Метод упорядкованої тестової ділянки для валідації результатів бортових вимірювань спектрорадіометрів середнього дозволу
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2022.88.35-41Ключові слова:
оптимiзацiя, функцiя витрат, валiдацiя, дистанцiйне зондування, тестовi дiлянкиАнотація
Одним з головних завдань, що вирішуються під час аналізу даних дистанційного зондування, є зменшення або усунення невизначеностей. З цією метою широко використовуються такі операції, як укрупнення (upscaling) та розукрупнення (downscaling) спектрорадіометричних даних. Операція розукрупнення, зокрема, використовується для валідації даних спектрорадіометрів середнього дозволу. Валідація даних бортових вимірів є комплексним завданням і містить вирішення таких важливих підзадач як (а) вибір типу тестової ділянки; (б) визначення розмірів ділянки; (в) визначення порядку проведення вибіркових вимірів. Разом з тим, після проведення вибіркових вимірювань постає питання про збільшення масштабу (upscaling або генералізація) отриманих наземних даних, метою якого є проведення валідації супутникових даних з низьким просторовим дозволом. При вирішенні задачі валідації даних дистанційного зондування часто використовуються тестові ділянки, гетерогенність яких завжди має бути прийнята до уваги. Ця проблема зазвичай вирішується шляхом застосування спеціальних вагових коефіцієнтів та проведення тимчасових періодичних вимірів, надалі використовуючи процедуру регуляризації осереднених результатів ітераційних обчислень. У разі відсутності тимчасових змін необхідність у регуляризації відпадає. В цьому випадку в якості альтернативи може бути запропонований метод упорядкованої тестової ділянки, що дозволяє визначити вагові коефіцієнти результатів наземних валідаційних вимірювань, що забезпечують мінімум запропонованої нової квадратурної функції витрат. Для вирішення завдання досягнення мінімуму запропонованої функції витрат запропоновано метод упорядкованих підділянок у складі єдиної гетерогенної тестової ділянки, вимірювання в яких здійснюються сенсором, встановленим на носії, що низько летить. Складено оптимізаційне завдання обчислення коригуючих результати вимірювань коефіцієнтів, при яких сума квадратів різниці скоригованих даних та відомої репрезентативної оцінки зводяться до мінімуму. Завдання оптимізації вирішено із застосуванням певної обмежувальної умови, накладеної на суму коригувальних коефіцієнтів.
Посилання
References
Tabari H., Paz S. M., Buekenhout D. and Willems P. (2021). Comparison of statistical downscaling methods for climate change impact analysis on precipitation-driven drought. Hydrology and Earth System Sciences, Vol. 25, Iss. 6, pp. 3493–3517; doi: 10.5194/hess-25-3493-2021.
Loew, A., et al. (2017). Validation practices for satellite-based Earth observation data across communities. Reviews of Geophysics, Vol. 55, Iss. 3, pp. 779-817; doi:10.1002/2017RG000562.
Fernandez-Carrilo A., Franco-Nieto A., Pinto-Banuls E., Basarte-Mena M. and Revilla-Remore B. (2020). Designing a Validatoin Protocol for Remote Sensing Based Operational Forest Masks Applications. Comparison of Products Across Europe. Remote Sensing, Vol. 12, Iss. 19, 3159; doi:10.3390/rs12193159.
Zuo J., Xu J., Chen Y. and Wang Ch. (2019). Downscaling Precipitation in the Data-Scarce Inland River Basin of Northwest China Based on Earth System Data Products. Atmosphere, Vol. 10, Iss. 10, 613; doi:10.3390/atmos10100613.
Estes Jr. M. G., Insaf T., Al-Hamdan M. Z., Adeyeye T., Crosson W. (2022). Validatin of North American land data assimilation system Phase 2 (NLDAS-2) air temperature forcing and downscaled data with New York State station observations. Remote Sensing Applications: Society and Environment, Vol. 25; doi: 10.1016/j.rsase.2021.100670.
Soto-Berelov, M., Jones, S., Farmer, E., Woodgate, E. (2015). Review of validation standards of biophysical Earth Observation products. In A. Held, S. Phinn, M. Soto-Berelov, & S. Jones (Eds.), AusCover Good Practice Guidelines: A technical handbook supporting calibration and validation activities of remotely sensed data product (pp. 8-32). Version 1.1. TERN AusCover, ISBN 978-0-646-94137-0.
Shi Y., Wang J., Qin J. and Qu Y. (2015). An Upscaling Algorithm to Obtain the Representative Ground Truth of LAI Time Series in Heterogeneous Land Surface. Remote Sensing, Vol. 7, Iss. 9, 12887-12908; doi:10.3390/rs71012887.
Fang, H., Wei, Sh., Liang, Sh. (2012). Validation of MODIS and CYCLOPES LAI products using global field measurement data. Remote Sensing of Enviroment, Vol. 119, pp. 43-54; doi: 10.1016/j.rse.2011.12.006.
Morisette, J. T., et al. (2006). Validation of global moderate-resolution LAI products: A framework proposed within the CEOS land product validation subgroup. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 44, Iss. 7, pp. 1804-1814; doi: 10.1109/TGRS.2006.872529.
Baret, F., Weiss, M., Allard, D., Garrigue, S., Leroy, M., et al. (2015). VALERI: A Network of Sites and a Methodology for the Validation of Medium Spatial Resolution Land Satellite Products. Remote Sensing of Environment.
Di L., Moe K. and van Zyl T. L. (2010). Earth Observation Sensor Web: An Overview. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, Vol. 3, No. 4, pp. 415-417; doi: 10.1109/JSTARS.2010.2089575.
Moghaddam M., et al. (2010). A Wireless Soil Moisture Smart Sensor Web Using Physics-Based Optimal Control: Concept and Initial Demonstrations. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, Vol. 3, No. 4, pp. 522-535; doi: 10.1109/JSTARS.2010.2052918.
Bauer, J., Siegmann, B., Jarmer, T., Aschenbruck, N. (2014). On the potential of Wireless sensor Networks for the in-field assessment of bio-physical crop parameters. 2014 IEEE 39th Conference on the Local Computer Networks Workshops, pp. 523-530; doi: 10.1109/LCNW.2014.6927698.
Qu, Y., Wang, J., Dong, J., Jiang, F. (2012). Design and experiment of crop structural parameters automatic measurement system. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, Vol. 28, No. 2, pp. 160-165. [n Chinese].
Qu Y., Zhu Y., Han W., Wang J. and Ma M. (2014). Crop Leaf Area Index Observations With a Wireless Sensor Network and Its Potential for Validating Remote Sensing Products. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, Vol. 7, No. 2, pp. 431-444; doi: 10.1109/JSTARS.2013.2289931.
Elsgolts L. E. (1974). Differentsialnye uravneniya i variatsionnoe ischisleniye [Differential Equations and the Calculus of Variations]. M. Nauka, 432 p. [In Russians].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Хикмет Гамид оглы Асадов
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
