Cloud types, as a type of meteorological data, are of particular significance for evaluating changes in rainfall, heatwaves, water resources, floods and droughts, food security and vegetation cover, as well as land use. In order to effectively utilize high-resolution geostationary observations, a knowledge-based data-driven (KBDD) framework for all-day identification of cloud types based on spectral information from Himawari-8/9 satellite sensors is designed. And a novel, simple and efficient network, named CldNet, is proposed. Compared with widely used semantic segmentation networks, including SegNet, PSPNet, DeepLabV3+, UNet, and ResUnet, our proposed model CldNet with an accuracy of 80.89+-2.18% is state-of-the-art in identifying cloud types and has increased by 32%, 46%, 22%, 2%, and 39%, respectively. With the assistance of auxiliary information (e.g., satellite zenith/azimuth angle, solar zenith/azimuth angle), the accuracy of CldNet-W using visible and near-infrared bands and CldNet-O not using visible and near-infrared bands on the test dataset is 82.23+-2.14% and 73.21+-2.02%, respectively. Meanwhile, the total parameters of CldNet are only 0.46M, making it easy for edge deployment. More importantly, the trained CldNet without any fine-tuning can predict cloud types with higher spatial resolution using satellite spectral data with spatial resolution 0.02{\deg}*0.02{\deg}, which indicates that CldNet possesses a strong generalization ability. In aggregate, the KBDD framework using CldNet is a highly effective cloud-type identification system capable of providing a high-fidelity, all-day, spatiotemporal cloud-type database for many climate assessment fields.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
国家自然科学基金
3+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
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
详述DeepMind wavenet原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
12+阅读 · 2017年6月26日
相关基金
国家自然科学基金
3+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
13+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员