Визуализация радиолокационных сигнатур морского льда для контроля обстановки в арктических акваториях

от

В.В. Мелентьев, И.В. Мателенок, А.С. Смирнова

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, РФ, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 67, лит. А

Е-mail: vv.melentyev@mail.ru, igor_matelenok@mail.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2023-2-18-26 

УДК 504.064.3/528.88/551.467    

EDN: https://elibrary.ru/bqxktr

Реферат: 

   В работе рассматриваются вопросы информационного обеспечения контроля ледовой обстановки в арктических акваториях с применением аппаратуры микроволнового спутникового зондирования. Предложен вариант визуального представления радиолокационных образов объектов, позволяющий графически выразить пространственную изменчивость отражательной способности подстилающей поверхности и выделить участки с конкретными ледовыми образованиями, явлениями и процессами. На основе архива спутниковых данных с космических аппаратов Sentinel-1 сформирован набор синтезированных радиолокационных изображений, демонстрирующих примеры различной ледовой обстановки. В соответствии с избранным способом параметрического описания радиолокационных образов с опорой на этот набор данных составлена база сигнатур объектов по ряду акваторий окраинных морей Северного Ледовитого океана. В визуализируемую часть каждой сигнатуры включены описательные статистики, коррелограммы, Фурье-изображения и гистограммы текстурных признаков. Синтезированные изображения и текстово-графические описания радиолокационных образов послужили основой для создания цифрового информационного продукта – атласа радиолокационных сигнатур ледовых образований, явлений и процессов. Атлас представляет собой иерархически организованный набор html-страниц, обеспечивающих интерактивную визуализацию сигнатур объектов. Данный информационный продукт может применяться в качестве самостоятельного справочного пособия для лиц, принимающих решения по данным контроля ледовой обстановки, а также использоваться в комплексе с ледово-информационными системами.

Ключевые слова: Арктика, интерактивный атлас, ледовые образования, радар с синтезированной апертурой, радиолокационная сигнатура, экологически значимые ледовые явления.

Для цитирования: Мелентьев В.В., Мателенок И.В., Смирнова А.С. Визуализация радиолокационных сигнатур морского льда для контроля обстановки в арктических акваториях // Системы контроля окружающей среды. 2023. Вып. 2 (52). C. 18-26. DOI: 10.33075/2220-5861-2023-2-18-26 

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Johannessen O.M., Alexandrov V.Yu., Frolov I.Ye., Sandven S., Pettersson L.H., Bobylev L.P., Kloster K., Smirnov V.G., Mironov Ye.U., Babich N.G. Remote sensing of sea ice in the Northern Sea Route: studies and applications. Springer Science & Business Media. 2006. 528 p.
  2. Девятаев О.С., Бресткин С.В., Быченков Ю.Д., Фоломеев О.В. Получение, обработка и передача потребителям гидрометеорологической информации – информационное производство на примере ледово-информационной системы «Север» // Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы гидрометеорологии и устойчивого развития Российской Федерации». СПб.: РГГМУ. 2019. С. 447–448.
  3. Бушуев А.В., Волков Н.А., Лощилов В.С.Атлас ледовых образований. Л.: Гидрометеоиздат. 1974. 140 с.
  4. Environmental Working Group Joint U.S.-Russian Arctic Sea Ice Atlas, Version 1 / Edited by F. Tanis, V. Smolyanitsky. Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center. 2000. Digital media.
  5. https://www.R-project.org/ (дата обращения: 15.12.2022).
  6. https://step.esa.int/main/toolboxes/snap/ (дата обращения: 15.12.2022).
  7. https://scihub.copernicus.eu (дата обращения: 15.12.2022).
  8. Soh L.K., Tsatsoulis C. Texture analysis of SAR sea ice imagery using gray level co-occurrence matrices // IEEE Transactions on geoscience and remote sensing. 1999. Vol. 37. No. 2. P. 780–795.
  9. Barber D., LeDrew E. SAR sea ice discrimination using texture statistics- A multivariate approach // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1991. Vol. 57. No. 4. P. 385–395.
  10. Мелентьев В.В., Мелентьев А.В., Черноок В.И., Пащенко Б.Е., Петтерссон Л.Х. Материалы к атласу РСА сигнатур ледяного покрова арктических морей. Часть 1. РСА сигналы опасных ледовых явлений и их использование для оптимизации ледового плавания в морях российской Арктики и эстуариях великих сибирских рек // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2019. № 594. С. 24–62.
  11. Lyden J.D. Burns B.A., Maffett A.L. Characterization of sea ice types using synthetic aperture radar // IEEE transactions on geoscience and remote sensing. 1984. No. 5. P. 431–439.
  12. Haralick, R.M. Shanmugam K., Dinstein I.H. Textural features for image classification // IEEE Transactions on systems, man, and cybernetics. November 1973. V. SMC-3. No. 6. P. 610–621.
  13. Мелентьев В.В., Смирнова А.С., Милова В.М., Коврижных А.А., Мателенок И.В. Атлас РСА сигнатур ледяного покрова арктических морей: особенности подготовки и использования // Тезисы докладов XIX международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва, 15–19 ноября 2021 г. М.: ИКИ РАН. 2021. С. 255.
  14. https://www.esri.com/news/arcuser/0911/files/oceanbasemap.pdf (дата обращения: 15.12.2022).
  15. Geary R.C. The contiguity ratio and statistical mapping // The incorporated statistician. 1954. Vol. 5. No. 3. P. 115–146.

Loading