Sea Ice Classification Using Cryosat-2 Altimeter Data by Optimal Classifier–Feature Assembly
Notice bibliographique
Résumé
Sea ice type is one of the most sensitive variables in Arctic ice monitoring and detailed information about it is essential for ice situation evaluation, vessel navigation, and climate prediction. Many machine-learning methods including deep learning can be employed for ice-type detection, and most classifiers tend to prefer different feature combinations. In order to find the optimal classifier-feature assembly (OCF) for sea ice classification, it is necessary to assess their performance differences. The objective of this letter is to make a recommendation for the OCF for sea ice classification using Cryosat-2 (CS-2) data. Six classifiers including convolutional neural network (CNN), Bayesian, K nearest-neighbor (KNN), support vector machine (SVM), random forest (RF), and back propagation neural network (BPNN) were studied. CS-2 altimeter data of November 2015 and May 2016 in the whole Arctic were used. The overall accuracy was estimated using multivalidation to evaluate the performances of individual classifiers with different feature combinations. Overall, RF achieved a mean accuracy of 89.15%, followed by Bayesian, SVM, and BPNN (~86%), outperforming the worst (CNN and KNN) by 7%. Trailing-edge width (TeW) and leading-edge width (LeW) were the most important features, and feature combination of TeW, LeW, Sigma0, maximum of the returned power waveform (MAX), and pulse peakiness (PP) was the best choice. RF with feature combination of TeW, LeW, Sigma0, MAX, and PP was finally selected as the OCF for sea ice classification and the results that demonstrated this method achieved a mean accuracy of 91.45%, which outperformed the other state-of-art methods by 9%.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».