Картографическое отображение и анализ гидрофизических характеристик озера Байкал, детектируемых дистанционным спутниковым зондированием

Сутырина, Екатерина Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Картографическое отображение и анализ гидрофизических характеристик озера Байкал, детектируемых дистанционным спутниковым зондированием
ВАК РФ 25.00.33, Картография

Автореферат диссертации по теме "Картографическое отображение и анализ гидрофизических характеристик озера Байкал, детектируемых дистанционным спутниковым зондированием"

0034Б7218

На правах рукописи

СУТЫРИНА Екатерина Николаевна

КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ И АНАЛИЗ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОЗЕРА БАЙКАЛ, ДЕТЕКТИРУЕМЫХ ДИСТАНЦИОННЫМ СПУТНИКОВЫМ ЗОНДИРОВАНИЕМ

25.00.33 - Картография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Иркутск - 2009

003467218

Работа выполнена в ГОУ ВПО Иркутский государственный университет

Научный руководитель:

доктор технических наук Аргучинцев Валерий Куприянович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Пластинин Леонид Александрович

доктор географических наук Шимараев Михаил Николаевич

Ведущая организация:

Байкальский институт природопользования

СО РАН

Защита состоится 12 мая 2009 г. в 13.30 часов на заседании диссертационного совета Д 003.010.01 по защите докторских диссертаций при Институте географии им. В.Б. Сочавы СО РАН по адресу: 664033, Иркутск, Улан-Баторская, 1 Факс: (3952) 42-27-17 E-mail: postman@irigs.irk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН

Автореферат разослан « К-7» апреля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор географических наук

Рагулина М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Природная среда, находящаяся под постоянным антропогенным воздействием, постепенно утрачивает уникальную способность к самоочищению, что может в конечном итоге привести к необратимым процессам. С этой точки зрения внутренние водоемы представляют собой весьма уязвимые системы, так как по своему гидрографическому положению являются естественными коллекторами для питающих их водосборов (Комплексный дистанционный мониторинг..., 1987).

Слежение за состоянием водных объектов представляет собой важнейший динамический аспект качественно-количественной оценки водных ресурсов. Контроль состояния водных объектов с применением дистанционных методов основан на возможности регистрации современной дистанционной аппаратурой широкого спектра значимых параметров водной среды (Бондур, 2004). Основным средством организации и интерпретации данных дистанционного зондирования служат карты (Берлянт, 2002). Дешифрирование снимков представляет собой один из самых важных и сложных процессов создания карт, и от того, насколько он технически грамотно будет выполнен, зависит качество составленной карты. При этом возрастающие требования к точности дистанционных измерений обуславливают необходимость разработки более эффективных алгоритмов тематического дешифрирования спутниковых данных, а интенсивное развитие средств цифровой обработки изображений делает необходимым осуществлять усвоение и реализацию спутниковой информации с помощью автоматизированных систем обработки (Парамонов и др., 2002).

Таким образом, разработка алгоритмов интерпретации спутниковых данных и реализация автоматизированных систем их обработки являются актуальными при изучении природных объектов и картографировании их характеристик на основе данных дистанционного зондирования.

Цель работы и задачи исследования. Основной целью диссертационной работы является разработка эффективных алгоритмов тематического дешифрирования спутниковых измерений и построение автоматизированной системы обработки спутниковой информации для картографирования полей гидрофизических характеристик оз. Байкал. Для достижения данной цели было необходимо решить следующие научные задачи:

•адаптировать существующую систему автоматической географической привязки спутниковых изображений;

•разработать региональный алгоритм детектирования толщины ледяного покрова в период становления и нарастания льда на оз. Байкал по данным АУНЯЯ;

• исследовать возможность картографирования ледовой обстановки в период разрушения снежно-ледяного покрова на оз. Байкал по данным АУНЯЯ; •разработать региональные алгоритмы детектирования температуры поверхности воды оз. Байкал по данным АУНШ1;

•рассмотреть возможность использования спутниковой информации о пространственно-временном распределении температуры поверхности воды для картографирования полей других гидрофизических показателей в оз. Байкал; •проверить работоспособность разработанных алгоритмов тематической обработки спутниковых измерений с использованием массива опорной контактной информации.

Объектом исследования является вся акватория оз. Байкал. Озеро расположено в районе с резко континентальным климатом в центральной части Евразийского материка между 51 0 28 ' и 55 ° 47 ' северной широты и между 103 ° 43 ' и 109 ° 58 восточной долготы. Байкал представляет собой уникальный природный объект, является самым глубоким и самым большим по объему пресноводным озером в мире (Physical limnology..., 1994).

