Повышение эффективности процесса интерпретации данных дистанционного зондирования земли за счет анализа дескрипторов окрестности

Автор: Ямашкин Станислав Анатольевич, Ямашкин Анатолий Александрович

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление

Статья в выпуске: 3, 2018 года.

Бесплатный доступ

Введение. В оценке пространственно-временной структуры земной поверхности большую значимость приобретают данные дистанционного зондирования Земли. Повышение эффективности инструментов анализа космической съемки возможно через изучение проблемы получения комплексной пространственно-временной характеристики состояния земель. Целью исследования является повышение точности автоматизированного анализа данных дистанционного зондирования Земли за счет учета инвариантных и динамических дескрипторов окрестности. Материалы и методы. С целью повышения точности классификации данных дистанционного зондирования Земли проводился расчет комплексных пространственно-временных характеристик состояния земель на основе системного анализа данных, характеризующих динамические и инвариантные состояния территории, окружающей геофизический участок. Формализация данного процесса, приведенная в статье, включает методики расчета набора численных дескрипторов окрестности: локальной энтропии, локального диапазона, среднеквадратического отклонения, цветового момента, гистограммы оттенков, кортежа цветов. Описана методика расчета комплексного дескриптора на основе вектора Фишера. Для апробации решения составлен план эксперимента и проведена выборка исходных данных. Результаты исследования. Апробация методики и созданного на ее основе алгоритма, реализованного в виде комплекса программ, на системе тестовых полигонов показала варьирование точности классификации в диапазоне 81-89 % (без учета дескрипторов окрестности) и 91-97 % (с учетом дескрипторов). Значительное увеличение радиуса анализируемой окрестности приводит к снижению точности классификации. Обсуждение и заключения. Разработанный комплекс программ позволяет оперативно проводить моделирование пространственных систем с целью тематического картографирования землепользования и анализа развития чрезвычайных ситуаций, а созданная методика анализа земель с учетом дескрипторов окрестности дает возможность повысить точность классификации.

Еще

Дешифрирование космических снимков, дистанционное зондирование земли, анализ земель, дескриптор окрестности, инвариантные свойства, динамические свойства

Короткий адрес: https://sciup.org/147220585

IDR: 147220585   |   DOI: 10.15507/0236-2910.028.201803.352-365

Список литературы Повышение эффективности процесса интерпретации данных дистанционного зондирования земли за счет анализа дескрипторов окрестности

  • Kruse F. A., Lefkoff A. B. The spectral image processing system (SIPS) -interactive visualization and analysis of imaging spectrometer data//Remote Sens. Environ. 1993. Vol. 44. P. 145-163. (93)90013-N DOI: 10.1016/0034-4257
  • Kohonen T. Self-organizing maps (third extended edition). New York, 2001. 501 p. DOI: 10.1007/978-3-642-56927-2
  • Rosenblatt F. Analytic techniques for the study of neural nets//IEEE Trans. on Appl. and Industry. 1964. Vol. 83, no. 74. Р. 285-292. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/5407758
  • Breiman L. Bagging predictors//Machine Learning. 1996. Vol. 24, no. 2. Р. 123-140. URL: https://www.stat.berkeley.edu/~breiman/bagging.pdf
  • Foody G. M., Mathur A. Toward intelligent training of supervised image classifications: directing training data acquisition for SVM classification//Remote Sensing of Environment. 2004. Vol. 93. Р. 107-117. DOI: 10.1016/j.rse.2004.06.017
  • Polikar R. Bootstrap inspired techniques in computational intelligence: ensemble of classifiers, incremental learning, data fusion and missing features//IEEE Signal Processing Magazine. 2007. Vol. 24, no. 4. P. 59-72. URL: http://users.rowan.edu/~polikar/RESEARCH/PUBLICATIONS/spm2007.pdf
  • Polikar R. Ensemble based systems in decision making//IEEE Circuits and Systems Magazine. 2006. Vol. 6, no. 3. P. 21-15.
  • DOI: 10.1109/MCAS.2006.1688199
  • Woods K., Kegelmeyer W. P. J., Bowyer K. Combination of multiple classifiers using local accuracy estimates//IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 1997. Vol. 19, no. 4. Р. 405-410.
  • DOI: 10.1109/34.588027
  • Ямашкин С. А., Ямашкин А. А., Фролов А. Н. Базовые геоинформационные ресурсы для оптимизации регионального землепользования//Международный научно-исследовательский журнал. 2016. Т. 53, № 11-2. С. 85-88.
  • DOI: 10.18454/IRJ.2016.53.009
  • Ямашкин С. А. Использование ансамбль-систем в анализе данных ДЗЗ для мониторинга состояния земель и прогнозирования стихийных природных процессов//Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. 2016. № 28. С. 71-77.
  • Ямашкин С.А., Радованович М.М., Ямашкин А.А., Вукович Д.В., Фролов А.Н.Использование ансамбль-систем для картографирования ландшафтов//Геодезия и картография. 2016. № 7. С. 42-49.
  • DOI: 10.22389/0016-7126-2016-913-7-42-49
  • Ямашкин С. А., Ямашкин А. А. Моделирование синтетической ландшафтной карты//Перспективы развития информационных технологий. 2016. № 32. С. 68-74. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=27114514
  • Ямашкин С. А. Мониторинг состояния земель и прогнозирования стихийных процессов на основе анализа инвариантных и динамических параметров территории//Международный научно-исследовательский журнал. 2016. Т. 51, № 9-2. С. 110-112.
  • DOI: 10.18454/IRJ.2016.51.129
  • Ямашкин А.А., Ямашкин С.А., Фролов А.Н., Зарубин О.А.Синтетическое ландшафтное картографирование в региональной ГИС//Международный научно-исследовательский журнал. 2017. Т. 58, вып. 04-1. С. 54-56.
  • DOI: 10.23670/IRJ.2017.58.003
  • Ямашкин А. А., Ямашкин С. А., Акашкина А. Г. ГИС-моделирование ландшафтного разнообразия//Геодезия и картография. 2013. № 11. С. 40-45. URL: http://geocartography.ru/scien-tific_article/2013_11_40-45
  • Ямашкин А. А., Ямашкин С. А. Применение алгоритма выделения краев к решению задачи моделирования границ ландшафтов//Вестник Воронежского государственного университета (Сер. «География. Геоэкология»). 2013. № 2. С. 28-34. URL: http://www.vestnik.vsu.ru/pdf/geo-graph/2013/02/2013-02-04.pdf
  • Ямашкин А.А., Ямашкин С.А., Кликунов А.А., Акашкина А.Г., Шукшин Ю.С. Применение ГИС в анализе морфологической структуры ландшафтов//Вестник Удмуртского университета (Сер. «Биология. Науки о Земле»). 2013. № 6-3. С. 115-122. URL: http://docplayer.ru/29381408-A-a-yamashkin-s-a-yamashkin-a-a-klikunov-a-g-akashkina-yu-s-shukshin-primenenie-gis-v-analize-morfologicheskoy-struktury-landshaftov.html
Еще
Статья научная