Технология автоматизированной классификации спутниковых ИК изображений по возрастным стадиям развития морских льдов

Технология разработана на основании дополненной и уточненной математической модели определения толщины морского льда. Однако в соответствии с Номенклатурой ВМО определяется не толщина льда в сантиметрах, а возрастная стадия развития льда.
Технологические операции классификации осуществляются в трех блоках.
В блоке обработки данных береговых станций по ежедекадным данным о высотах снега и суммах среднесуточных температур формируется и ведется оперативная текущая база (таблица) высот снега, расчетных толщин льда и преобразованных толщин снежно-ледяного покрова различного (с декадным шагом) времени образования.
По данным очередных трех колонок этой таблицы линейной интерполяцией на начало каждой декады составляется (обновляется) классификационная таблица преобразованных толщин и параметров Q льдов толщины которых равны истинным толщинам границ возрастных стадий (10. 30, 50, 70, 120 см ), которая передается в блок классификации.
В блоке предварительной обработки спутниковых изображений выполняется их географическая привязка и трансформирование в стереографическую проекцию. определяются границы сбора информации (района открытого от облачности) и автоматически измеряется яркость «толстого» льда в постоянных для каждого моря тестовых точках заснеженной суши.
Непосредственные технологические операции классификации выполняются в основном блоке классификации в следующей последовательности:
1. Экспертом при необходимости измеряется яркость дополнительных тестовых точек взамен закрытых облаками,
2. Яркость «толстого» льда интерполируется на все пиксели ИК изображения,
3. Из интерполированной яркости «толстого» льда вычитается постоянная для данного спутника яркость соответствующая температуре –1.8°С (At – Aw),
4. Аналогичная операция выполняется для яркостей ИК изображения (Ai – Aw),
5. Для каждого пиксела ИК изображения открытого от облачности определяется путем деления изображений параметр Q = (Ai –Aw) / (At – Aw ),
6. С использованием классификационной таблицы формируется растровое классифицированное ИК изображение в виде двух файлов – цифровом (средние толщины возрастных стадий) и цветовом коде RGB

Все эти операции выполняются практически полностью автоматически с использованием стандартных программ вычитания и деления изображений различных каналов. При этом в легенде на врезке после цветового кода каждой возрастной стадии могут указываться не только ее граничные толщины, но и расчетные высоты снега.
Классифицированное ИК изображение передается конечным пользователям для выбора пути движения во льдах, оценки ледовой обстановки в районе инженерных сооружений и решения других оперативных задач, а также передается в блок построения векторной ледовой карты и определения параметров ледяного покрова в узлах регулярной сетки. Необходимо отметить, что измеренная для каждого пиксела яркость определяется средней для соответствующей элементарной площадки местности преобразованной толщиной. Поэтому при анализе и использовании данных классификации должны учитываться формы льдов в частности по данным судовых наблюдений.
(доклад подготовлен по результатам исследований в рамках проекта 1.5.4 Росгидромета, ЦНТП-2007).