Использованные материалы и методы исследования. В рамках данного исследования были использованы данные фондовых материалов Иркутского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, спутниковые данные из архива Института солнечно-земной физики СО РАН, экспедиционные данные Лимнологического института СО РАН.

В диссертационной работе применялись методы математической статистики и методы цифровой обработки изображений. В ходе работы было использовано программное обеспечение различного назначения: программный комплекс «Sputnik» (для обработки спутниковых данных), графический редактор «CorelDraw» (для составления карт, схем и т.д.); «Microsoft Excel» (статистический анализ, определение регрессионных коэффициентов); среда для разработки приложений «Borland С++».

Научная новизна. Данная диссертационная работа представляет научные и практические результаты построения автоматизированной системы тематического дешифрирования гидрофизических характеристик поверхностного слоя оз. Байкал по спутниковым данным для картографического отображения гидрофизических показателей. Новые научные результаты диссертационного исследования состоят в следующем:

• разработан региональный алгоритм тематического дешифрирования толщины ледяного покрова на оз. Байкал по данным AVHRR, основанный на совместном анализе данных видимого и ИК диапазонов;

•разработаны региональные алгоритмы тематического дешифрирования температуры поверхности оз. Байкал по данным AVHRR, основанные на совместном анализе данных видимого и ИК диапазонов в дневное время суток или на применении двухканальных нелинейных зависимостей - в ночное время суток; •разработана компьютерная технология автоматизированного создания тематических картографических изображений оз. Байкал по данным AVHRR; •разработана серия тематических карт температуры и ледовой обстановки на оз. Байкал.

Практическая значимость работы. Разработанная технология автоматизированного определения гидрофизических характеристик поверхностного слоя оз. Байкал была успешно апробирована в Центре космического монито-

ринга Института солнечно-земной физики СО РАН для картографирования полей температуры поверхности воды в озере и может быть использована в практических целях. Позитивный опыт построения автоматизированных систем обработки спутниковой информации для целей тематического картографирования выявил перспективность этого рода деятельности и высокую заинтересованность в спутниковых данных как для проведения фундаментальных исследований, так и для решения различных прикладных задач, в том числе задач охраны окружающей среды.

Результаты исследований используются в учебном процессе на географическом факультете Иркутского государственного университета.

Работа выполнена при поддержке программ «Фундаментальные исследования и высшее образование» (проект НОЦ-017 «Байкал») и «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект РНП.2.2.1.1.7334).

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научно-практической конференции студентов и аспирантов «Ресурсы Байкальского региона: освоение, состояние, экологические проблемы» (Иркутск, апрель 2005 г.); симпозиуме «НОЦ «Байкал» - стратегия развития» (Иркутск - Б. Коты, июль 2006 г.); рабочей встрече с группой экспертов, представляющих Министерство образования и науки РФ и американский фонд CRDF, на презентации заявки ИГУ «НОЦ «Байкал»: интеграция научной и образовательной деятельности в рамках комплексного изучения геоэкологии объекта Всемирного наследия ЮНЕСКО», представленной на конкурс «Фундаментальные исследования и высшее образование») (Иркутск, ноябрь 2006 г.); научно-практической конференции студентов и аспирантов «Вопросы геоэкологии и природопользования в Байкальском регионе» (Иркутск, апрель 2007 г.); конференции научно-образовательных центров «Pan-REC» (Пермь, июнь 2007 г.); школе-семинаре «Закономерности и пути эволюции геологических, физико-химических и биологических процессов формирования химического состава и свойств природных вод Байкальского региона» (Улан-Удэ, октябрь 2007 г.); XV Международном симпозиуме «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» (Красноярск, июнь 2008 г.); XIV Гляциологическом симпозиуме «Гляциология от Международного геофизического года до Международного полярного года» (Иркутск, сентябрь 2008 г.); IV Всероссийской научно-методической конференции «Системы географических знаний» (Иркутск, ноябрь 2008 г.).

Публикации и личный вклад автора. Основное содержание диссертационного исследования достаточно полно отражено в 13 научных публикациях. Все основные результаты, приведенные в диссертации, получены автором лично. Автором самостоятельно разработаны представленные в диссертации алгоритмы автоматизированной обработки данных, а также получены и проанализированы представленные результаты.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы 152 страниц, включая 47 рисунков и карт и 11 таблиц. Список литературы содержит 176 наименований, в том числе 49 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ПОЛОЖЕНИЯ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ ПРЕДМЕТ ЗАЩИТЫ

1. Разработанная автоматизированная система пространственной привязки и обработки данных AVHRR предназначена как для работы в оперативном режиме, так и для работы с архивными данными.

