Содержание
1ШКДКИИК .................................................................. ................................................................ -..4
ГЛАВА I. МОНИТОРИНГ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА ПРИ ПОМОЩИ СПУТНИКОВЫХ
РАДИОЛОКАТОРОВ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ (РСА)...........................19
1.1. Основные принципы и проблемы дистанционного зондирования морских льдов..........19
1.2. Основные виды морских льдов и их радиолокационные сш натуры........ 1ИИИМИН11И1Н*1Н 26
1.3. Применение РСА для мониторинга ледяного покрова.................................30
/. 3.1 (кмоеиые принципы работы РСА...............................................30
1.3.2. Радиометрическая калибровка спутниковых радиолокационных изображений.
Определение УЭПР по РЛ-изображениям........................................33
/. 3 3 Применение спутниковых радиолокаторов для мониторинга ледяного покрала.....35
1.4. Основные проблемы и подходы к автоматичен гкой классификации морского льда 42
1.5. Выводы по главе 1.................................................... -........55
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА КЛАССИФИКАЦИИ МОРСКИХ ЛЬДОВ, ОСНОВАННОГО НА ЛИНЕЙНОМ ДИСКРИМИНАНТНОМ АНАЛИЗЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕКСТУРНЫХ ПРИЗНАКОВ И
СТАТИСТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ ЯРКОСТИ РСА ИЗОБРАЖЕНИЯ............................57
2.1. Описание автоматического алгоритма классификации морских льдов, ОСНОВАННОГО ИД ЛИНЕЙНОМ ДИСКРИМИНАНТНОМ ДИАЛИЗЕ...................................57
2.2. Текстурные прпзн аки и статистические моменты яркости РСА изображения...........63
2.3. Спутниковые данные и наземные наблюдения........................................65
2.3 /. Спутниковые РСА изображения и наземные наблюдения, полученные л ходе
проеедения эксперимента 92............................................. 66
2 32. Наземные наблюдения и спутниковые РЛ-изображеныя, помненные о ходе
выполнения проекта "1се Иои!е$”........................................... 73
2.4. Оценка вклада текстурных признаков и сглпктических моментов яркости РСА
(ПОКРАЖЕ НИ Я В РАЗДЕЛЕНИЕ КЛАССОВ МОРСКОГО ЛЬДА..............-...................79
2.4. { Применение пошагового дискриминантного анализа для выбора наиболее
информативных признаков при разделении кяассаеморского Льда...............>30
2.4.2. Результаты классификации выборок с различными наборами признаков РСА
изображений................................................................НО
2 4) Применение канонического корреляционного аноним для оценки вклада признаков *
ралжление кикса* морского яьоа.............................................93
2.5. ТГХТИРОН чИИБ РАБОТЫ МГОРИГМД »ЮМ УЖДШНЕ РБОМЬГ ЧТОВ КЛАССИФИКАЦИИ............*>*>
2.6. Выводы НО ГЛАВЕ 2........................................................... 114
2
ГЛАВА 3- АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ АЛГОРИТМ КЛАССИФИКАЦИИ МОРСКИХ ЛЬДОВ.
ОСНОВАННЫЙ НА МОДЕЛИ МНОГОСЛОЙНОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТИ (МНС) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕКСТУРНЫХ ПРИЗНАКОВ И СТАТИСТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ ЯРКОСТИ РСА ИЗОБРАЖЕНИЯ...................................115
3.1. ТРКГОВлНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АВТОМАТИЧЕСКОМУ АЛГОРИТМУ КЛАССИФИКАЦИИ МОРСКОГО ЛЬДА« и ОБОСНОВАНИЙ ВЫБОРА КЗДССИФИКА ГОРА................... 115
3.2. Описание: автоматического алгоритма кллс.х ификации морского льда......119
3.3. Модель мно1хх:лойной нейронной сети.....-............-.....-...........121
3.4. Выбор гтлрамрлтов многослойной нейронной сети..........................125
3.5. ТЕСТИРОВАНИЕ РАБОТЫ НЕЙГОСПХВОГО АЛГОРИТМА И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КЛАССИФИКАЦИИ....................................................-.... 12«
3.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3..................................................... 134
ГЛАВА 4. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КЛАССИФИКАЦИИ МОРСКИХ ЛЬДОВ ПРИ
ПОМОЩИ МНС IIЛДА АЛГОРИТМОВ.......................................136
4.1. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КЛАССИФИКАЦИИ С ДАННЫМИ НАЗЕМНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ..... 136
4.2. Сравнение результатов классификации РСА изображений ЕИ5 и ИЛВАК8ЛТ... 14?
