Μια προσέγγιση φιλτραρίσματος για την εκτίμηση της ποιότητας του νερού των λιμνών από ψηφιακές απεικονίσεις
Από RemoteSensing Wiki
| Γραμμή 8: | Γραμμή 8: | ||
<b>Περίληψη</b><br><br> | <b>Περίληψη</b><br><br> | ||
Σε αυτό το έγγραφο εξετάζουμε την εκτίμηση των διανομών της ποιότητας νερού των λιμνών από τα υπερφασματικά στοιχεία τηλεπισκόπησης. Παρουσιάζουμε μια υπολογιστική προσέγγιση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αφομοιώσει πληροφορίες από μαθηματικά μοντέλα εξέλιξης σε στοιχεία επεξεργασίας. Η μέθοδος είναι βασισμένη σε ένα εκτεταμένο επαναληπτικό Kalman φίλτρο και ένα πρότυπο διάχυσης μεταφοράς χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη μετακίνηση των συστατικών της ποιότητας νερού. Η απόδοση της τεχνικής αξιολογείται μέσα από μια μελέτη προσομοίωσης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προσέγγιση του φίλτρου με ένα κατάλληλο πρότυπο εξέλιξης εκτιμάται ότι επιτυγχάνει καλύτερες χρονικές και χωρικές αναλύσεις σε αντίθεση με αυτές που λαμβάνονταν από τις συμβατικές μεθόδους. Επιπλέον, η χρήση ενός εφικτού προτύπου εξέλιξης μπορεί να το καταστήσει πιθανό να λάβει τις πληροφορίες και για τις συγκεντρώσεις στα χαμηλότερα επίπεδα της λίμνης.Η διαστημική και αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί στις διάφορες εφαρμογές και ένας τομέας της ανάπτυξης του ενδιαφέροντος της είναι ο έλεγχος ποιότητας νερού στις λίμνες και τα πλευρικά νερά. Η διαχείριση του νερού και οι αρχές προστασίας χρειάζονται εκτενείς πληροφορίες για την κατάσταση των υδρόβιων οικοσυστημάτων, ώστε να προγραμματίζονται οι κατάλληλες ενέργειες για την βελτίωση της ποιότητας του νερού και για τη διατήρηση της βιώσιμης ανάπτυξης των οικοσυστημάτων νερού. Η ανάκτηση των συγκεντρώσεων διαφορετικής ποιότητας παραγόντων νερού από τις μετρήσεις της τηλεπισκόπησης είναι βασισμένη στην ανάλυση των υπερφασματικών στοιχείων. Σ αυτό το έγγραφο, θεωρούμε τη χρήση ενός κατάλληλου προτύπου εξέλιξης για να υποστηρίξουμε την εκτίμηση της ποιότητας νερού λιμνών από τα στοιχεία τηλεπισκόπησης. Η προσέγγιση βασίζεται σε μια τεχνική φιλτραρίσματος. Εντούτοις, λόγω των μη γραμμικοτήτων, ορισμένες προσεγγίσεις γίνονται με σκοπό να μειωθεί το υπολογιστικό φορτίο. Ο ρόλος του προτύπου εξέλιξης είναι να παραχθούν οι προγενέστερες πληροφορίες για την κατάσταση του συστήματος και αυτές οι πληροφορίες συνδυάζονται έπειτα με τις πληροφορίες που λαμβάνονται από το όργανο τηλεπισκόπησης. Ο στόχος αυτού του άρθρου είναι να προταθεί η ιδέα της εισαγωγής των μοντέλων εξέλιξης σε δεδομένα επεξεργασίας. Πραγματοποιούμε μια μελέτη προσομοίωσης στην οποία εξετάζουμε την εκτίμηση τριών συστατικών ποιότητας νερού μιας λίμνης. Ένα βιο-οπτικό μοντέλο χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη σχέση μεταξύ των παρατηρήσεων της ψηφιακής τηλεπισκόπησης και των διανομών συγκέντρωσης και η εξέλιξη των διανομών συγκέντρωσης διαμορφώνεται με ένα πρότυπο μεταφοράς διάχυσης. | Σε αυτό το έγγραφο εξετάζουμε την εκτίμηση των διανομών της ποιότητας νερού των λιμνών από τα υπερφασματικά στοιχεία τηλεπισκόπησης. Παρουσιάζουμε μια υπολογιστική προσέγγιση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αφομοιώσει πληροφορίες από μαθηματικά μοντέλα εξέλιξης σε στοιχεία επεξεργασίας. Η μέθοδος είναι βασισμένη σε ένα εκτεταμένο επαναληπτικό Kalman φίλτρο και ένα πρότυπο διάχυσης μεταφοράς χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη μετακίνηση των συστατικών της ποιότητας νερού. Η απόδοση της τεχνικής αξιολογείται μέσα από μια μελέτη προσομοίωσης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προσέγγιση του φίλτρου με ένα κατάλληλο πρότυπο εξέλιξης εκτιμάται ότι επιτυγχάνει καλύτερες χρονικές και χωρικές αναλύσεις σε αντίθεση με αυτές που λαμβάνονταν από τις συμβατικές μεθόδους. Επιπλέον, η χρήση ενός εφικτού προτύπου εξέλιξης μπορεί να το καταστήσει πιθανό να λάβει τις πληροφορίες και για τις συγκεντρώσεις στα χαμηλότερα επίπεδα της λίμνης.