Результаты работ на первом этапе Проекта в части валидации информационных продуктов, содержащих характеристики почвенно-растительного покрова и характеристик границы раздела атмосфера-гидросфера, восстановленных по космическим мультиспектральным изображениям (НИИ «АЭРОКОСМОС»)

1. По результатам анализа спутниковых данных, получаемых со спутников стран БРИКС составлен перечень информационных продуктов, содержащих характеристики почвенно-растительного покрова. Для дальнейших исследований были выбраны информационные продукты, получаемые на основе данных сканирующего радиометра VIRR (FY-3), со значениями температуры поверхности суши (FY-3 VIRR LST), а также нормализованного индекса растительности (NDVI) по данным VIRR и MERSI-II (FY-3 MERSI-II NDVI, FY-3 VIRR NVI). Разработанный подход к валидации может быть применен к перспективным информационным продуктам на основе данных МСУ-МР и PMS (GF).

2. Разработан методический подход по сбору исходных спутниковых данных для проведения валидации с учетом выбора пространственно-временного охвата и ограничений в условиях сьемки. Для валидации методами сравнения и коллокации выбранных информационных продуктов, получаемых ресурсными спутниками стран БРИКС и содержащих характеристики почвенно-растительного покрова, были подобраны рекомендуемые опорные спутниковые информационные продукты, с известными показателями достоверности данных.

3. Предложен специальный подход к валидации методов построения восстанавливающих операторов с последовательным приближением условий, задаваемых при численном моделировании изображений морской поверхности, близких к реальным условиям их получения. Для адаптации разработанных методов к более широкому набору условий волнообразования параметры базовых восстанавливающих операторов, уточняются по данным, полученным в ходе комплексных экспериментов, проведенных при различных условиях.

4. Существующие подходы к валидации результатов дешифрирования плёночных сликовых образований на морской поверхности предлагается модифицировать, адаптировав их, прежде всего, к условиям работы с большим количеством сликовых образований. В качестве основного пути адаптации рассматривается вовлечение в процесс обработки и валидации данных ДЗЗ баз данных сликовых образований и их потенциальных источников, зарегистрированных натурным способом, а также организация взаимной проверки результатов дешифрования с использованием принципов коллективной работы с геопространственными данными, известных как «crowdmapping». Такой подход можно считать развитием «ГИС-подхода» к дешифрированию сликовых образований на космических изображениях морской поверхности.

5. Определен перечень источников спутниковых данных, которые должны использоваться в качестве исходных данных при исследовании характеристик границы раздела атмосфера-гидросфера. Информационное обеспечение исследования плёночных сликовых образований предлагается выполнить на основе данных космических оптических и радиолокационных съёмок, выполненных со спутниковых систем Landsat-8, Sentinel-2A/B и Sentinel-1A/B. Типы информационных продуктов: Landsat 8 Collection 1 Tier 1 TOA Reflectance, Sentinel-2 MSI Level-2A, Sentinel-1 SAR GRD.

Для верификации методов восстановления спектров поверхностного волнения по оптическим изображениям предложено использовать данные спутников типа QuickBird и Ресурс-П. Также будет рассмотрена возможность привлечения информационных продуктов, получаемых с китайских космических аппаратов типа GF и ZY в рамках работ по построению платформы обмена спутниковыми данными.

6. В качестве источников подспутниковых данных для верификации методов восстановления спектров поверхностного волнения по оптическим изображениям будут использованы результаты доступных измерений с помощью решетки струнных волнографов, а также путем стереофотосъемки с малой высоты со стационарной океанографическая платформа в прибрежной акватории Черного моря вблизи поселка Кацивели.  Данные, полученные в акватории бухты Мамала у острова Оаху (Гавайи) будут используются для уточнения параметров восстанавливающего оператора применительно к более сложным условиям волнообразования.

В части работ, посвящённой исследованию плёночных сликовых образований на морской поверхности, в качестве априорных тестовых акваторий рассматриваются: акватория Авачинского залива (Камчатка) и акватория у северо-восточного побережья острова Сахалин, представляющая интерес в связи обнаруженными подводными источниками нефтепроявлений. Список тестовых акваторий остается открытым в связи с продолжением процесса обнаружения валидированных случаев наблюдений плёночных сликовых образований.

Результаты работ на первом этапе Проекта в части валидации альтиметрических спутниковых измерений (ГЦ РАН)

1. Проведен сравнительный анализ данных атмосферных реанализов и создан архив реанализов ERA-Interim и NCEP/NCAR за 13 лет. Рассчитанны матрицы кросс-корреляций изменений метеорологических параметров без сглаживания и с годовым скользящим сглаживанием между различными реанализами за единый для всех рассмотренных реанализов за 10 лет. Анализ показал, что межгодовые изменения метеорологических параметров за десятилетний период, рассчитанные по различным реанализам, оказались хорошо коррелированы друг с другом.

2. Осуществлен подбор современных моделей расчета морских приливов, приливов в твердой коре Земли и полюсных приливов. В качестве основных моделей расчета поправки на океанические приливы выбраны две современные модели расчета морских приливов: GOT4.8 и FES2004. Приливы в твердой земной коре будут рассчитываться по модели земных приливов ATLANTIDA3.1_2014, разработанной в ИФЗ РАН.

3. Сформирован банк данных доступных измерений на метеостанциях, зондах и уровенных постах для последующего выбора оптимального массива данных атмосферного реанализа и моделей ионосферы и приливов.

4. Проведены работы по оцифровке данных на аналоговых носителях и преобразование в цифровые массивы данных измерений геомагнитного поля, полученные советскими специализированными научно-исследовательскими спутниками Космос-49 и Космос-321. По результатам работы был создан современный цифровой архив данных измерений геомагнитного поля спутниками магнитной разведки Космос-49 и Космос -321, доступный по адресу: http://usd.wdcb.ru

Участие в научных мероприятиях по тематике Проекта за 2020 год

1. Pan-Eurasian EXperiment (PEEX) – Observation, Modelling and Assessment in the Arctic-Boreal Domain, доклад «Satellite-derived spatiotemporal patterns of environmental changes caused by 2018-2019 wildfires in Arctic-Boreal Russia», Cherepanova E.V., Bondur V.G., Feoktistova N. V., Zamshin V.V.

2. 12th Coastal Altimetry Workshop. Доклад «Recalculation plan for altimetry measurements of Russian GEO-IK satellites No 1-9 ((1985–1995))», Lebedev S.

3. 18 Всероссийская Открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» ИКИ РАН. Доклад «Исследование сезонной и межгодовой изменчивости индекса NDVI на территории Республики Адыгея», Лебедев С.А., Костяной А.Г., Кравченко П.Н., Шевякова О.П.

4. Всероссийская конференция «Глобальные проблемы Арктики и Антарктики». Доклад «Геомагнитное сопровождение высокотехнологичной деятельности нефтегазовой отрасли в Арктике», Соловьев А.А., Сидоров Р.В. Алешин И.М.

5. 18 Всероссийская Открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» ИКИ РАН. Доклад «Анализ аномалий концентрации метана над выгоревшими территориями бореально-арктической зоны Восточной Сибири в 2018-2019 гг. по спутниковым данным TROPOMI», Черепанова Е.В., Феоктистова Н.В., Чудакова М.А.