XXII.A.499
Метод сбора, обработки и анализа рядов данных наблюдения вулканической активности, полученных с низкоорбитальных и геостационарных спутников
Марченков В.В. (1), Уваров И.А. (1), Лозин Д.В. (1)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Информационная система VolSatView обеспечивает специалистов-вулканологов оперативными спутниковыми данными и инструментами их анализа для мониторинга вулканической активности Камчатки и Курил. В рамках нее ведется работа со временными рядами измерений радиояркостной температуры в зонах вулканической активности.
Накопление регулярно поступающих спутниковых данных для формирование долгосрочной базы данных ведется на участках постоянного наблюдения, при этом для выбора такого рода участков могут использоваться различные подходы. Помимо непосредстенного их выбора пользователем системы предложен метод автоматического определения участков наиболее интенсивной вулканической активности. Он использует ретроспективный анализ базы данных термальных аномалий, полученной по данным приборов VIIRS и MODIS.
Совместное использование данных низкоорбитальных и геостационарных спутников (в частности, серии Himawari) потребовало разработки метода коррекции координат участков наблюдения для достижения сопоставимости данных низкоорбитальных и геостационарных спутников, необходимого в связи с различием углов наблюдения в условиях влияния рельефа.
Предлагаемая методика анализа временных рядов данных призвана отделить динамику температуры, обусловленную вулканической активностью, от динамики температуры, обусловленной прочими факторами. Это реализуется путем определения временного ряда фоновой динамики, с которым сопоставляется временной ряд динамики наблюдаемого объекта. Используется несколько подходов к определению фоновой динамики:
- данные, осредненные в скользящем окне, отображают сглаженный временной ряд с возможностью настройки размера скользящего окна;
- среднее многолетнее в заданный момент времени, определяемое как среднее за то же время того же дня других лет;
- среднее по окрестности, определяемое по температуре пикселов в окрестностях участка наблюдения, за исключением зоны предполагаемой активности;
- среднее, синтезированное по ряду Фурье представляет собой производный временной ряд, синтезированный из низкочастотной динамики в зоне предполагаемой активности (отражающей сезонный ход) и высокочастотной динамики в рядом расположенной в зоне за ее пределами (отражающей случайные колебания, наблюдаемые за пределами вулкана).
Система функционирует c использованием ресурсов ЦКП «ИКИ-Мониторинг».
Работа финансируется в рамках темы Минобрнауки "Космос-Д", госрегистрация 122042500019-6.
Ключевые слова: архив данных, временной ряд, пространственно-временной анализ, мониторинг, вулканыЛитература:
- Гирина О.А., Лупян Е.А., Крамарева Л.С., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Сорокин А.А., Гордеев Е.И., Уваров И.А., Кашницкий А.В., Бурцев М.А., Марченков В.В., Мазуров А.А., Константинова А.М., Романова И.М., Мальковский С.И., Королев С.П. Информационная система "Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил" (ИС VolSatView): возможности и опыт работы // "Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли - RORSE 2018". ИКИ РАН, 2019. С. 359-366. DOI: 10.21046/rorse2018.359.
- Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Радченко М.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Опыт эксплуатации и развития центра коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных (ЦКП «ИКИ-Мониторинг») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 3. С. 151-170. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-3-151-170.
- Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Кашницкий А.В., Балашов И.В., Барталев С.А., Бриль А.А., Егоров В.А., Жарко В.О., Константинова А.М., Кобец Д.А., Мазуров А.А., Марченков В.В., Матвеев А.М., Миклашевич Т.С., Плотников Д.Е., Радченко М.В., Стыценко Ф.В., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А., Хвостиков С.А., Ховратович Т.С. Система "Вега-Science": особенности построения, основные возможности и опыт использования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 9-31. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31
Презентация доклада
Ссылка для цитирования: Марченков В.В., Уваров И.А., Лозин Д.В. Метод сбора, обработки и анализа рядов данных наблюдения вулканической активности, полученных с низкоорбитальных и геостационарных спутников // Материалы 22-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва: ИКИ РАН, 2024. C. 45. DOI 10.21046/22DZZconf-2024aМетоды и алгоритмы обработки спутниковых данных
45