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Cloud Mask Intercomparison eXercise (CMIX): An evaluation of cloud masking algorithms for Landsat 8 and Sentinel-2

Skakun, Sergii und Wevers, Jan und Brockmann, Carsten und Doxani, Georgia und Aleksandrov, Matej und Batic, Matej und Frantz, David und Gascon, Ferran und Gomez-Chova, Luis und Hagolle, Olivier und Lopez-Puigdollers, Dan und Louis, Jerome und Lubej, Matic und Mateo-Garcia, Gonzalo und Osman, Julien und Peressutti, Devis und Pflug, Bringfried und Puc, Jernej und Richter, Rudolf und Roger, Jean-Claude und Scaramuzza, Pat und Vermote, Eric und Vesel, Nejc und Zupanc, Anze und Zust, Lojze (2022) Cloud Mask Intercomparison eXercise (CMIX): An evaluation of cloud masking algorithms for Landsat 8 and Sentinel-2. Remote Sensing of Environment, 274, Seiten 1-22. Elsevier. doi: 10.1016/j.rse.2022.112990. ISSN 0034-4257.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
10MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425722001043

Kurzfassung

Cloud cover is a major limiting factor in exploiting time-series data acquired by optical spaceborne remote sensing sensors. Multiple methods have been developed to address the problem of cloud detection in satellite imagery and a number of cloud masking algorithms have been developed for optical sensors but very few studies have carried out quantitative intercomparison of state-of-the-art methods in this domain. This paper summarizes results of the first Cloud Masking Intercomparison eXercise (CMIX) conducted within the Committee Earth Observation Satellites (CEOS) Working Group on Calibration & Validation (WGCV). CEOS is the forum for space agency coordination and cooperation on Earth observations, with activities organized under working groups. CMIX, as one such activity, is an international collaborative effort aimed at intercomparing cloud detection algorithms for moderate-spatial resolution (10–30 m) spaceborne optical sensors. The focus of CMIX is on open and free imagery acquired by the Landsat 8 (NASA/USGS) and Sentinel-2 (ESA) missions. Ten algorithms developed by nine teams from fourteen different organizations representing universities, research centers and industry, as well as space agencies (CNES, ESA, DLR, and NASA), are evaluated within the CMIX. Those algorithms vary in their approach and concepts utilized which were based on various spectral properties, spatial and temporal features, as well as machine learning methods. Algorithm outputs are evaluated against existing reference cloud mask datasets. Those datasets vary in sampling methods, geographical distribution, sample unit (points, polygons, full image labels), and generation approaches (experts, machine learning, sky images). Overall, the performance of algorithms varied depending on the reference dataset, which can be attributed to differences in how the reference datasets were produced. The algorithms were in good agreement for thick cloud detection, which were opaque and had lower uncertainties in their identification, in contrast to thin/semi-transparent clouds detection. Not only did CMIX allow identification of strengths and weaknesses of existing algorithms and potential areas of improvements, but also the problems associated with the existing reference datasets. The paper concludes with recommendations on generating new reference datasets, metrics, and an analysis framework to be further exploited and additional input datasets to be considered by future CMIX activities.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187708/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Cloud Mask Intercomparison eXercise (CMIX): An evaluation of cloud masking algorithms for Landsat 8 and Sentinel-2
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Skakun, SergiiNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wevers, JanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brockmann, CarstenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Doxani, GeorgiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Aleksandrov, MatejNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Batic, MatejNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Frantz, DavidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gascon, FerranNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gomez-Chova, LuisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hagolle, OlivierNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lopez-Puigdollers, DanNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Louis, JeromeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lubej, MaticNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mateo-Garcia, GonzaloNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Osman, JulienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peressutti, DevisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pflug, BringfriedNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Puc, JernejNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Richter, RudolfNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roger, Jean-ClaudeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Scaramuzza, PatNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vermote, EricNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vesel, NejcNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zupanc, AnzeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zust, LojzeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juni 2022
Erschienen in:Remote Sensing of Environment
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:274
DOI:10.1016/j.rse.2022.112990
Seitenbereich:Seiten 1-22
Verlag:Elsevier
ISSN:0034-4257
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Cloud, Intercomparison, Validation, Landsat 8,Sentinel 2,CMIX,CEOS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Optische Fernerkundung
Standort: Berlin-Adlershof , Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Photogrammetrie und Bildanalyse
Hinterlegt von: Pflug, Bringfried
Hinterlegt am:10 Aug 2022 15:39
Letzte Änderung:28 Jun 2023 13:18

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