Возможности анализа и оценки быстроразвивающихся природных процессов в информационных системах дистанционного мониторинга

В информационных системах дистанционного мониторинга Земли, разработанных в институте космических исследований РАН (Лупян, Прошин и др. 2015), предоставляется доступ к ежедневно пополняемым распределённым архивам спутниковых данных, некоторые из которых поступают с большой периодичностью. Такие данные удобно использовать для анализа динамики различных объектов и процессов: природных пожаров, активности вулканов, антропогенных объектов и т.д. Работа посвящена способам анализа, доступным в информационных системах. Среди них можно выделить: моделирование явления, визуальный анализ динамики процесса, а также оценку количественных характеристик с использованием графиков.
Моделирование явления представляет собой прогноз развития природного процесса, построенный на основе данных дистанционного зондирования и результатов математического моделирования. Например, прогнозирование динамики лесного пожара (Хвостиков С.А., Балашов И.В. и др. 2012) или модель распространения пепловых облаков при эксплозивном извержении вулкана (Searcy et al., 1998; Malkovsky et al., 2017).
Для визуального анализа динамики процесса создаются анимированные изображения на основе серии наблюдений спутниковых систем. Кроме спутниковых данных система создания анимаций позволяет включать любые тематические слои и картографию, в том числе меняющуюся во времени, такую как метеорологические данные, результаты моделирования явления, результаты наблюдений пожаров и т.д.
Система построения графиков (Марченков В.В., Толпин В.А. и др. 2016) позволяет анализировать временные ряды спутниковых данных, оценивать спектральные характеристики поверхности в выбранных точках и заданных объектах наблюдения. Такой вид анализа применяется для мониторинга сельскохозяйственных угодий, участков повреждения леса и наблюдений за температурой в кратерах вулканов.
В работе приводятся примеры оценки быстроразвивающихся природных процессов всеми перечисленными способами. Обсуждаются вопросы, связанные с организацией блока построения анимированных изображений, его архитектура, взаимодействие с системами хранения и обработки данных. Также обсуждается возможность использования созданного блока построения анимированных изображений совместно с блоками моделирования явлений для оценки точности результатов, полученных в ходе моделирования.
Работа выполнена в рамках темы «Мониторинг» (№ 01.20.0.2.00164). Для проведения разработки использовались возможности Центра коллективного пользования «ИКИ-Мониторинг» (http://smiswww.iki.rssi.ru/default.aspx?page=357)