Большая часть данных дистанционного спутникового зондирования сразу поступает в цифровом виде (Пластинин, Плюснин, 2006), что позволяет непосредственно применять для их обработки современные компьютерные технологии, при использовании которых становится возможным осуществлять усвоение и реализацию спутниковой информации с помощью автоматизированных систем обработки данных.

Конкретная реализация этапов обработки данных дистанционного зондирования во многом зависит от используемого программного обеспечения. В разработанной автором системе пошаговой обработки данных AVHRR автоматизация процесса на этапах кадрирования, геометрической и радиометрической коррекции, порогового детектирования облачности и тематической обработки по региональным алгоритмам была реализована с использованием файлов макрокоманд исключительно средствами программного комплекса «Sputnik», разработанного Институтом космических исследований РАН. Выбор программного обеспечения обусловлен возможностью комплекса «Sputnik» обеспечивать современный инструментарий для построения, поддержки и развития автоматизированных комплексов обработки космической информации.

При обработке спутниковых данных одной из основных целей является получение изображений с требуемыми геометрическими характеристиками. При этом геометрическая коррекция, основанная только на орбитальных данных, обеспечивает уровень точности недостаточный для составления по данным AVHRR серий разновременных карт и их последующего анализа. На рис. 1А отчетливо прослеживается существенный сдвиг береговой линии оз. Байкал, оставшийся после процедуры геометрической коррекции по орбитальным данным.

Для устранения этой проблемы существуют процедуры географической привязки. Современные пакеты программ, предназначенные для обработки спутниковых данных, предусматривают возможность географической привязки в интерактивном режиме. Однако для целей составления серий карт полей гидрофизических характеристик озера и исследования по картам их динамики приходится обрабатывать многолетние архивы данных телеметрии. В этом случае появляется необходимость автоматизировать один из самых трудоемких этапов в процессе обработки - этап географической привязки.

Для этих целей автором была адаптирована система автоматической географической привязки, применяемая в Иркутской базе авиационной охраны лесов (Российская система..., 2004). На рис. 2 серой штрихованной линией показана блок-схема исходного алгоритма системы. Весомым недостатком исходной системы являлась возможность автоматической обработки только одного файла, что не отвечало задачам работы с архивами, содержащими большое количество файлов. Кроме этого система имела неудовлетворительное для поставленных задач качество привязки спутниковых изображений по оз. Байкал.

Рис. 1. Спутниковое изображение до (А) и после (Б) автоматической географической привязки

Для решения задач последовательной автоматизированной обработки нескольких файлов, автором был создан внешний программный модуль (см. рис. 2), написанный на языке программирования «Си++» и позволяющий без внесения изменений в алгоритм исходной системы автоматической географической привязки успешно применять эту систему для обработки ряда файлов телеметрии.

Следующей задачей было устранение дефекта привязки. Макросом исходной системы задается последовательная обработка регионов по списку INI-файлов содержащих координаты центров обрабатываемых регионов от Урала до Дальнего Востока. В результате этого при последующем сравнении с шаблоном оптимальный сдвиг часто задается по регионам, весьма удаленным от Байкала, что не приносит желаемого результата.

Данная проблема была решена путем корректировки внутреннего файла системы, содержащего список INI-файлов, посредством исключения из списка всех регионов, не представляющих интереса в поставленной задаче. В результате указанных действий были получены удовлетворительные результаты географической привязки файлов телеметрии по озеру Байкал (рис. 1Б).

Для задач исследования пространственно-временной изменчивости гидрофизических характеристик одним из наиболее подходящих способов является представление данных в виде карт. Для картографического отображения с помощью качественного или количественного фона, а также количественного грид-отображения таких гидрофизических характеристик оз. Байкал, как толщина, стадии стаивания и разрушения ледяного покрова, температура воды и воздуха, автором были составлены файлы палитр в соответствии с синтаксисом комплекса «Sputnik».

Результатом проведенной работы стало создание полностью автоматизированной системы обработки данных AVHRR для картографирования гидрофизических характеристик оз. Байкал. Наиболее важными конечными продуктами

функционирования системы являются картографические изображения температуры поверхности воды и ледовой обстановки, разработка региональных алгоритмов создания которых обсуждается ниже.

Рис. 2. Алгоритм системы автоматической географической привязки, оптимизированный для работы с архивами

2. Новый подход к тематической обработке данных прибора ЛУНИН для детектирования и картографического отображения толщины ледяного покрова применим в период становления и нарастания льда на озере Байкал. Оценка его эффективности проводилась на основе подспутниковой информации.

