Метод сбора, обработки и анализа рядов данных наблюдения вулканической активности, полученных с низкоорбитальных и геостационарных спутников

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 "Мониторинг", госрегистрация 122042500031-8.