多角度信息在擴展云檢測功能、提高檢測精度等優(yōu)勢的同時,帶來多角度遍歷計算的復雜度和數(shù)據(jù)規(guī)模增大的問題。云檢測角度信息來自地表的二向性反射分布函數(shù)和大氣分子散射效應,盡管在局部區(qū)域內(nèi)存在用分析解確定某些觀察角的可能性,但由于衛(wèi)星運動觀察幾何變化、云幾何因子的影響、地物調(diào)查的巨大工作量等實際應用的復雜性,POLDER等官方產(chǎn)品仍采用所有角度遍歷計算。由于鄰近角度間信息的冗余,文章用平均聯(lián)合信息熵和K-L信息散度作為角度子集選擇的特征,提出了Pareto多目標前沿最優(yōu)解和理想解算法,在POLDER和"高分五號"衛(wèi)星搭載的多角度偏振探測儀（directional polarimetric camera,DPC）的數(shù)據(jù)集上進行云檢測實驗。2角度組合結果與POLDER產(chǎn)品相比,總體精度89.36%,Kappa系數(shù)0.7845,DPC檢測分類相似度86%,時間復雜度減少約1/7。實驗表明所提方法在保持檢測效果的同時具有降低計算開銷的優(yōu)點,可為云檢測提供一種快速有效、滿意精度和自動化運行的新途徑。 

【文章來源】：紅外與毫米波學報. 2020,39(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖２水云、冰云散射角與８６５ｎｍ偏振反射率關系??Ｆｉｇ．?２?Ｔｈｅ?ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｏｆ?ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ?ａｎｇｌｅｓ?ｗｉｔｈ?８６５ｎｍ?ｐｏ？??

３４２??紅外與毫米波學報??３９卷??圖４偏振探測儀多角度觀測原理圖??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐａｌ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ｖｉｅｗｉｎｇ?ｂｙ?ｐｏｌａｒｉｚａ？??ｔｉｏｎ?ｓｐｅｃｔｒａｌ?ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ??信息量的角度，使之在保留原有角度最多信息的同??時有效降低維數(shù)。本文基于信息熵［？２２］選擇策略，??要求選擇的角度子集包含更多的圖像細節(jié)以及盡??可能的去除冗余信息，圖像的細節(jié)用信息熵代表，??冗余程度用Ｋ－Ｌ信息散度表征。優(yōu)化目標即在所??有可能的角度組合中，尋找信息散度和平均聯(lián)合信??息熵同時達到盡可能大，由于這兩個優(yōu)化目標通常??難以同時達到，因此，云檢測中的角度選擇是一個??多目標組合優(yōu)化問題。??２角度選擇方法及原理??２．１遙感圖像多角度組合優(yōu)化目標??設某一波段、某一角度遙感圖像空間統(tǒng)計特征??矢量Ｘ如式（４）所示??Ｘ?＝［ｈ（ｘ），Ｈ｛ｘ）］?，（４）??式中／ｉＵ）為直方圖；／／Ｕ）為圖像信息熵，其計算??如式（５）：??Ｈ（ｘ）?＝?＾Ｐ（Ｘｌ）＼ｏＳ（Ｐ（Ｘｊ））?，（５）??；＝〇??式中；＝?０＿＂ｎ為圖像灰度級，為??圖像中灰度ｉ像素概率函數(shù)，Ｎ?＝?ｗｉｄｔｈｘｈｅｉｇｈｔ為圖??像大校已知偏振相機具有Ｌ個觀測角度層，從中??選擇Ｋ（Ｋ＜Ｌ）個角度層組合，共有種可能組合，??用平均聯(lián)合信息熵和對稱信息散度來衡量??該Ｋ個角度層組合圖像的信息量Ｙ，如式（６）：??Ｙ＝［ａｎｇ，?ａｎｇｊ－＇－ａｎｇ，，?Ｄ＾，?Ｈ（ｘ）］?，?（６）??式中ａｎｇ為參與組合的角度層編號；??Ｘ?（ｐ（ｘｖ）），⑴??＾?／?＝?

區(qū)域??（Ｎ７３．?７９８６－Ｎ９６．?９６８０，?Ｅ２４．?３６３９－Ｅ３９．?７１９０）?８０〇ｘ??５２０圖像。角度層優(yōu)化組合選擇６７０?ｒｕｎ波段ＬＩ，?Ｌ４??層，４９０?ｎｍ偏振波段Ｌ２，Ｌ７層；８６５?ｎｍ偏振波段Ｌ１，??Ｌ４層。圖１０（左）（右）分別為實驗區(qū)６７０ｔｉｍ、５６５??ｎｍ、４４３?ｎｍ波段反射率合成圖和該方法云檢測結果??圖（黑色為晴，灰色為云），將圖１０（左）二值化，然后??與（右）圖配準，逐像素檢查，二者相似度達到??平均ｆｅ息熵Ｈ（Ｘ）??圖７數(shù)據(jù)集１的Ｒ？。波段Ｐａｒｅｔｏ前沿面，Ａ為拐點（理想解）??Ｆｉｇ．?７?Ｐａｒｅｔｏ?ｏｐｔｉｍａｌ?ｆｒｏｎｔ?ｏｆ?Ｒ６７０?ｄａｔａｓｅｔ?ｌ．Ａ－ｋｎｅｅ?（ｉｄｅａｌ??ｓｏｌｕｔｉｏｎ）??表２三波段二角度層理想組合結果??Ｔａｂｌｅ?２?Ｔｈｅ?Ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｉｄｅａｌ?ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?２?ａｎｇｌｅ－??ｌａｙｅｒｓ?ｆｏｒ?ｔｈｒｅｅ?ｓｐｅｃｔｒａｌ??數(shù)據(jù)集??波段??組合角度層ａｎｇ丨??組合角度層ａｎｇ２??１??Ｂ６７０??Ｌ２??Ｌ１４??１??Ｂ４９０??Ｌ１１??Ｌ１４??１??Ｂ８６５??Ｌ２??Ｌ６??２??Ｂ６７０??Ｌ２??Ｌ１３??２??Ｂ４９０??Ｌ１２??Ｌ１４??２??Ｂ８６５??Ｌ８??Ｌ９??目視檢查圖８和圖９，發(fā)現(xiàn)檢測不一致的像素大??多發(fā)生在云與晴的邊緣處，該部位往往是云和晴的??交迭或過渡區(qū)域，帶有不確定性表３列出兩種方??法云檢測結果（ＰＯＬＤＥＲ數(shù)據(jù)取自它的一級產(chǎn)品），??表４列出該方法與ＰＯＬＤＥＲ評價指標的比對。實驗??結果表明：該方

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3021418