Картографирование состояния ледяного покрова имеют научное и практическое значение. Серии карт ледовой обстановки необходимы для изучения изменений регионального и глобального климата. Ледяной покров оказывает влияние на условия формирования энергетических потоков в системе «водоем-атмосфера», определяет своеобразие всех элементов режима озера и воздействует на функционирование его экосистемы. Картографическая информация о ледовой обстановке необходима для планомерного проведения навигации и перевозки грузов по льду, для правильной эксплуатации гидротехнических сооружений.

Для картографического анализа ледовой обстановки и наблюдения ее пространственно-временной изменчивости на оз. Байкал автором была разработана методика использования многоканальной информации прибора АУНЯЯ. Данная методика позволяет определять толщину ледяного покрова даже при наличии полупрозрачной или субпиксельной облачности или заснеженности. Методика основана на том, что альбедо и яркостная температура в разной степени чувствительны к присутствию облачности или заснеженности, и одновременный учет этих параметров позволяет снижать влияние помех от полупрозрачной или субпиксельной облачности или заснеженности. На участках озера, занятых льдом, но свободных от сплошной облачности или слоя снега более 5 см, производится определение толщины льда по предложенной автором эмпирической зависимости:

А,=^[ехр (^(Г,/Г4)с)-1] (1)

где /г., - искомая толщина ледяного покрова, см; А, - альбедо 1 канала А УНШ1; Г4 - яркостная температура 4 канала АУНЯЯ, К; Тв - температура воздуха, полученная интерполяцией данных береговых метеостанций, К; Иа - переходный коэффициент, см; а, Ь, с - эмпирические коэффициенты (табл. 1), найденные методом наименьших квадратов на основании анализа массива синхронных спутниковых и наземных данных. В качестве валидационного массива использовались данные радиометра АУНШ1 из архива Центра космического мониторинга Института солнечно-земной физики СО РАН и данные контактных измерений, полученные в ходе экспедиций, предпринятых Лимнологическим институтом СО РАН в 1998 и 1999 годах, и наблюдений на стационарной гидрометеорологической сети за тот же период.

Таблица 1

Значения коэффициентов в эмпирической формуле (1)

Коэффициент К„ см а Ь с

Значение коэффициента 1,0 5,710 0,640 1,577

Указанная технология позволяет свести к минимуму недостатки при интерпретации ледовой обстановки по информации видимого или ИК диапазона в отдельности. При интерпретации ледовой обстановки по предложенной методике удается определять по данным АУНШ1 до пяти градаций ледяного покрова в том числе при наличии субпиксельной облачности или заснеженности, что при достигнутой точности (табл. 2) в пределах акватории оз. Байкал является оптимальным.

Таблица 2

Средняя квадратичная ошибка сгш, определения толщины ледяного покрова

на оз. Байкал

Характеристика Стадия развития

Начальные Тонкий Лед средней Толстый Очень тол-

виды льда лед толщины лед стый лед

Пределы толщины, см <5 5-15 15-30 30-70 >70

а„ш, см 3 4 4 8 24

Толщина ледяного покрова

Щ >70 см

[" | 30 - 70 см

Ц 15 - 30 см

Щ 5-15 см

| I <5 см

I"5:! Чисто

104 ' 106 ° 108 ° 110 °

Толщина ледяного покрова

Щ >70см

Д 30 - 70 см

Щ 15-30см

■ 5-15 см

I I <5 см

I Чисто

Рис. 3. Карты ледовой обстановки, составленные на основании анализа спутниковых изображений озера Байкал

за 13 января 1999 г. (А) и 13 января 2008 г. (Б)

Примеры карт ледовой обстановки в период становления ледяного покрова на оз. Байкал, составленных по разработанной методике по данным АУН!^, приведены на рис. 3. При картографировании ледовой обстановки в период становления и нарастания льда в работе применяются картознаки количественного фона.

По данным картам можно оценить их наглядность и несомненную информативность. Сравнительный анализ данных разновременных карт позволяет говорить о значительной межгодовой изменчивости в протекании процессов ледообразования на оз. Байкал. На первой карте очень толстый озерный лед (лед толщиной более 70 см) присутствует только в сорах на севере Байкала, толстый лед (30 - 70 см) занимает менее половины площади акватории озера (рис. 4А). На второй карте отчетливо определяется присутствие ледяного покрова всех градаций, характерных для оз. Байкал: от начальных видов льда - на участках в южной и северной частях озера, до очень толстого озерного льда - в заливах, значительная часть (рис. 4Б) акватории Байкала покрыта толстыми озерными льдами.

