В настоящее время применение web-камер является неотъемлемым инструментом для анализа вулканической активности. Они могут дополнять своей информацией сейсмический, спутниковый, визуальный мониторинг. Web-камеры используются для наблюдений за многими действующими вулканами мира, однако в большинстве случаев они используются лишь для качественного мониторинга, позволяя выявлять пепловые шлейфы и термальные аномалии. В ряде публикаций (Lovick et. al, 2008; Patrick et. al., 2010) были продемонстрированы алгоритмы обработки изображений, полученных с web-камер, для количественного анализа вулканических событий. Описанный выше алгоритм был локализован для работы с web-камерами Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН установленными в пос. Ключи, которые ведут непрерывную съёмку вулканов Шивелуч и Ключевской. Для обработки использовались только ночные снимки, на которых можно фиксировать свечение горячего вулканического материала в инфракрасном диапазоне (от 700 до 1000 нанометров). Частота съёмки камер составляет 1 кадр/мин. Разработанный авторами компьютерный алгоритм автоматически выбирает ночные снимки, конвертирует их в 256 градаций серого цвета, или яркости (значение 0 представляет чёрный цвет, а значение 255 — белый). Основой для анализа данных являются методы статистической обработки изображений. Для каждого снимка определялось среднеквадратичное отклонение (градаций серого) – показатель рассеивания значений случайной величины относительно её математического ожидания, которое позволяет оценить, насколько значения во множестве могут отличаться от среднего значения. В результате мы можем получить количественные характеристики интенсивности свечения термальной аномалии в пределах активной части вулкана.
Следующим шагом стала попытка провести корреляцию полученных данных со спутниковой информацией. Для этой задачи был выбран сенсор AHI, установленный на геостационарном спутнике Himawari-8. Спутник позволяет производить съемку поверхности Земли каждые 10 минут, что значительно повышает информативность наблюдений за активными вулканами. В России данные Himawari-8 получает и обрабатывает ДЦ "НИЦ "Планета" (Хабаровск). С использованием возможностей объединенной системы работы с данными НИЦ "Планета" и Центра коллективного пользования "ИКИ-Мониторинг", информация, получаемая на основе данных Himawari-8, интегрирована в информационную систему “Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил” (VolSatView) (Гордеев и др., 2016; Лупян и др., 2014, 2015). Обработка данных AHI полностью производилась в системе VolSatView. Для каждого спутникового снимка автоматически определялась яркостная температура (в диапазоне 3.9 мкм) над действующим вулканом.
Результат совместной обработки спутниковых данных и информации с web-камер показал очень хорошую их корреляцию по определению интенсивности термальной аномалии для извержений вулканов Шивелуч и Ключевской. Показано, что увеличение временной детализации данных позволяет выделять этапы подготовки и развития эруптивной деятельности; улучшать информативность оперативного мониторинга текущих извержений вулканов. Представленные два метода обработки и анализа дистанционных данных (спутниковых и web-камер) могут использоваться как самостоятельно, так и совместно, дополняя друг друга.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект № 16-17-00042).