Застосування інформаційних дивергенцій до аналізу геосистем і процесів за даними дистанційного зондування

Abstract

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.