XXIV..59
Цифровой атлас Азовского моря на основе данных численного моделирования и спутниковых наблюдений
Захарова Н.Б. (1), Пармузин Е.И. (1), Кузьмичева В.И. (2), Эрднигор А.Б. (3)
(1) Институт вычислительной математики им. Г.И. Марчука Российской академии наук, Москва, Россия
(2) Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы "Школа № 2007 ФМШ", Москва, Россия
(3) Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы "Пятьдесят седьмая школа", Москва, Россия
В работе представлена разрабатываемая веб-ГИС платформа «Цифровой атлас "ИВМ РАН — Азовское море"», реализующая функции информационной системы для мониторинга и анализа термогидродинамических характеристик морской среды. Азовское море — уникальный мелководный бассейн (средняя глубина ~7 м, максимальная ~15 м), крайне чувствительный к климатическим изменениям, осадкам и антропогенному воздействию. Ограниченный водообмен с Чёрным морем и малая тепловая инерция водной толщи обусловливают быструю реакцию состояния моря на внешние факторы.
Основу атласа составляют результаты численного моделирования по модели INMOM (Institute of Numerical Mathematics Ocean Model) [1] с вариационной ассимиляцией данных [2] спутниковых наблюдений о температуре поверхности моря (cпектрорадиометр MODIS на борту спутника Aqua, MODIS/Terra, VIIRS/Suomi NPP) и вертикальных профилей температуры, усредненных за неделю [3], что обеспечивает высокую точность воспроизведения гидрофизических полей.
Платформа построена на современных веб-технологиях. Интерактивная картографическая основа реализована с использованием библиотеки Leaflet, данные хранятся в формате GeoTIFF. Для отображения на карте выполняется билинейная интерполяция с увеличением разрешения в 4 раза и учет береговой линии на основе маски суша/море. Для построения профилей и временных рядов применяется библиотека Chart.js. Атлас функционирует в любом современном веб-браузере без установки дополнительного программного обеспечения. Функциональные возможности атласа включают:
• визуализацию трехмерных среднемесячных полей температуры и солености на 12 глубинных уровнях (1-12 м) за период 2015-2024 гг.;
• построение вертикальных профилей температуры и солености по выбору точки на карте;
• анализ временной динамики характеристик морской среды в выбранной точке.
Представленный цифровой атлас демонстрирует перспективность интеграции методов численного моделирования, спутникового мониторинга и веб-картографии для решения задач мониторинга состояния морских экосистем. Разработанная архитектура предусматривает расширение на дополнительные параметры и регионы, а также повышение временного разрешения до субсуточного (с шагом до 1 часа) для оперативного анализа и прогнозирования быстропротекающих процессов.
Атлас ориентирован на практическое применение в научных исследованиях, экологическом мониторинге и образовательной деятельности.
Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 19-71-20035, https://rscf.ru/project/19-71-20035/. Данные со спутников предоставлены ЦКП «ИКИ - Мониторинг» [4].
Ключевые слова: ГИС, моделирование, данные дистанционного зондирования, гидротермодинамика, Азовское море, температура, соленость, атлас
Литература:
- [1] Zalesny V.B., Diansky N.A., Fomin V.V. et al. Numerical model of the circulation of the Black Sea and the Sea of Azov // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling (2010) 25, № 6, 581 – 609.
- [2] Агошков В.И., Шутяев В.П., Пармузин Е.И., Захарова Н.Б., Шелопут Т.О., Лезина Н.Р. Вариационная ассимиляция данных наблюдений в математической модели динамики Черного моря // Морской гидрофизический журнал (2019) Т. 35, № 6. С. 585–599. doi:10.22449/0233-7584-2019-6-585-599
- [3] Guinehut S., A.-L. Dhomps, G. Larnicol and P.-Y. Le Traon High resolution 3D temperature and salinity fields derived from in situ and satellite observations // Ocean Sci. (2012) 8, 845-857, doi:10.5194/os-8-845-2012
- [4] Лупян Е.А., Прошин А.А., Бурцев М.А., Балашов И.В., Барталев С.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Суднева О.А., Сычугов И.Г., Толпин В.А., Уваров И.А. Центр коллективного пользования системами архивации, обработки и анализа спутниковых данных ИКИ РАН для решения задач изучения и мониторинга окружающей среды // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (2015) 12 № 5, 263-284.
Бортовая аппаратура космических систем ДЗЗ