Развитие процедур автоматического детектирования и локализации центров тропических циклонов на спутниковых изображениях

Тропические циклоны (ТЦ) являются одними из самых разрушительных атмосферных явлений. Поэтому одной из актуальных задач ДЗЗ является автоматическое детектирование ТЦ в разных фазах развития на спутниковых изображениях и определение его центра.
В связи с сильной изменчивостью структур ТЦ до сих пор существуют трудности их автоматического детектирования и определения точного местоположения центра. Известная из мировой литературы средняя статистическая ошибка по разным методам восстановления центра ТЦ составляет около 0,237° по широте и долготе. Эта оценка сопоставима с характерным размером глаза ТЦ и свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования применяемых методов. Параллельно ведется множество исследований, направленных на автоматизацию детектирования ТЦ на спутниковых снимках с помощью методов машинного обучения. Средний показатель точности в наиболее успешных подходах составляет около 95% (пропуск ТЦ в 5% случаев) на изображениях в инфракрасном диапазоне.
В докладе обсуждается разработанная и реализованная методика автоматического выявления ТЦ на спутниковых снимках и определения его центра с помощью сверточных нейронных сетей (CNN) и специализированных алгоритмов компьютерного зрения. На основе обработки большого массива спутниковых данных показано, что точность автоматического детектирования ТЦ по предложенной методике к настоящему времени составляет 98%. Предлагаются подходы к дальнейшему улучшению этого показателя. Также продолжается совершенствование методики локализации центра ТЦ. Обсуждаются наиболее типичные случаи возникновения больших ошибок в работе реализованных методик.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИКИ РАН (тема «Мониторинг», г/р № 122042500031-8).