A hybrid generative adversarial network for weakly-supervised cloud detection in multispectral images
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Li, Jun; Wu, Zhaocong; Sheng, Qinghong; Wang, Bo; Hu, Zhongwen; Zheng, Shaobo; Camps-Valls, Gustau; Molinier, Matthieu; Chen, Jing M.
Tiivistelmä
<p>Cloud detection is a crucial step in the optical satellite image processing pipeline for Earth observation. Clouds in optical remote sensing images seriously affect the visibility of the background and greatly reduce the usability of images for land applications. Traditional methods based on thresholding, multi-temporal or multi-spectral information are often specific to a particular satellite sensor. Convolutional Neural Networks for cloud detection often require labeled cloud masks for training that are very time-consuming and expensive to obtain. To overcome these challenges, this paper presents a hybrid cloud detection method based on the synergistic combination of generative adversarial networks (GAN) and a physics-based cloud distortion model (CDM). The proposed weakly-supervised GAN-CDM method (available online https://github.com/Neooolee/GANCDM) only requires patch-level labels for training, and can produce cloud masks at pixel-level in both training and testing stages. GAN-CDM is trained on a new globally distributed Landsat 8 dataset (WHUL8-CDb, available online doi:https://doi.org/10.5281/zenodo.6420027) including image blocks and corresponding block-level labels. Experimental results show that the proposed GAN-CDM method trained on Landsat 8 image blocks achieves much higher cloud detection accuracy than baseline deep learning-based methods, not only in Landsat 8 images (L8 Biome dataset, 90.20% versus 72.09%) but also in Sentinel-2 images (“S2 Cloud Mask Catalogue” dataset, 92.54% versus 77.00%). This suggests that the proposed method provides accurate cloud detection in Landsat images, has good transferability to Sentinel-2 images, and can quickly be adapted for different optical satellite sensors.</p>
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Volyymi
280
Artikkelinumero
113197
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY NC
Rinnakkaistallennettu
Ei
Muut tiedot
Tieteenalat
Maataloustiede
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.rse.2022.113197
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä