Алгоритмы обработки данных радиоволнового дистанционного зондирования поверхности Земли на основе искусственных нейронных сетей

• Автор: Мансуров, Александр Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Современные методы обработки радиолокационных и радиометрических данных дистанционного зондирования.
1.1. Принципы и задачи дистанционного зондирования поверхности Земли в радиодиапазоне

1.1.1. Методы решения задач классификации.

1.1.2. Методы решения задач инверсии

1.2. Методы решения задач обработки данных

дистанционного зондирования на основе нейронных сетей

1.2.1. Задачи обработки данных дистанционного зондирования как

слабо формализованные задачи

1.2.2. Определение и принципы функционирования ИНС

1.2.3. Нейросетевое решение задач обработки данных дистанционного зондирования
1.3. Выводы.
Глава 2. Восстановление параметров почвенного покрова по данным радиометрического зондирования
2.1. Общая концепция формирования алгоритма обработки
данных ДЗ на основе ИНС
2.2. Модель радиоизлучательных и диэлектрических характеристик почвенного покрова
2.3. Нейросетевое решение поставленной задачи
2.4. Исследование свойств полученных нейросетевых решений
2.5. Выводы
Глава 3. Мониторинг сети оврагов с помощью нейронной сети по радиолокационным изображениям.
3.1. Овражная сеть как объект мониторинга.
3.2. Общая концепция решения задачи.
3.3. Нейросетевой мониторинг овражной сети
3.4. Выводы
Заключение.
Библиографический список.
Приложение 1.
Приложение 2 л.
Приложение 3.
Приложение 4.
Приложение 5.
Приложение 6.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Анализ и обработка данных дистанционного зондирования (ДЗ) в оптическом и радиодиапазоне включает в себя множество теорий и научных направлений, в частности, таких, как математическое моделирование, математическая и прикладная статистика, теория распространения радиоволн, распознавание образов. Классиками, внесшими большой вклад в исследования данной проблематики, можно считать таких ученых, как А. М. Шутко, А. Е. Башаринов, H. A. Арманд, Ф. Улаби, Ш. Квиган и др. Исследователями разработаны основная научная база, методология и математический аппарат для разностороннего исследования результатов зондирования природной среды, предложены и реализованы алгоритмы обработки и интерпретации данных. В последнее время активно развивается подход к обработке результатов зондирования с применением искусственных нейронных сетей (ИНС). Основные вопросы, связанные с теорией ИНС и практикой их применения, изложены в работах исследователей А. Н. Горбаня, А. И. Галушкина, Т. Cohonen, R. Hecht-Nielsen, С. М. Bishop и других. JI. E. Назарова, Е. В. Заболотских, Л. Митшпс, Г. И. Бельчанского, И. В. Алпацкого, а также зарубежных - A. K.S. Chen, Y. Tzeng, Y. A. Liou, F. Mattia, G. Pasquarielo и др. В исследованиях современных авторов ИНС рассматривается как некий «черный ящик», который выдает нужный результат и сам никак в процесс обработки и исследования не вовлечен, что уменьшает прозрачность всего алгоритма для понимания, анализа и оптимизации его работы. Объект исследования. Алгоритмы и методы обработки данных дистанционного зондирования, использующие в основе своей работы искусственные нейронные сети. Предмет исследования. Разработка и исследование алгоритмов обработки радиометрических и радиолокационных данных дистанционного зондирования поверхности Земли с применением нейронных сетей. Цель исследования - разработка алгоритмов восстановления температуры и влажности почвенного покрова, мониторинга овражной сети по данным дистанционного зондирования почвенного покрова в радиоволновом диапазоне с применением искусственных нейронных сетей. Разработка и апробация алгоритма определения овражной сети по радиолокационному изображению при помощи искусственной нейронной сети. Методы исследования. Сформированы подходы к анализу работы предложенных алгоритмов и адаптации их к конкретной задаче. Практическая значимость работы. Земли. Разработанный алгоритм выделения овражной сети выполняет классификацию наиболее точно при использовании радиолокационных изображений в диапазоне Ь и поляризации НУ для аппарата БЖ-С. Апробация работы. Тольятти, ) и на XII Всероссийском семинаре «Нейроинформатика и ее приложения» (Красноярск, ). Публикации. По теме диссертации опубликовано работ, в том числе 5 - в научных журналах и сборниках научных трудов. Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, главы с обзором литературы и описанием существующих методов и технологий исследования и обработки данных ДЗ, двух глав с описанием собственных исследований, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 5 страниц, работа содержит рисунков и 9 таблиц. Список литературы содержит 7 цитируемых источников отечественных и зарубежных авторов. Глава 1. Изучение структуры и общих свойств информации о Земле, проблемы, связанные с её сбором, хранением, поиском и переработкой являются актуальными задачами современной науки [1]. В России для их решения развернута комплексная программа «Электронная Земля» [2], ориентированная на развитие и совершенствование современных геоинформационных технологий и их применение для практических и научных целей. Большинство методов изучения геосистем - комплексные. Для исследования физических свойств материальных объектов геосистем используются физические методы, одним из которых является дистанционное зондирование (исследование) Земли. Оно позволяет эффективно охватывать большие площади территорий за малый промежуток времени, может вестись как в оптическом, так и в радиоволновом диапазоне, что становится все более популярным и востребованным благодаря независимости от состояния атмосферы и естественной освещенности местности.