Application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data
Visual observation of changes occurring in the states of objects and processes on the Earth's surface is successfully solved through aerospace monitoring. Further improvement of information technologies of monitoring is associated with automating processing and interpretation of dynamic data re...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/232 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth| id |
uajuacgovua-article-232 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
aerospace monitoring images of geofield dynamics difference characteristics probability measures entropy informational divergences analysis of peatland temperature field аерокосмічний моніторинг зображення динаміки геополів характеристики відмінності ймовірність ентропія інформаційні дивергенції температурне поле торфовища |
| spellingShingle |
aerospace monitoring images of geofield dynamics difference characteristics probability measures entropy informational divergences analysis of peatland temperature field аерокосмічний моніторинг зображення динаміки геополів характеристики відмінності ймовірність ентропія інформаційні дивергенції температурне поле торфовища Artiushenko, Mykhailo Porushkevych, Anatolii Application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data |
| topic_facet |
aerospace monitoring images of geofield dynamics difference characteristics probability measures entropy informational divergences analysis of peatland temperature field аерокосмічний моніторинг зображення динаміки геополів характеристики відмінності ймовірність ентропія інформаційні дивергенції температурне поле торфовища |
| format |
Article |
| author |
Artiushenko, Mykhailo Porushkevych, Anatolii |
| author_facet |
Artiushenko, Mykhailo Porushkevych, Anatolii |
| author_sort |
Artiushenko, Mykhailo |
| title |
Application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data |
| title_short |
Application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data |
| title_full |
Application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data |
| title_fullStr |
Application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data |
| title_full_unstemmed |
Application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data |
| title_sort |
application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data |
| title_alt |
Застосування інформаційних дивергенцій до аналізу геосистем і процесів за даними дистанційного зондування |
| description |
Visual observation of changes occurring in the states of objects and processes on the Earth's surface is successfully solved through aerospace monitoring. Further improvement of information technologies of monitoring is associated with automating processing and interpretation of dynamic data represented by digital images. The article substantiates and demonstrates using of information characteristics of differences in images of geofield: a probabilistic measure, Gibbs-Shannon and Renyi entropy. Examples of calculation of various functionals of distributions of physical quantities represented by digital images and characterizing the degree of their proximity are given: Kullback divergence, alpha-divergence or Renyi divergence. The considered approach is illustrated by the example of calculating the informational divergences of the peatland temperature field obtained as a result of data processing using images taken by Landsat 8 satellite. The results of computer simulation of the above example show a significant dependence of the considered divergence measures on the spatial resolution of the field images. For the correct calculation of informational divergences, it is necessary to use images obtained with the same spatial resolution. Further development of information divergence methods is associated with introducing of scale-invariant measures. This will make it possible to use sensors with different spatial resolutions in the aerospace monitoring system to determine dynamic geosystem changes and processes. |
| publisher |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/232 |
| work_keys_str_mv |
AT artiushenkomykhailo applicationofinformationdivergencestotheanalysisofgeosystemsandprocessesusingremotesensingdata AT porushkevychanatolii applicationofinformationdivergencestotheanalysisofgeosystemsandprocessesusingremotesensingdata AT artiushenkomykhailo zastosuvannâínformacíjnihdivergencíjdoanalízugeosistemíprocesívzadanimidistancíjnogozonduvannâ AT porushkevychanatolii zastosuvannâínformacíjnihdivergencíjdoanalízugeosistemíprocesívzadanimidistancíjnogozonduvannâ |
| first_indexed |
2024-04-21T19:48:23Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:48:23Z |
| _version_ |
1796974998569615360 |
| spelling |
uajuacgovua-article-2322023-06-29T23:10:06Z Application of information divergences to the analysis of geosystems and processes using remote sensing data Застосування інформаційних дивергенцій до аналізу геосистем і процесів за даними дистанційного зондування Artiushenko, Mykhailo Porushkevych, Anatolii aerospace monitoring images of geofield dynamics difference characteristics probability measures entropy informational divergences analysis of peatland temperature field аерокосмічний моніторинг зображення динаміки геополів характеристики відмінності ймовірність ентропія інформаційні дивергенції температурне поле торфовища Visual observation of changes occurring in the states of objects and processes on the Earth's surface is successfully solved through aerospace monitoring. Further improvement of information technologies of monitoring is associated with automating processing and interpretation of dynamic data represented by digital images. The article substantiates and demonstrates using of information characteristics of differences in images of geofield: a probabilistic measure, Gibbs-Shannon and Renyi entropy. Examples of calculation of various functionals of distributions of physical quantities represented by digital images and characterizing the degree of their proximity are given: Kullback divergence, alpha-divergence or Renyi divergence. The considered approach is illustrated by the example of calculating the informational divergences of the peatland temperature field obtained as a result of data processing using images taken by Landsat 8 satellite. The results of computer simulation of the above example show a significant dependence of the considered divergence measures on the spatial resolution of the field images. For the correct calculation of informational divergences, it is necessary to use images obtained with the same spatial resolution. Further development of information divergence methods is associated with introducing of scale-invariant measures. This will make it possible to use sensors with different spatial resolutions in the aerospace monitoring system to determine dynamic geosystem changes and processes. Візуальне спостереження за змінами, що відбуваються в станах об'єктів та процесів на поверхні Землі, успішно вирішуються засобами аерокосмічного моніторингу. Подальше вдосконалення інформаційних технологій моніторингу пов'язане з автоматизацією обробки та інтерпретації динамічних даних, представлених цифровими зображеннями. У статті обґрунтовується та прикладах демонструється застосування інформаційних характеристик розбіжностей у зображеннях геополів: ймовірнісна міра, ентропії Гіббса-Шеннона, Реньї. Наведено приклади обчислення різних функціоналів розподілу фізичних величин, представлених цифровими зображеннями, та характеристики ступеню їх близькості: розбіжність Кулбека, альфа-дивергенція (або дивергенція Реньи). Розглянутий підхід до аналізу геопроцесів проілюстровано прикладом обчислення інформаційних дивергенцій температурного поля торф’яника, отриманого в результаті обробки даних з космічного апарата Landsat-8. Результати комп'ютерного моделювання розглянутого прикладу показують значну залежність розглянутих мір розбіжності від просторової розрізненності космічного знімання поля. Для правильного розрахунку інформаційних дивергенцій необхідно використовувати зображення, що отримані з однаковою просторовою розрізненністю. Подальший розвиток методів дивергенцій пов'язаний із впровадженням масштабно-інваріантних мір. Це дозволить використовувати сенсори з різною просторовою розрізненністю в системах аерокосмічного моніторингу для визначення динамічних змін геосистем та процесів. Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2023-06-29 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/232 10.36023/ujrs.2023.10.2.232 Ukrainian journal of remote sensing; Vol. 10 No. 2 (2023); 4-11 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; Том 10 № 2 (2023); 4-11 Український журнал дистанційного зондування Землі; Том 10 № 2 (2023); 4-11 2313-2132 uk https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/232/248 Copyright (c) 2023 Ukrainian journal of remote sensing |