Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Будущая конференция
Архив конференций
2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003
Личный кабинет
Зарегистрироваться на сайте Войти на сайт Забыли пароль?
Электронный сборник статей
«Информационные технологии в дистанционном зондировании Земли - RORSE 2018»
Журнал
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Дополнительная информация
Контакты Полезная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:

Шестнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVI.ПД.202

Информационная система Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил (ИС VolSatView): возможности и опыт работы

Гирина О.А. (1), Лупян Е.А. (2), Крамарева Л.С. (3), Мельников Д.В. (1), Маневич А.Г. (1), Сорокин А.А. (4), Гордеев Е.И. (1), Уваров И.А. (2), Кашницкий А.В. (2), Бурцев М.А. (2), Марченков В.В. (2), Мазуров А.А. (2), Константинова А.М. (2), Романова И.М. (1), Мальковский С.И. (4), Королев С.П. (4)
(1) Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, Россия
(2) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(3) Дальневосточный центр ФГБУ "НИЦ "Планета", Хабаровск, Россия
(4) Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, Россия
На Камчатке и Курилах расположено 70 действующих вулканов. Согласно данным Камчатской группы реагирования на вулканические извержения (KVERT – Kamchatkan Volcanic Eruption Response Team) на Камчатке ежегодно происходят умеренной силы эксплозивные, эффузивные и экструзивные извержения от 2 до 6 вулканов продолжительностью от нескольких часов до нескольких лет (Гирина и др., 2017в; Gordeev, Girina, 2014). Эксплозивные извержения вулканов наиболее опасны для населения и авиации, т.к. эруптивные колонны могут подниматься до 35 км н.у.м., пепловые облака и шлейфы перемещаться на тысячи километров, пеплопады распространяться на огромные территории и т.д. Наибольшую часть информации о таких событиях можно получить только дистанционными методами.
Спутниковый мониторинг вулканов проводится KVERT с 2002 г. (Гирина и др., 2017в). С созданием в 2011 г. информационной системы (ИС) Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил (VolSatView) общими усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДВ НИЦ Планета (Лупян и др., 2015; Gordeev et al., 2016), которая продолжает развиваться, вулканологи получили не имеющие аналогов в мире возможности спутниковых наблюдений за активными вулканами. VolSatView, объединяя широкий спектр данных различных спутниковых систем (среднего и низкого разрешения NOAA (прибор AVHRR), Terra и Aqua (MODIS), Suomi NPP (VIIRS), Himawari-8 (AHI), Метеор-М 1 и 2) и высокого разрешения (Landsat 7 (ETM+), Landsat 8 (OLI и TIRS), Канопус-В (МСС и ПСС), Ресурс 1 и 2 (Геотон; КШМСА-ВР и КШМСА-СР) , EO-1 (Hyperion), Sentinel 1А, 2А и др.), предоставляемые ДВ НИЦ Планета и Центром Коллективного Пользования (ЦКП) ИКИ-Мониторинг (Лупян и др., 2015), позволяет непосредственно в web-интерфейсе с помощью созданных специальных инструментов совместно обрабатывать оперативную и ретроспективную (архивы данных более чем за 20 лет) спутниковую информацию (в том числе с 2016 г. данные со спутника Himawari-8, обновляемые каждые 10 минут), сопоставлять ее с видеоинформацией (данные с 10 видеокамер, направленных на вулканы Камчатки), выполнять моделирование распространения пепловых шлейфов, классифицировать различные вулканогенные объекты и т.д. (Gordeev et al., 2016). Например, в VolSatView доступны инструменты для изучения полей температуры; выделения пепловых облаков, анализа их временных серий и визуализации их по отдельным или всем вулканам за определенный период времени; для анализа спектральных характеристик вулканогенных объектов, построения спектральных и временных профилей, характерных для различных типов наблюдаемых объектов и явлений и т.д. В ИС по данным Himawari-8 реализована возможность анализа долговременных рядов значений температуры термальных аномалий активных вулканов, пепловых облаков – автоматизированное выделение их контуров и площадей, а также создания анимационных изображений эруптивных событий (Гирина и др., 2017а, 2017б ).
Интеграция ИС VolSatView с ИС VOKKIA и ИС KVERT (ИВиС ДВО РАН) и АИС Сигнал (ВЦ ДВО РАН) сделала возможным выполнение прогнозного моделирования распространения пепловых облаков и шлейфов в атмосфере, необходимого для снижения опасности авиаперевозок при эксплозивных извержениях вулканов в этом регионе (Романова и др., 2012; Сорокин и др., 2016; Gordeev, Girina, 2014).
ИС VolSatView позволяет решать задачи разного уровня – от оперативного мониторинга активности вулканов до фундаментальных проблем вулканологии. Например, в результате ежедневного мониторинга вулканов Камчатки с помощью ИС VolSatView ученые KVERT выпустили в 2017 г. 248 сообщений VONA (Volcano Observatory Notice for Aviation) об опасных эксплозивных извержениях шести вулканов (Шивелуч, Ключевской, Безымянный, Карымский, Жупановский, Камбальный). Анализ временных рядов температуры термальных аномалий наиболее активных вулканов Камчатки (Ключевской, Безымянный, Шивелуч) в течение 2016-2017 гг. по данным со спутников Himawari-8 (AHI), MODIS и VIIRS позволил детально описать динамику развития эруптивной деятельности каждого их них, а также предсказать эксплозивное извержение вулкана Безымянный (Гирина и др., 2017а, 2018; Мельников и др., 2017). Благодаря совместному анализу наземной информации и спутниковых данных высокого разрешения (Aster, Landsat-8, Ресурс-П и др.) об извержениях вулканов Плоский Толбачик, Ключевской и Безымянный с 1941 по 2016 гг., удалось проследить во времени изменения характера эксплозивной активности каждого из них, с большей надежностью оценить опасность их будущих извержений.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-00042).

