Lyhennelmä

START-projektin tehtävässä: "Mittaussarjoista saatavan tiedon kehittäminen" puitteissa on kokeiltu useita erilaisia esikäsittelyalgoritmeja kaksiulotteisen SCOAP-lämpötiladatan esikäsittelyyn. Esikäsittelyyn kuuluvat mm. poikkeavien arvojen haku ja korjaus, reunaroson silittäminen sekä tarvittaessa tehtävä profiilin suoristaminen. Tässä raportissa tehdään katsaus SCOAP-lämpötilaprofiilien esikäsittelyssä käytettyihin menetelmiin ja arvioidaan niiden toimivuutta.

Esikäsittelyä lähestyttiin sekä perinteisten tilastollisten menetelmien että muutaman kuvankäsittelystä johdetun menetelmän avulla. Tilastolliset menetelmät ovat pääasiassa tuttuja yksiulotteisten signaalien esikäsittelystä. Suurimpina tekijöinä hakualgoritmien toimintaan vaikuttivat poikkeavien arvojen lukumäärä ja käsiteltävän datan epästationäärisyys. Mediaania käyttävissä, esimerkiksi robusteissa, menetelmissä mediaanin murtumispiste aiheutti ongelmia. Globaalisti toimivien algoritmien suorituskykyä heikensivät profiilin pituus- ja poikkisuunnan epästationääriset komponentit, esimerkiksi keskiarvon muuttuminen kyseisissä suunnissa. Johtopäätöksenä todettiin, että toimiakseen mahdollisimman tehokkaasti muuttuville profiileille algoritmien pitäisi etsinnässä adaptoitua toimintaympäristönsä mukaisesti. Toisaalta algoritmien toimiminen paikallisesti ja adaptoituvasti lisää laskentakuormaa ja siten hidastaa niiden toimintaa. Kuten voitiin jo etukäteen odottaa, yhtä ja ainoaa oikeaa menetelmää on miltei mahdotonta määritellä, joten valinta joudutaan tekemään tapauskohtaisesti. Tässä vaiheessa päätettiin profiilien esikäsittelyssä käyttää globaalia robustia menetelmää ja globaalia histogrammin kynnystystä niiden laskentatehokkuuden perusteella.

Profiilinsuoristusalgoritmin toiminta perustui kaikkien poikkisuuntaisten pyyhkäisyjen keskipisteen siirtoon samalle tasolle. Tämä toimenpide saadaan suoritetuksi yksinkertaisin profiilipinnalla tehdyin geometrisin toimenpitein. Profiilialueen reunaroson tasoittaminen taas tapahtui alipäästösuodattamalla alkuperäinen reunamuotoa kuvaava vektori ja digitoimalla suodatustulos lähimpiin kokonaislukuihin.