024:Emory提出最新PolygonGNN框架:可捕捉通用多边形内外的空间关系

简介: 【9月更文挑战第16天】近年来,多边形表示学习在形状编码、建筑模式分类和地理问答等应用中至关重要。然而,现有研究多聚焦于单个多边形,忽视了多边形间复杂关系。为解决此问题,Emory大学团队提出了PolygonGNN框架,通过异质可见性图整合内外关系,并引入异质生成树采样提升计算效率。该框架设计了旋转平移不变的几何表示,适用于多种场景。实验结果显示,PolygonGNN在多个任务上表现优异,但在处理大规模场景时仍面临计算复杂度挑战,并未充分考虑拓扑结构和语义信息的影响。

近年来,多边形表示学习在形状编码、建筑模式分类和地理问答等多个应用领域中发挥着重要作用。然而,尽管该领域取得了显著进展,但大部分研究主要关注单个多边形,而忽视了多边形之间复杂的内在和外在关系。为了解决这一问题,Emory大学的研究团队提出了一种名为PolygonGNN的全面框架,专门用于学习多边形几何表示,特别是多多边形。

PolygonGNN的核心思想是引入异质可见性图,该图能够无缝地整合多边形内部和外部的关系。为了提高计算效率并减少图的冗余,研究团队还提出了一种异质生成树采样方法。此外,他们还设计了一种旋转平移不变的几何表示,以确保在各种场景中的广泛应用。

为了充分利用可见性图中固有的空间和语义异质性,研究团队还提出了一种名为Multipolygon-GNN的新型模型。该模型能够有效地捕捉多边形几何的有用表示。

为了验证PolygonGNN的有效性,研究团队在五个真实世界和合成数据集上进行了实验。实验结果表明,PolygonGNN能够有效地学习多边形几何的有用表示,并在多个任务上取得了令人满意的结果。

然而,尽管PolygonGNN在多边形表示学习方面取得了显著进展,但仍存在一些局限性。首先,PolygonGNN主要关注多边形的几何特征,而没有考虑其他可能对表示学习有重要影响的因素,如拓扑结构或语义信息。其次,PolygonGNN的计算复杂度可能随着多边形数量的增加而迅速增长,这可能限制其在大规模场景中的应用。

原文链接:https://arxiv.org/abs/2407.00742

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