Ссылка на видеотрансляцию доклада - https://youtu.be/Osvhxg5anYA

Ключевые слова: вулкан, Камчатка, мониторинг, VolSatView
Литература:
  1. Литература
  2. Гирина О.А., Крамарева Л.С., Лупян Е.А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Сорокин А.А., Уваров И.А., Кашницкий А.В., Бурцев М.А., Марченков В.В., Бриль А.А., Мазуров А.А., Романова И.М., Мальковский С.И. Применение данных спутника Himawari для мониторинга вулканов Камчатки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017а. Т. 14. № 7. С. 65-76. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-7-65-76
  3. Гирина О.А., Лупян Е.А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Кашницкий А.В., Бриль А.А., Сорокин А.А. Извержения Северной группы вулканов Камчатки 14–18 июня 2017 года // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017б. Т. 14. № 3. С. 317-323. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-317-323
  4. Гирина О.А., Лупян Е.А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Сорокин А.А., Крамарева Л.С., Уваров И.А., Кашницкий А.В. Извержение вулкана Безымянный 20 декабря 2017 года // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 3. С. 88-99. doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-3-88-99
  5. Гирина О.А., Мельников Д.В., Маневич А.Г. Спутниковый мониторинг вулканов Камчатки и Северных Курил // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017в. Т. 14. № 6. С. 194-209. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-194-209
  6. Лупян Е.А., Балашов И.В., Бурцев М.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Кобец Д.А., Крашенинникова Ю.С., Мазуров А.А., Назиров Р.Р., Прошин А.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А., Флитман Е.В. Создание технологий построения информационных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12. № 5. С. 53–75.
  7. Мельников Д.В., Маневич А.Г., Гирина О.А. Алгоритм автоматического анализа спутниковых снимков MODIS для мониторинга активности вулканов Камчатки и Курильских островов // Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XX региональной научной конференции, посвящённой Дню вулканолога, 30-31 марта 2017 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН. 2017. С. 62-65.
  8. Романова И.М., Гирина О.А., Максимов А.П., Мелекесцев И.В. Создание комплексной информационной веб-системы «Вулканы Курило-Камчатской островной дуги» (VOKKIA) // Информатика и системы управления. 2012. № 3. Выпуск 33. С. 179–187.
  9. Сорокин А.А., Королев С.П., Гирина О.А., Балашов И.В., Ефремов В.Ю., Романова И.М., Мальковский С.И. Интегрированная программная платформа для комплексного анализа распространения пепловых шлейфов при эксплозивных извержениях вулканов Камчатки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 4. С. 9-19. doi: 10.21046/2070-7401-2016-13-4-9-19
  10. Gordeev E.I., Girina O.A. Volcanoes and their hazard to aviation // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2014. V. 84. No. 1. P. 1-8. doi: 10.1134/S1019331614010079.
  11. Gordeev E.I., Girina O.A., Lupyan E.A., Sorokin A.A., Kramareva L.S., Efremov V.Yu., Kashnitskii A.V., Uvarov I.A., Burtsev M.A., Romanova I.M., Mel’nikov D.V., Manevich A.G., Korolev S.P., Verkhoturov A.L. The VolSatView information system for Monitoring the Volcanic Activity in Kamchatka and on the Kuril Islands // Journal of Volcanology and Seismology. 2016. V. 10. № 6. P. 382-394. doi: 10.1134/S074204631606004X
  12. References
  13. Girina O.A., Kramareva L.S., Lupyan E.A., Mel’nikov D.V., Manevich A.G., Sorokin A.A., Uvarov I.A., Kashnitskii A.V., Burtsev M.A., Marchenkov V.V., Bril’ A.A., Mazurov A.A., Romanova I.M., Malkovskii S.I. Primenenie dannykh sputnika Himawari dlya monitoringa vulkanov Kamchatki (The use of Himawari satellite data for monitoring Kamchatka volcanoes), Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2017a, Vol. 14, No. 7, pp. 65-76. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-7-65-76
