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)

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

XIX.E.257

Круглогодичный мониторинг ледяного покрова: экспертное дешифрирование и возможности использования нейронных сетей

Солощук П.В. (1), Алексеева Т.А. (1), Афанасьева Е.В. (1), Иванов В.В. (1), Скутина Н.В. (1), Лямзин М.О. (1)
(1) Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ), Санкт-Петербург, Россия
Мониторинг состояния ледяного покрова и гидрометеорологических условий это основа гидрометеорологического обеспечения. Учет ледовых условий на всех стадиях планирования и управления морскими операциями – это необходимое условие их безопасного и эффективного проведения. В центре «Север» Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) сотрудниками круглогодично картируется ледяной покров Арктики и замерзающих морей России согласно номенклатуре, в зимние месяцы по возрастному составу, в летние - по общей сплоченности льда.
Современная методика ледового картирования полностью построена на опыте предыдущих поколений ледовых наблюдателей, в частности на опыте визуальных авиационных наблюдений. На сегодняшний день сотрудник центра «Север» придерживаются своей традиционной методики, которая основана на комплексном анализе всей доступной информации и дешифрировании различных видов спутниковых изображений, полученных в различных диапазонах электромагнитного спектра (данные оптической съемки, активной радиолокации, пассивной радиометрии). При дешифрировании спутниковых изображений эксперты используют прямые, косвенные и логические признаки. По радиолокационным изображениям хорошо определяется положение кромки дрейфующего льда, зоны начальных видов льда и ниласа, границы неподвижного льда и границы массива старого льда. При отсутствии радиолокационных снимков и облачности на снимках видимого и ИК диапазонов могут быть использованы данные пассивной радиометрии для определения положения кромки. Дальнейшее картирование ледяного покрова на однородные зоны производится по данным видимого и ИК диапазонов.
Развитие программно-аппаратных комплексов и вычислительных алгоритмов сделало возможным развитие автоматизированного дешифрирования, основанного на применении компьютерных технологий. Одной из перспективных возможностей изменения ситуации в области автоматизированного дешифрирования являются разработка и внедрение технических и программно-технологических средств, основанных на использовании нейросетевых методов. В настоящее время многие ученые активно заниматься вопросом автоматического определения параметров ледяного покрова по спутниковым данным, полученным в различных диапазонах электромагнитного спектра. За несколько десятилетий было проведено и опубликовано огромное количество работ по данной тематике, в частности по автоматизации определения возраста (толщины) льда и его сплоченности. Однако полностью автоматизировать процесс дешифрирования морского льда невозможно, так как у каждого метода всегда есть ряд условий, ограничивающих его применимость. На сегодняшний день дешифрирование спутниковых изображений в центре «Север» полностью проводится на интерактивной основе с применением ГИС; однако в будущем планируется внедрение автоматизированных технологий, которые способны ускорить процесс обработки большого количества данных и снизить степень субъективности анализа.

Ключевые слова: мониторинг ледяного покрова, дешифрирование спутниковых изображений, ледовые карты
Литература:
  1. Афанасьева Е.В, Алексеева Т.А., Соколова Ю.В., Демчев Д.М., Чуфарова М.С., Быченков Ю.Д, Девятаев О.С. Методика составления ледовых карт ААНИИ / Е.В. Афанасьева, Т.А. Алексеева, Ю.В. Соколова, Д.М. Демчев, М.С. Чуфарова, Ю.Д. Быченков, О.С. Девятаев // Российская Арктика. – 2019. – №7. - С. 5-20.
  2. Бушуев А. В., Парамонов А. И. Общие принципы и методы дешифрирования и интерпретации данных // Морской лёд / Под ред. Фролова И. Е., Гаврило В. П. ‒ СПб: Гидрометеоиздат, 1997. ‒ C. 338-345.
  3. Бушуев А. В. Комплексное использование информации // Морской лёд / Под ред. Фролова И. Е., Гаврило В. П. ‒ СПб: Гидрометеоиздат, 1997. ‒ C. 369-376.

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

285