СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ АЙСБЕРГОВ Российский патент 2014 года по МПК G01W1/08 

Изобретение относится к определению параметров ледяного покрова, а более конкретно к способу обнаружения айсбергов на фоне ледяного покрова посредством дистанционного зондирования, и может быть использовано как в исследовательских целях, так и при мониторинге ледового покрова.

Известен способ определения параметров подстилающей поверхности, заключающийся в построении фотоизображений подстилающей поверхности, соответствующих результатам зондирования с аэрокосмических носителей, осуществляемом радиолокатором, установленным на борту космического аппарата, в котором характеристики подстилающей поверхности определяют путем визуального анализа полученных фотоизображений (Иоханнессен О.М., Александров В.Ю., Фролов И.Е. и др. Научные исследования в Арктике. Том 3. Дистанционное зондирование морских льдов на северном морском пути: изучение и применение.- СПб.: Наука, 2007, с.68-71). Указанный подход реализуется в цифровом режиме путем сравнения сигнала изображения с опорным уровнем, равным среднему значению яркости льда, и выделению области изображения, превышающей этот уровень. Указанную область считают айсбергом.

Недостатком данного способа является низкая достоверность оперативного определения характеристик из-за невозможности (в ряде случаев) однозначно отличить сигнал, отраженный айсбергом, от сигнала, отраженного многолетним и всторошенным льдом.

Наряду с этим известен способ, осуществляющий определение параметров морского льда с помощью электромагнитных волн разных диапазонов частот, в котором технический результат состоит в получении спутниковых радиолокационных снимков и снимков в оптическом диапазоне длин волн (Бухаров М.В., Никитин П.А. и Спиридонов Ю.Г. Способ определения состояния ледяного покрова. А.С. №1788487//Открытия и изобретения, №2,1993).

Недостатком способа является низкая вероятность обнаружения айсбергов.

Известен также способ обнаружения айсбергов, взятый авторами за прототип, путем совместного использования спутниковых радиолокационных данных и данных видимого спектрального диапазона высокого пространственного разрешения. Способ включает получение спутниковых радиолокационных снимков и изображений в оптическом диапазоне длин волн, анализ и интерпретацию яркости элементов изображений, интерактивное выделение аномалий сигнала радиолокационного изображения, причем интерпретация заключается в сравнении изображений, выделении по радиолокационным изображениям элементов с аномалией (максимальной яркостью сигнала или изображения) и уточнения места нахождения айсберга путем определении наличия тени по изображению в видимом диапазоне, а также контраста между освещенной стороной айсберга и окружающей ледовой или водной поверхностью (Александров В.Ю., Волков В.А., Сандвен С., Бабикер М., Клостер К. Обнаружение арктических айсбергов по спутниковым изображениям РСА и видимого диапазона высокого разрешения //Исследование земли из космоса, №3, 2008, с.44-55).

Недостатком указанного способа, наряду с недостатками радиолокации, является наличие существенных ограничений на использование изображений морского льда, полученных в оптическом диапазоне, связанных с условиями полярной ночи и наличием облачности, повторяемость которой над некоторыми районами акватории Северного ледовитого океана достигает 60-70%, что препятствует выполнению съемки морской поверхности в видимом спектральном диапазоне.

Технический результат заключается в повышении достоверности определения айсбергов.

Заявленный технический результат достигается путем проведения дополнительной процедуры расчета траектории движения ледяного образования, соответствующего выявленной на спутниковых изображениях аномалии сигнала.

Предлагаемый способ обнаружения айсбергов реализуется следующим образом.

Производят прием сигнала, поступающего с радиолокатора, установленного на борту космического аппарата. Одновременно с этим производят прием информации от датчика дистанционного зондирования видимого диапазона, установленного на этом же КА, либо на другом, но производящим съемку этого же района. Из радиолокационного сигнала выделяют максимальное его значение, например, методом сравнения с эталонным сигналом (имеющим постоянное значение) и места на изображении, превышающие эталонный, относят к айсбергам. Одновременно с этим на изображении этого же района, полученном когда это возможно в видимом диапазоне в местах, совпадающих с выделенными по РЛ изображению, определяют положение теней (если они наблюдаются). В случае совпадения указанных признаков, аномалию идентифицируют как айсберг.

Затем через некоторое время, например в следующий сеанс приема информации. производят прием сигнала, повторяют описанные процедуры и строят прогноз траектории движения айсбергов, например, путем экстраполяции их положения на время, равное приему информации из следующего сеанса, после которого сравнивают положение айсбергов с прогнозируемым. При совпадении экстраполированной траектории движения аномалии и отмеченной по данным наблюдений путем расчета движения айсберга делается вывод, что контролируемый объект с аномальным РЛ сигналом и тенями принадлежит айсбергу.

Изобретение относится к области дистанционного зондирования ледяного покрова и может быть использовано для обнаружения айсбергов. Сущность: получают спутниковые радиолокационные снимки. Выделяют зоны аномального значения радиолокационного сигнала, сравнивая его с эталонным значением. Одновременно на изображении, полученном в оптическом диапазоне длин волн, определяют положение теней. В случае совпадения аномалий на радиолокационном снимке с соответствующими тенями на изображении, полученном в оптическом диапазоне длин волн, аномалии идентифицируют как айсберги. Через некоторое время повторяют описанные процедуры и прогнозируют траекторию движения айсберга, например, путем экстраполяции его положения на время, равное приему информации из следующего сеанса. После этого сравнивают наблюдаемое положение айсберга с прогнозируемым. При совпадении прогнозируемой траектории движения и отмеченной по данным наблюдений принимают окончательное решение о наличии айсберга. Технический результат: повышение достоверности определения айсбергов. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ обнаружения айсбергов, включающий получение сигнала спутниковых изображений радиолокационных снимков и изображений в оптическом диапазоне длин волн, выполнение анализа яркости элементов радиолокационных изображений, выделение зон аномального значения сигнала радиолокационного изображения путем его сравнения с эталонным, уточнение места нахождения айсберга и принятие решения о наличии айсбергов, отличающийся тем, что осуществляется прогноз перемещения аномальной зоны между сеансами приема информации и сравнение наблюдаемого положения с прогнозируемым.

2. Способ обнаружения айсбергов по п.1, отличающийся тем, что принятие решения о наличии айсберга осуществляется при совпадении траектории движения зоны аномалии сигнала с прогнозируемой траекторией движения айсберга.