Разработка унифицированной технологии мониторинга объектов с использованием спутниковых данных

В настоящее время наблюдается резкий рост числа спутниковых систем дистанционного зондирования Земли, а также улучшение их пространственного разрешения, что приводит к значительному увеличению объема поступающей от них информации. В связи с этим возникают сложности организации работы с этими данными при решении конкретных исследовательских задач, например, при мониторинге различных природных и антропогенных объектов и явлений. Для оптимизации работы со сверхбольшими объемами поступающих спутниковых данных, а также для продуктивного использования полученной информации, возникает необходимость создания принципиально новых подходов и решений.
В настоящем докладе предложен «объектный» подход к использованию спутниковых данных (Константинова и др, 2021). Основная идея данного подхода заключается в том, что спутниковая информация будет обрабатываться, храниться и анализироваться не для отдельных точек (пикселей), а для однородной области – исследуемого объекта в целом. Таким образом, предложенный подход позволит значительно повысить эффективность обработки и хранения сверхбольших объемов данных, поступающих от многочисленных современных спутниковых систем. Наличие долговременных архивов спутниковых данных позволит на основе данного подхода проводить исследования различных объектов в ретроспективе, а использование вновь поступающих оперативных данных – организовывать постоянное слежение за интересующими объектами.
В результате проделанной работы была разработана унифицированная технология, реализующая предложенный «объектный» подход. На основе данной технологии в автоматическом режиме осуществляется дистанционный мониторинг природных и природно-антропогенных объектов, для них рассчитываются различные показатели, строящиеся по спутниковым данным и отражающие состояние объектов в конкретный момент времени. Следует отметить, что технология создавалась таким образом, чтобы легко масштабироваться и применяться для исследования множества объектов, имеющих различную природу происхождения. В настоящем докладе приводятся архитектура программной инфраструктуры, входящей в состав технологии, ее функциональные блоки, описываются особенности реализации технологии на основе использования имеющихся унифицированных программных решений. Также в докладе кратко приводятся примеры использования созданной технологии для решения конкретных прикладных задач. Среди которых:
• создание системы комплексного спутникового мониторинга водных объектов;
• создание системы дистанционного мониторинга вулканической активности Камчатки и Курил;
• создание системы дистанционного мониторинга состояния окружающей среды в зонах расположения крупных антропогенных объектов;
• создание системы дистанционного мониторинга загрязнений атмосферы в районах крупных городов и промышленных объектов.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекта № 19-37-90114), технология дистанционного «объектного» мониторинга разрабатывалась на основе инфраструктуры Центра Коллективного Пользования (ЦКП) «ИКИ-Мониторинг» (Лупян и др. 2019), поддерживаемого в рамках темы «Мониторинг» Минобрнауки (госрегистрация № 01.20.0.2.00164), и была интегрирована в уникальную научную установку ВЕГА-Science (Лупян и др., 2011).