  14. Girina O.A., Lupyan E.A., Mel’nikov D.V., Manevich A.G., Kashnitskii A.V., Bril’ A.A., Sorokin A.A. Izverzheniya Severnoi gruppy vulkanov Kamchatki 14–18 iyunya 2017 goda (Eruptions of Kamchatka Northern volcanic group on 14–18 June, 2017), Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2017b, Vol. 14, No. 3, pp. 317-323. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-317-323
  15. Girina O.A., Lupyan E.A., Mel’nikov D.V., Manevich A.G., Sorokin A.A., Kramareva L.S., Uvarov I.A., Kashnitskii A.V. Izverzhenie vulkana Bezymyannyi 20 dekabrya 2017 goda (Bezymianny volcano eruption on December 20, 2017), Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2018, Vol. 15, No. 3, pp. 88-99. doi: 10.21046/2070-7401-2018-15-3-88-99
  16. Girina O.A., Mel’nikov D.V., Manevich A.G. Sputnikovyi monitoring vulkanov Kamchatki i Severnykh Kuril (Satellite monitoring of Kamchatkan and Northern Kuriles volcanoes), Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2017c, Vol. 14, No. 6, 194-209. doi: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-194-209
  17. Lupyan E.A., Balashov I.V., Burtsev M.A., Efremov V.Yu., Kashnitskii A.V., Kobets D.A., Krasheninnikova Yu.S., Mazurov A.A., Nazirov R.R., Proshin A.A., Sychugov I.G., Tolpin V.A., Uvarov I.A., Flitman E.V. Sozdanie tekhnologii postroeniya informatsionnykh sistem distantsionnogo monitoringa (Development of information systems design technologies), Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2015, Vol. 12, No. 5, pp. 53-75.
  18. Mel’nikov D.V., Manevich A.G., Girina O.A. Algoritm avtomaticheskogo analiza sputnikovykh snimkov MODIS dlya monitoringa aktivnosti vulkanov Kamchatki i Kuril'skikh ostrovov (Algorithm for automatic analysis of MODIS satellite images for monitoring activity of Kamchatka and the Kuril Islands volcanoes), Sovremennyi vulkanizm i svyazannye s nim protsessy. Materialy XX konferentsii, posvyashchennoi Dnyu vulkanologa (Proc. of Conference in Day of Volcanologist), Petropavlovsk–Kamchatskii, 30–31 March 2017, Petropavlovsk–Kamchatskii: IViS DVO RAN, 2017, pp. 62–65.
  19. Romanova I.M., Girina O.A., Maksimov A.P., Melekestsev I.V., Sozdanie kompleksnoy informatsionnoy web-sistemy Vulkany Kurilo-Kamchatskoy ostrovnoy dugi (VOKKIA) (Creation of complex information web system Volcanoes of the Kurile-Kamchatka Island Arc (VOKKIA)), Informatika i sistemy upravleniya, 2012, Vol. 33, No. 3, pp. 179–187.
  20. Sorokin A.A., Korolev S.P., Girina O.A., Balashov I.V., Efremov V.Yu., Romanova I.M., Malkovskii S.I. Integrirovannaya programmnaya platforma dlya kompleksnogo analiza rasprostraneniya peplovykh shleifov pri eksplozivnykh izverzheniyakh vulkanov Kamchatki (The integrated software platform for a comprehensive analysis of ash plume propagation from explosive eruptions of Kamchatka volcanoes), Sovremennye problemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa, 2016, Vol. 13, No. 4, pp. 9-19. doi: 10.21046/2070-7401-2016-13-4-9-19.
  21. Gordeev E.I., Girina O.A. Volcanoes and their hazard to aviation, Herald of the Russian Academy of Sciences, 2014, V. 84, No. 1, pp. 1-8. doi: 10.1134/S1019331614010079.
  22. Gordeev E.I., Girina O.A., Lupyan E.A., Sorokin A.A., Kramareva L.S., Efremov V.Yu., Kashnitskii A.V., Uvarov I.A., Burtsev M.A., Romanova I.M., Mel’nikov D.V., Manevich A.G., Korolev S.P., Verkhoturov A.L. The VolSatView information system for Monitoring the Volcanic Activity in Kamchatka and on the Kuril Islands, Journal of Volcanology and Seismology, 2016, V. 10, No 6, pp. 382-394. doi: 10.1134/S074204631606004X

Презентация доклада

Пленарные доклады

5