Η διαστημική και αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί στις διάφορες εφαρμογές και ένας τομέας της ανάπτυξης του ενδιαφέροντος της είναι ο έλεγχος ποιότητας νερού στις λίμνες και τα πλευρικά νερά. Η διαχείριση του νερού και οι αρχές προστασίας χρειάζονται εκτενείς πληροφορίες για την κατάσταση των υδρόβιων οικοσυστημάτων, ώστε να προγραμματίζονται οι κατάλληλες ενέργειες για την βελτίωση της ποιότητας του νερού και για τη διατήρηση της βιώσιμης ανάπτυξης των οικοσυστημάτων νερού. Η ανάκτηση των συγκεντρώσεων διαφορετικής ποιότητας παραγόντων νερού από τις μετρήσεις της τηλεπισκόπησης είναι βασισμένη στην ανάλυση των υπερφασματικών στοιχείων. Σ αυτό το έγγραφο, θεωρούμε τη χρήση ενός κατάλληλου προτύπου εξέλιξης για να υποστηρίξουμε την εκτίμηση της ποιότητας νερού λιμνών από τα στοιχεία τηλεπισκόπησης. Η προσέγγιση βασίζεται σε μια τεχνική φιλτραρίσματος. Εντούτοις, λόγω των μη γραμμικοτήτων, ορισμένες προσεγγίσεις γίνονται με σκοπό να μειωθεί το υπολογιστικό φορτίο. Ο ρόλος του προτύπου εξέλιξης είναι να παραχθούν οι προγενέστερες πληροφορίες για την κατάσταση του συστήματος και αυτές οι πληροφορίες συνδυάζονται έπειτα με τις πληροφορίες που λαμβάνονται από το όργανο τηλεπισκόπησης. Ο στόχος αυτού του άρθρου είναι να προταθεί η ιδέα της εισαγωγής των μοντέλων εξέλιξης σε δεδομένα επεξεργασίας. Πραγματοποιούμε μια μελέτη προσομοίωσης στην οποία εξετάζουμε την εκτίμηση τριών συστατικών ποιότητας νερού μιας λίμνης. Ένα βιο-οπτικό μοντέλο χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη σχέση μεταξύ των παρατηρήσεων της ψηφιακής τηλεπισκόπησης και των διανομών συγκέντρωσης και η εξέλιξη των διανομών συγκέντρωσης διαμορφώνεται με ένα πρότυπο μεταφοράς διάχυσης. | ||
| + | |||
| + | <br><br> | ||
| + | <b>Αποτελέσματα </b><br><br> | ||
| + | Το φίλτρο Κalman και οι επεκτάσεις του είναι άριστες μέθοδοι για τη χρονική συμπεριφορά τπυ συστήματος στα στα δεδομένα επεξεργασίας. Ανάλογα με τη δυνατότητα πραγματοποίησης του επιλεγμένου προτύπου εξέλιξης | ||
| + | οι εκτιμήσεις που λαμβάνονται μέσω του φιλτραρίσματος �μπορεί να είναι αρκετά ακριβέστερες από εκείνες που λαμβάνονται με τη χρησιμοποίηση συμβατικών μεθόδων. Ο ρόλος του μοντέλου εξέλιξης είναι να παραχθεί η προγενέστερη γνώση σχετικά με την εκτίμηση της κατάστασης και αυτές οι πληροφορίες συνδυάζονται έπειτα με τις πληροφορίες που δίνονται από τα όργανα μέτρησης. Επιπλέον, σε περιπτώσεις όπου η κατάσταση που υπολογίζεται εξελίσσεται γρήγορα και η μέτρηση μέτρηση του αντικειμένου είναι μεγάλης διάρκειας μια προσέγγιση φιλτραρίσματος θα ήταν απαραίτητη για να αποφύγει τη χρήση μη ρεαλιστικών υποθέσεων. | ||
| + | <br><br> | ||
| + | <b>Μεθοδολογία</b><br><br> | ||
Αναθεώρηση της 15:37, 9 Ιανουαρίου 2011
Μια προσέγγιση φιλτραρίσματος για την εκτίμηση της ποιότητας του νερού των λιμνών από ψηφιακές απεικονίσεις
Πρωτότυπος τίτλος : A filtering approach for estimating lake water quality from remote sensing data.Πηγή : Arto Voutilainen, Timo Pyha¨lahti, Kari Y. Kallio, Jouni Pulliainen, Heikki Haario, Jari P. Kaipio, International Journal of Applied Earth Observation
and Geoinformation 9 (2007) 50–64.