4 3. Сглвншсв РЕЗУЛЬТАТОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КЛАССИФИК АЦИИ С РЕЗУЛЬТАТАМИ ЭКСПЕРТНОЙ
классификации...........................................................155
4.4. ВЫВОДЫ НО ГЛАВЕ 4..................................................... 160
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................161
СПИСОК ЦИТИРЗ смой ЛИТЕРАТУРЫ...............................................163
алгоритм (прежде всего в случае использования РСА изображений RADAR SAT).
2. Установлено, что статистические моменты яркости изображения второю и более высоких порядков более информативны, чем текстурные признаки, а их сочетание улучшает эффективность работы автомат ческого алгоритма
3. Выявлен оптимальный набор признаков, позволяющий обеспечить наибольшую вероятность адекватного распознавания морских льдов по РСА изображениям.
Лпройииия работы и mбликтши
Основные результаты диссертационной работы докладывались на международном симпозиуме IGARSS, использовались при подготовке отчетов по научным проектам “Нансен-Центра” и докладывались на семинарах “Нансен-Цснтров” в г Берген и г. Санкт-Петербург. Результаты работы были также представлены в виде постерных докладов на международном симпозиуме стран СНГ “Атмосферная радиация" (12-15 июля 1999 г, Санкт-Петербург). 12 и 13 Всероссийских симпозиумах “Радиолокация природных сред" (20-22 апреля 1999 г. и апреле 2000 г., Санкт-Петербург) и Международном коллоквиуме “Космическая информация для безопасности окружающей среды” (7-8 декабря 1999 г, Москва).
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
Bogdanov A.V., Sandven S. Johannessen Ü.M., Alexandrov V. Yu. Automatic Classification of RADARSAT SAR Images of the Northern Sea Route, Proc. of 1GARSS’99, Hamburg, Germany, 28June-2JuIy 1999, vol. 2, pp. 1570-1572
16
Sandven S., Lundhaug М., Dalen 0, Solhaug J., Kloster K., Alexandrov V Yu., Melentycv V.V., Bogdanov A.V. Sea ice investigations in the Laptev sea using RADAR SAT ScanSAR data, Proc. of IGARSS'98. Seattle. USA. 1998 Sandven S.. Jobannessen O.M., Lundhaug М., Dalen 0 , Solhaug J , Kloster К , Alexandrov V Yu., Melentvev V.V , Bogdanov A.V. Sea Ice Studies using RADARSAT SAR in the Eurasian Arctic, Proc. of the ADRO Symposium, 13-15 October 1998, Montreal.
Александров В.Ю.. Бобылев Л.П.. Богданов А В., Зайцев Л.В., Сандвен С., Йоханнессен О.М., Петтерссон Л. Использование спутниковых РСА для исследования ледяного покрова в Арктике, Сборник тезисов Международного симпозиума стран СИГ “Атмосферная радиация”, 12-15 июля 1999 г., Санкт-Петербург, С 111-112
Alexandrov V.Yu., Sandven S., Lundhaug М., Dalen 0., Bogdanov A.V., Kloster К Analysis of winter sea ice in the Kara Sea region using SAR data and field observations, Proc. of the 15th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions Simposium, 23-27 August 1999, Helsinki, Finland, vol. l,pp. 181-190.
Sandven S., Kloster К , Lundhaug М., Dalen 0., Alexandrov V. Yu.,MeIentyev V V, Bogdanov A.V. SAR ice charting validation and assessment Ice Routes, Project Report, Contract WA-96-AM-1136, no. 1R-NERSC-350-RP-001, vl.O, June 1998
Структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографии, включающей 99 наименования, из них 73 на иностранных языках. Общий обьем работы - 176 машинописных страниц, включая 38 рисунков и 15 таблиц.
17
- Київ+380960830922