Мурманские учёные создают региональный портал мониторинга опасных явлений

Представьте: вы сидите в Мурманске, пьёте кофе, а в это время над Кольским полуостровом и Баренцевым морем пролетают спутники Sentinel-1 и Landsat 8. Один делает радиолокационный снимок, второй — мультиспектральный. Через некоторое время компьютеры в Мурманском арктическом университете анализируют эти снимки и находят границу между льдом и водой, а также определяют, где растительность зелёная и здоровая, а где ослабла.

Это не фантастика, а уже реальность. И она создана студентами МАУ под руководством заведующего Научно-исследовательской лабораторией "Анализ данных и искусственный интеллект в арктических исследованиях" Ирины Лазаревой и заведующего кафедрой ИТ Олега Ляша в рамках масштабного научного проекта РНФ № 24−17−20021, направленного на создание регионального портала мониторинга опасных явлений природного и антропогенного происхождения Мурманской области.

Раньше границу льда определяли вручную: по спутниковым снимкам, глазами, с линейкой. Сегодня ученые используют радиолокационные снимки со спутника Sentinel-1, потому что радар "видит" сквозь облака и в темноте, а в Арктике это критично. Спутник посылает микроволновые сигналы: лёд, вода и суша отражают их по-разному.

"Мы используем методы анализа данных, в частности, адаптивную пороговую обработку и анализ перцентилей. Это позволяет нам не просто брать "среднюю яркость", а находить естественные границы между классами. А использование компьютерного зрения обеспечивает обработку спутниковых снимков быстрее и точнее, чем это сделал бы человек", - рассказала заведующая НИЛ "Анализ данных и искусственный интеллект в арктических исследованиях" Ирина Лазарева.

Результат работы – живая карта ледовой обстановки в Баренцевом и Белом морях. На ней можно увидеть где лёд был в январе 2021 года, а где в марте, как он двигался, где смыкался, перекрывая фарватеры, где таял быстрее всего.

Мультиспектральные снимки Landsat 8 помогают ученым оценивать и состояние растительности на суше. На основе полученных данных компьютер рассчитывает специальный индекс NDVI (нормализованный разностный вегетационный индекс) для каждого пикселя. По формуле NDVI сравнивается, сколько инфракрасного света отражается и сколько красного поглощается. Чем выше "зелёный балл", тем здоровее растительность. Визуализированный результат ученые загружают на интерактивную карту геопортала МАУ. Любой желающий может увидеть состояние растительности на заданный период.

Авторы: Ирина Лазарева, Екатерина Скалабан, Олег Ляш (МАУ)

Читайте полную версию статьи на Дзене МАУ