[1]
<b>Περίληψη
Σε αυτό το έγγραφο εξετάζουμε την εκτίμηση των διανομών της ποιότητας νερού των λιμνών από τα υπερφασματικά στοιχεία τηλεπισκόπησης. Παρουσιάζουμε μια υπολογιστική προσέγγιση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αφομοιώσει πληροφορίες από μαθηματικά μοντέλα εξέλιξης σε στοιχεία επεξεργασίας. Η μέθοδος είναι βασισμένη σε ένα εκτεταμένο επαναληπτικό Kalman φίλτρο και ένα πρότυπο διάχυσης μεταφοράς χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη μετακίνηση των συστατικών της ποιότητας νερού. Η απόδοση της τεχνικής αξιολογείται μέσα από μια μελέτη προσομοίωσης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προσέγγιση του φίλτρου με ένα κατάλληλο πρότυπο εξέλιξης εκτιμάται ότι επιτυγχάνει καλύτερες χρονικές και χωρικές αναλύσεις σε αντίθεση με αυτές που λαμβάνονταν από τις συμβατικές μεθόδους. Επιπλέον, η χρήση ενός εφικτού προτύπου εξέλιξης μπορεί να το καταστήσει πιθανό να λάβει τις πληροφορίες και για τις συγκεντρώσεις στα χαμηλότερα επίπεδα της λίμνης.Η διαστημική και αερομεταφερόμενη τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί στις διάφορες εφαρμογές και ένας τομέας της ανάπτυξης του ενδιαφέροντος της είναι ο έλεγχος ποιότητας νερού στις λίμνες και τα πλευρικά νερά. Η διαχείριση του νερού και οι αρχές προστασίας χρειάζονται εκτενείς πληροφορίες για την κατάσταση των υδρόβιων οικοσυστημάτων, ώστε να προγραμματίζονται οι κατάλληλες ενέργειες για την βελτίωση της ποιότητας του νερού και για τη διατήρηση της βιώσιμης ανάπτυξης των οικοσυστημάτων νερού. Η ανάκτηση των συγκεντρώσεων διαφορετικής ποιότητας παραγόντων νερού από τις μετρήσεις της τηλεπισκόπησης είναι βασισμένη στην ανάλυση των υπερφασματικών στοιχείων. Σ αυτό το έγγραφο, θεωρούμε τη χρήση ενός κατάλληλου προτύπου εξέλιξης για να υποστηρίξουμε την εκτίμηση της ποιότητας νερού λιμνών από τα στοιχεία τηλεπισκόπησης. Η προσέγγιση βασίζεται σε μια τεχνική φιλτραρίσματος. Εντούτοις, λόγω των μη γραμμικοτήτων, ορισμένες προσεγγίσεις γίνονται με σκοπό να μειωθεί το υπολογιστικό φορτίο. Ο ρόλος του προτύπου εξέλιξης είναι να παραχθούν οι προγενέστερες πληροφορίες για την κατάσταση του συστήματος και αυτές οι πληροφορίες συνδυάζονται έπειτα με τις πληροφορίες που λαμβάνονται από το όργανο τηλεπισκόπησης. Ο στόχος αυτού του άρθρου είναι να προταθεί η ιδέα της εισαγωγής των μοντέλων εξέλιξης σε δεδομένα επεξεργασίας. Πραγματοποιούμε μια μελέτη προσομοίωσης στην οποία εξετάζουμε την εκτίμηση τριών συστατικών ποιότητας νερού μιας λίμνης. Ένα βιο-οπτικό μοντέλο χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη σχέση μεταξύ των παρατηρήσεων της ψηφιακής τηλεπισκόπησης και των διανομών συγκέντρωσης και η εξέλιξη των διανομών συγκέντρωσης διαμορφώνεται με ένα πρότυπο μεταφοράς διάχυσης.
Αποτελέσματα
Το φίλτρο Κalman και οι επεκτάσεις του είναι άριστες μέθοδοι για τη χρονική συμπεριφορά τπυ συστήματος στα στα δεδομένα επεξεργασίας. Ανάλογα με τη δυνατότητα πραγματοποίησης του επιλεγμένου προτύπου εξέλιξης
οι εκτιμήσεις που λαμβάνονται μέσω του φιλτραρίσματος �μπορεί να είναι αρκετά ακριβέστερες από εκείνες που λαμβάνονται με τη χρησιμοποίηση συμβατικών μεθόδων. Ο ρόλος του μοντέλου εξέλιξης είναι να παραχθεί η προγενέστερη γνώση σχετικά με την εκτίμηση της κατάστασης και αυτές οι πληροφορίες συνδυάζονται έπειτα με τις πληροφορίες που δίνονται από τα όργανα μέτρησης. Επιπλέον, σε περιπτώσεις όπου η κατάσταση που υπολογίζεται εξελίσσεται γρήγορα και η μέτρηση μέτρηση του αντικειμένου είναι μεγάλης διάρκειας μια προσέγγιση φιλτραρίσματος θα ήταν απαραίτητη για να αποφύγει τη χρήση μη ρεαλιστικών υποθέσεων.
Μεθοδολογία
