Применение ГИС-технологий для мониторинга ледовой обстановки на Северном морском пути по материалам космической съемки

Судоходство по Северному морскому пути связано с плаванием судов в сложной ледовой обстановке. Возможность получения информации о морских льдах с помощью спутниковой аппаратуры представляет особый интерес для России в связи с ее географическим положением. Кроме того, арктические акватории характеризуются крайней труднодоступностью, что существенно ограничивает возможности подспутниковых наблюдений.
Глобальное покрытие территории данными дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в различных спектральных диапазонах с российских («Метеор-М») и зарубежных (NOAA, TERRA, AQUA) космических аппаратов (КА) представляет особую ценность при решении задач, связанных с необходимостью получения общей информации о состоянии ледового покрова определенной акватории, а также при решении задач, требующих осуществления оперативных наблюдений. К подобным задачам относится, например, информационное обеспечение навигации на Северном морском пути и его отдельных участках.
Для слежения за изменением ледовой обстановки в морях составляют ледовые карты сплоченности, возраста, форм льда и др. Важные преимущества космической съемки – повторяемость, оперативность и достоверность информации – дают возможность фиксировать состояние быстро изменяющихся природных явлений на различные моменты времени.
Использование программного комплекса «Image Media Center» (ПК IMC), разработанного российской компанией «Центр инновационных технологий», позволяет в автоматическом режиме производить предварительную и тематическую обработку материалов оптической съемки для формирования карты ледовой обстановки, в частности, карты сплоченности льда. Программные алгоритмы обработки многоспектральных данных ДЗЗ позволяют отличать льды от облаков и классифицировать типы льда по заданным параметрам. При формировании карты формируются соответствующие векторные слои, наполненные атрибутивной информацией. При этом обработка материалов может производиться на рабочем месте оператора или на удаленном сервере, что позволяет обрабатывать большие объемы растровых и векторных данных в автоматическом режиме.
Использование ПК IMC позволяет решить задачу формирования векторных карт ледовой обстановки в соответствии с российскими и международными стандартами на основе обработки и анализа геопространственных данных. Результирующая векторная карта ледовой обстановки оформляется в соответствии с Номенклатурой Всемирной Метеорологической Организации по морскому льду, набор атрибутивных данных соответствует международному стандарту SIGRID-3.
Основным преимуществом ПК IMC является интеграция различных видов информации в едином геоинформационном пространстве, что позволяет повысить качество выходной информации и сократить время на ее извлечение за счет реализации автоматизированного формирования цифровых ледовых карт и предоставления их заинтересованным пользователям на основе современных информационных технологий. Кроме того, совмещение в едином координатном пространстве космической и наземной информации, а также информации, получаемой посредством использования WMS/WFS-сервисов (например, погодных данных), позволяет наглядно в интерактивном режиме проводить многофакторный анализ зоны интереса, поскольку часто даже большое количество информации не может помочь решить проблему, пока она не будет визуализирована на карте.
Таким образом, использование ПК IMC позволяет сократить время подготовки ледовых карт за счет автоматизации процессов обработки и анализа материалов дистанционного зондирования Земли, обеспечить своевременное, наглядное представление актуальной оперативной и архивной информации о ледовой обстановке, гидрометеорологической информации, а также предоставить итоговую информацию достаточного качества по оперативности, достоверности, актуальности и полноте для принятия управленческих решений по безопасности судоходства в акватории северных морей в навигационный период.