ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №2. С. 103-110

Восстановление временных рядов данных дистанционных измерений методом полиномиальной аппроксимации в скользящем окне переменного размера

Д.Е. Плотников1 , Т.С. Миклашевич1 , С.А. Барталев1 
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Использование временных рядов спутниковых данных для мониторинга земной поверхности сопряжено с проблемой учёта разного рода мешающих факторов, приводящих к частичной потере или искажению информации о динамике спектрально-отражательных характеристик объектов наблюдения. К таким факторам относятся непрозрачные в видимом и ближнем ИК диапазоне атмосферная дымка и облачность, тени от неё, а также шумы прибора. Существующие статистические подходы к реконструкции временных рядов измерений решают, как правило, только проблему коррекции зашумленных данных, предполагая задачу восстановления пропущенных значений уже решенной. Такие методы также не предусматривают обнаружение и полное исключение из дальнейшего рассмотрения заведомо зашумленных измерений. Однако, с учетом того, что корректное восстановление пропущенных значений временной серии предполагает использование свободных от шумов измерений, эти проблемы тесно связаны. В статье представлено описание алгоритма скользящей оконной аппроксимации на основе полиномов второй степени, позволяющего при восстановлении временных рядов спутниковых данных одновременно решать задачи коррекции искаженных и восстановления пропущенных измерений. Предварительный итеративный процесс анализа временной серии предусматривает исключение заведомо зашумленных измерений.
Ключевые слова: временные ряды, спутниковые данные, восстановление пропусков, фильтрация выбросов
Полный текст

Список литературы:

  1. Балашов И.В., Бурцев М.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Прошин А.А., Толпин В.А. Построение архивов результатов обработки спутниковых данных для систем динамического формирования производных информационных продуктов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2008. Выпуск 5. Т. I. С.26-32.
  2. Барталев С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Уваров И.А. Распознавание пахотных земель на основе многолетних спутниковых данных спектрорадиометра MODIS и локально-адаптивной классификации // Компьютерная оптика, 2011. Самара. ИСОИ РАН. Т. 35. № 1. С. 103-116.
  3. Лупян Е.А., Савин И.Ю., Барталев С.А., Толпин В.А., Балашов И.В., Плотников Д.Е. Спутниковый сервис мониторинга состояния растительности ("Вега") // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 190-198.
  4. Плотников Д.Е., Барталев С.А., Жарко В.О., Михайлов В.В., Просянникова О.И. Экспериментальная оценка распознаваемости агрокультур по данным сезонных спутниковых измерений спектральной яркости // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 199-208.
  5. Плотников Д.Е., Барталев С.А., Лупян Е.А. Признаки распознавания пахотных земель на основе многолетних рядов данных спутникового спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2010. Т. 7. № 1. С. 330-341.
  6. Стыценко Ф.В., Барталев С.А., Егоров В.А., Лупян Е.А. Метод оценки степени повреждения лесов пожарами на основе спутниковых данных MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2013. Т.10. № 1. С.254-266.
  7. Nelder J.A., Mead R. A simplex method for function minimization // Computer Journal. 1965. Vol. 7. P. 308—313.
  8. Savitzky A., Golay M.J.E. Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures // Analytical Chemistry. 1964. Vol. 36 (8). P. 1627–1639.