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比较二维领域——你如何量化相似性?

我有许多数组描述了地理空间数据的预测和观测(例如降水强度、云场……)。包括四个动画gif,每个在观测(降水)和覆盖观测期间的预测之间来回循环。这四种预测在质量上差别很大(从第一种预测非常好到第四种预测非常糟糕)。

我希望有一些方法系统地量化两个这样的阵列之间的相似性(例如,在观测和相关预测之间)。我真的不知道比简单地取两个数组之间的差更复杂的方法(以某种方式规范化,例如通过除以第一个数组的平均值)。

问题是,以这种方式给预测“打分”会给案例#3和#4同样差的分数——尽管从目视检查来看,案例#3看起来比#4要好得多。在稍微错误的位置的云(例如在德国中部,或者在瑞士和奥地利西部的云,在第三种情况下)得分和在上面的云一样差完全错误的地方,或者只是缺席。

理想情况下,我想要一幅图像需要“变形”以产生另一幅图像的最小量,但我不知道如何以一种系统的方式接近它。

一个动画gif比较观测降水与同期预报N动画GIF比较观测降水与同期预报N动画GIF比较观测降水与同期预报N动画GIF比较观测降水与同期预报

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