Massive vector field datasets are common in multi-spectral optical and radar sensors, among many other emerging areas of application. In this paper we develop a novel stochastic functional (data) analysis approach for detecting anomalies based on the covariance structure of nominal stochastic behavior across a domain. An optimal vector field Karhunen-Loeve expansion is applied to such random field data. A series of multilevel orthogonal functional subspaces is constructed from the geometry of the domain, adapted from the KL expansion. Detection is achieved by examining the projection of the random field on the multilevel basis. In addition, reliable hypothesis tests are formed that do not require prior assumptions on probability distributions of the data. The method is applied to the important problem of deforestation and degradation in the Amazon forest. This is a complex non-monotonic process, as forests can degrade and recover. Using multi-spectral satellite data from Sentinel-2, the multilevel filter is constructed and anomalies are treated as deviations from the initial state of the forest. Forest anomalies are quantified with robust hypothesis tests. Our approach shows the advantage of using multiple bands of data in a vectorized complex, leading to better anomaly detection beyond the capabilities of scalar-based methods.


翻译:多光谱光学和雷达传感器以及其他许多新兴应用领域中常见的大规模矢量场数据集。在本文件中,我们开发了一种新型的随机功能(数据)分析方法,以根据一个域内名义随机行为共变结构来检测异常现象。一个最佳的矢量场Karhunen-Loeve扩展适用于这种随机实地数据。从KL扩展后改制的多光谱光学和雷达传感器,从域的几何学中建立了一系列多级正方位功能子空间。通过在多级基础上审查随机场的预测,可以进行探测。此外,还形成了一种可靠的假设测试,不需要事先假设数据的概率分布。该方法适用于亚马孙森林的砍伐和退化这一重要问题。这是一个复杂的非移动过程,因为森林可以降解和复原。使用Sentinel-2的多谱卫星数据,构建了多级过滤器,异常点被作为偏离森林初始状态的偏差处理。森林异常点通过可靠的假设测试量化。我们的方法表明,在基于病媒的复杂检测能力之外,使用多种矢量波段数据的好处。

0
下载
关闭预览

相关内容

【干货书】真实机器学习,264页pdf,Real-World Machine Learning
专知会员服务
158+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月3日
Arxiv
16+阅读 · 2021年3月2日
Object Detection in 20 Years: A Survey
Arxiv
48+阅读 · 2019年5月13日
Deep Anomaly Detection with Outlier Exposure
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月21日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员