Фефилов Юрий Вадимович Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт экономики, информации и автоматизированных систем управления рыбного хозяйства ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДИСТАНЦИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЕРВИЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ В СИСТЕМАХ МОНИТОРИНГА ОКЕАНА Структурная схема ОСМ Результаты научных рейсов Общий допустимый улов Мониторинг характеристик среды НИС Квоты вылова Разрешение на промысел Учетные данные предприятий • Лицензирование • Реестр флота Данные РИЦ инспекторских Отчеты предприятий Позиции судов ССД проверок Спутниковый мониторинг океана •ТПО •Концентрация хлорофилла «а» •Динамическая топография •Радиолокационное изображение •Ледовая обстановка NOAA ERS - 2 Topex/Poseidon SeaWiFS Центр обработки Цель работы Разработка и реализация информационной технологии определения параметров первичной продуктивности на основе спутниковых данных, позволяющей повысить точность восстановления концентрации хлорофилла «а» для региона Дальнего Востока и эффективность обработки спутниковых данных Решаемые задачи •анализ задач мониторинга и прогнозирования океанографических и гидробиологических параметров морских акваторий на основе спутниковых данных; •разработка программы и проведение подспутникового эксперимента по верификации данных спутникового сканера SeaWiFS; •исследование погрешностей аналитических и эмпирических алгоритмов восстановления концентрации хлорофилла «а» для региона Дальнего Востока; •разработка региональных алгоритмов восстановления концентрации хлорофилла «а» по спутниковым данным, учитывающих особенности атмосферы и биооптического состояния вод для данного региона; •разработка и создание методики комплексного усвоения спутниковых данных и данных in situ для задач определения параметров первичной продуктивности; •разработка программного обеспечения для реализации методики; Дистанционные оптические методы исследования океана nH2O + nCO2 + свет (CH2O)n +nO2 Первичной продуктивностью принято называть скорость новообразования органического вещества фотоавтотрофными организмами за счет поглощенной солнечной энергии сам процесс биологического превращения энергии света в химически связанную (в виде органических веществ) энергию называется фотосинтезом хлорофилл «а» является одним из пигментов фитопланктона и имеет характерный спектр поглощения помимо хлорофилла «а» на цвет морской воды влияют растворённое органическое вещество и неорганические взвеси Тенденции развития 14 12 10 8 6 4 2 0 1996 1997 1999 2002 Регрессионные алгоритмы lg CChl lg A B lg r12 CChl 10 ( a0 a1R a2 R a3 R 2 Rrs (490 ) R lg Rrs (555) 3 ) a4 Алгоритм ОС4 Подспутниковый эксперимент 142 54 53 52 51 50 49 48 47 46 143 144 145 146 147 Станд. алгоритм завышает значения Àëãî ðèòì SeaWiFS 10 1 0.1 0.1 1 Êî í òàêòí û å èçì åðåí èÿ 10 0.6 0.6 0.4 0.4 Èçì åðåí èÿ õëî î ô èëëà "à" in situ Èçì åðåí èÿ õëî î ô èëëà "à" in situ Соотношения R35 и R45 0.2 0 -0.2 0.2 0 -0.2 -0.3 -0.2 -0.1 Ñî î òí î ø åí èå R35 0 0.1 -0.3 -0.2 -0.1 Ñî î òí î ø åí èå R45 0 0.1 Погрешности алгоритмов Сравнительная точность восстановления концентрации хлорофилла «а» с использованием стандартного алгоритма SeaWiFS и регионального алгоритма Номер станции Контактные измерения [мг/м3] Алгоритм SeaWiFS [мг/м3] Погрешност ь SeaWiFS Регион. Алгоритм [мг/м3] Погрешность регион. алгоритма 17 24 1.08 2.99 2.76 6.81 157 128 1.01 2.91 7 3 67 68 85 94 1.17 0.98 1.62 1.34 2.53 1.47 2.13 2.20 117 49 31 65 1.19 1.07 1.69 1.46 2 9 4 10 95 109 1.30 0.65 2.13 2.19 64 237 1.00 0.73 23 13 Сравнение алгоритмов 24 7 Êî í öåí òðàöèÿ õëî ðî ô èëëà "à" 6 Ñðàâí åí èå àëãî ðèòì î â Äàí í û å in situ Àëãî ðèòì SeaWiFS 5 Ðåãèî í àëüí û é àëãî ðèòì 4 3 17 67 109 94 95 2 85 68 1 0 0 1 2 3 4 5 Í î ì åð ñòàí öèè 6 7 8 9 Технология обработки данных Данные спутниковых сенсоров Данные in situ Региональные модели Восстановление концентрации хлорофилла Карты в графических форматах Значения параметров в текстовом или бинарном виде Конвертеры Математическое, статистическое и геоинформационное ПО Отраслевая система мониторинга водных биологических ресурсов и контроля за деятельностью промысловых судов Схема обработки данных Данные на магнитной ленте Выделение заданного региона Данные формата L1 (регион) Программа работы с магнитной лентой Данные формата L1 Алгоритм атмосферной коррекции Данные по метеорологии Архивированные спутниковые данные Программа работы с архивами Региональный биооптический алгоритм Данные формата L2 Создание картографич. проекции Карты + дополнительные данные Программа работы с метеоданными Карты концентрации хлорофилла Программное обеспечение Главное меню Выбор региона Результат Информация о ходе работы Сравнение результатов восстановления Стандартный алгоритм Предложенный алгоритм Карта концентрации хлорофилла «а» Карта динамической топографии Статистическая информация по вылову Совместное использование данных