Разработка инструментов анализа спутниковых данных для изучения быстроразвивающихся процессов

Наличие ежедневно пополняемых распределённых архивов спутниковых данных и реализованные в информационных системах инструменты анализа и обработки этих данных позволяют в режиме близком к реальному времени исследовать быстроразвивающиеся природные процессы. Система анализа временных рядов спутниковых наблюдений и данных полученных на их основе позволяет проводить мониторинг и исследование состояния  различных объектов. Такие возможности в настоящее время используются для мониторинга вулканической активности, развития сельскохозяйственных угодий, динамики участков повреждения леса и других природных и антропогенных объектов. Пример инструмента для проведения такого анализа динамики динамика яркостной температуры в канале 3,9 мкм прибора AHI спутника Himawari-8 участка постоянных наблюдений на вулкане Ключевской приведен на рис. 1.

Развитие системы анализа временных рядов в 2018 году позволило реализовать новые возможности для пользователей:

• автоматическое определение фоновых значений радиояркостной температуры вокруг наблюдаемого объекта с возможностью как построения дополнительного графика, так и определения отклонения динамики объекта от динамики фона;
• определение динамических характеристик в рамках настраиваемого скользящего окна, в том числе, скользящего среднего, среднеквадратического отклонения, а также отклонения текущих значений от средних;
• сплайн-интерполяция для сглаживания временных рядов;
• преобразование между спектральной энергетической яркостью и радиояркостной температурой.

Другим направлением развития инструментов анализа рядов спутниковых наблюдений была разработка подсистемы подготовки анимированных визуализаций на базе имеющихся продуктов обработки спутниковых данных, тематических слоев, а так же результатов моделирования различных процессов и явлений.
Инструмент создания анимации в картографических интерфейсах систем мониторинга позволяет легко управлять процессами построения анимированного изображения на основе серии наблюдений спутниковыми системами.

Созданный блок построения анимаций обеспечивает автоматический подбор данных в соответствии с граничными условиями и параметрами, заданными специалистом, работающим с информационной системой, либо данные для анимации формируются из набора снимков, подобранных самим специалистом. Кроме спутниковых данных система создания анимаций позволяет включать любые тематические слои и картографию, в том числе меняющуюся во времени, такую как метеорологические данные, результаты различного моделирования, результаты наблюдений пожаров и т.д.

Рис. 1 - Динамика яркостной температуры в канале 3,9 мкм прибора AHI спутника Himawari-8 участка постоянных наблюдений на вулкане Ключевской, осредненная окном в двое суток за период с января 2016 г. по ноябрь 2017 г.