Combining Machine Learning and Compact Polarimetry for Estimating Soil Moisture from C-Band SAR Data
Notice bibliographique
Résumé
This research aimed at exploiting the joint use of machine learning and polarimetry for improving the retrieval of surface soil moisture content (SMC) from synthetic aperture radar (SAR) acquisitions at C-band. The study was conducted on two agricultural areas in Canada, for which a series of RADARSAT-2 (RS2) images were available along with direct measurements of SMC from in situ stations. The analysis confirmed the sensitivity of RS2 backscattering (σ°) to SMC. The comparison of SMC with the compact polarimetry (CP) parameters, computed from the RS2 acquisitions by the CP data simulator, pointed out that some CP parameters had a sensitivity to SMC equal or better than σ°, with correlation coefficients up to R ≃ 0.4. Based on these results, the potential of machine learning (ML) for SMC retrieval was exploited by implementing and testing on the available data an artificial neural network (ANN) algorithm. The algorithm was implemented using several combinations of σ° and CP parameters. Validation results of the algorithm with in situ observations confirmed the promising capabilities of the ML techniques for SMC monitoring. Furthermore, results pointed out the potential of CP in improving the SMC retrieval accuracy, especially when used in combination with linearly polarized σ°. Depending on the considered input combination, the ANN algorithm was able to estimate SMC with Root Mean Square Error (RMSE) between 3% and 7% of SMC and R between 0.7 and 0.9.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| 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 tête enseignante, 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 ».