Проблема мониторинга толщины ледяного покрова представляется достаточно актуальной с точки зрения обеспечения безопасного судоходства и эксплуатации гидротехнических сооружений в замерзающих морях Арктического региона.
На основе физической модели и алгоритма приближенного решения задачи объективного автоматизированного определения толщины морских льдов, была реализована технология классификации толщины льда по данным дешифрирования спутниковых изображений в инфракрасном диапазоне.
Используемая технология основана на сочетании спутниковых наблюдений за радиационной температурой поверхности ледяного покрова с физической моделью процессов нарастания льда и данными регулярных наземных измерений. Для определения толщины льда по данным ИСЗ применяется косвенный метод, основанный на найденных эмпирических взаимосвязях между измеряемым параметром (температурой поверхности льда) и толщиной льда. В рамках модели оценки толщины морского льда по значению температуры его поверхности непосредственно определяется не истинная толщина льда и снега в данном пикселе, а преобразованная толщина Hp, приведенная к толщине льда, теплопроводность которого равна теплопроводности льда, покрытого снегом.
Автоматизированное определение толщины морского льда по спутниковым изображениям ИК-диапазона производится только для безоблачных районов. Границы облачных образований определяются с использованием данных видимых и ближних ИК-каналов спутниковых радиометров.
В качестве исходных данных были использованы спутниковые ИК-изображения Landsat-8, NOAA/AVHRR и Suomi-NPP, доступные в свободном режиме. Валидация технологии производилась путем сравнения дистанционных данных с опорными наблюдениями гидрометеорологических станций. Информация о состоянии льда, в частности о толщине припая и высоте снежного покрова на береговых ГМС, поступает регулярно каждую декаду. Дополнительно, в качестве вспомогательной проверочной информации могут выступать обзорные ледовые карты ФГБУ ААНИИ, выполняемые на основе экспертной оценки за период 3-5 дней.
Классифицированные ИК-изображения могут быть использованы при составлении ледовых карт.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 18-05-60124/18 Арктика от 31.05.2018)