■ 70см ■ 30-70см ■ 15-30см И5-15см - 5 см

Рис. 4. Соотношение площадей, занимаемых льдами различных градаций, полученное на основании анализа гистограмм картографических изображений ледовой обстановки на оз. Байкал по состоянию на 13 января 1999 г. (А) и 13 января

2008 г. (Б)

Нарушение широтной зональности в распределении льда различных градаций толщины на отдельных участках водоема также наблюдается на обеих картах и может объясняться не только характерным распределением глубин и местными метеорологическими условиями, но и сложной динамикой вод озера. Сравнение схемы течений в озере (Physical limnology..., 1994) с картами ледовой обстановки, приведенными выше (см. рис. 3) выявляет совпадение границ циклонических течений в озере с отклонениями от широтной зональности в распределении льда, что позволяет сделать вывод о существенном влиянии динамических факторов на процессы образования ледяного покрова оз. Байкал.

Разработанный в рамках настоящего исследования подход к картографированию ледовой обстановки по данным AVHRR может быть использован для изучения внутригодовой и межгодовой изменчивости состояния ледяного покрова и определения системных связей в природной среде. Полученная при этом информация о ледовой обстановке на озере Байкал может играть как основную, так и вспомогательную роль в зависимости от поставленных задач.

3. Разработанные региональные алгоритмы тематической обработки данных AVHRR, основанные на дифференцированном определении температуры в различное время года, использовании нелинейных зависимостей и дополнительном привлечении информации видимого и ближнего инфракрасного каналов в дневное время суток, являются эффективным инструментом для оценки и картографического отображения температуры поверхности воды озера Байкал.

Картографическая информация о температуре поверхности воды необходима для расчетов накопления и расходования тепла водной массой, для оценки теплового баланса, прогнозов сроков вскрытия и замерзания водоема, изучения локализации и динамики течений, вихревых структур, апвеллинга и термобара. Температура поверхности водоема является важной характеристикой состояния экосистемы озера, важнейшим параметром, позволяющим выявить климатические изменения, а также может использоваться для наблюдения за глубинными разломами.

Для картографирования температуры поверхности воды оз. Байкал и изучения ее пространственно-временной изменчивости автором были разработаны региональные алгоритмы использования многоканальной информации радиометра AVHRR. При этом автором применен новый подход, основанный на совместном использовании данных видимого, ближнего ИК и теплового ИК диапазонов для картографирования температуры поверхности воды в дневное время суток, и применении нелинейных двухканальных региональных алгоритмов, не использованных ранее для оценки температуры озера - в ночное время суток. Кроме этого автором предложено применение дифференцированного определения температуры в различное время года: июне-июле; ав-

густе-сентябре; октябре-декабре. Ранее рядом авторов (Могилев и др., 2002) уже предпринимались попытки создания алгоритмов оценки температуры поверхности воды оз. Байкал по спутниковым данным. Однако точность разработанных алгоритмов не превышала 0,5 К для дневных условий и 0,7 К для ночных условий, что не соответствует достижимой точности для умеренных широт (Оптико-электронные системы..., 2002). Аковецкий В.И. (1983) отмечал, что при дешифрировании ИК изображений необходимо учитывать, что интенсивность теплового потока подстилающей поверхности зависит от ее те-плофизических свойств, метеорологических условий, времени, географической широты, рельефа и альбедо. Стоит отметить, что в линейных двухка-нальных алгоритмах, использованных ранее, многие из перечисленных параметров не могут быть учтены.

Для более полного учета указанных выше параметров в рамках данной работы были проанализированы подходы различных авторов (Price, 1984; А split-window..., 1994; Coll et al., 1994; Walton, 1988), которые ранее не исследовались на предмет их использования для оценки температуры поверхности оз. Байкал, но показывали хорошие результаты в других областях применения. В качестве валидационного массива использовались данные AVHRR из архива Центра космического мониторинга Института солнечно-земной физики СО РАН и данные контактных измерений, полученные в ходе экспедиций, предпринятых Лимнологическим институтом СО РАН в 1998-2004 гг.

На основании результатов проведенного анализа можно сделать вывод о наибольшей целесообразности использования для оценки и последующего картографирования температуры поверхности оз. Байкал в дневное время суток алгоритмов, основанных на подходе Колла (Coll et al., 1994) (2), с региональным набором регрессионных коэффициентов (табл. 3), и нелинейных алгоритмов, основанных на подходе Вальтона (Walton, 1988) (3) с региональным набором регрессионных коэффициентов (табл. 4) - в ночное время суток. Данные алгоритмы в течение всего навигационного периода позволяют определять температуру поверхности воды в оз. Байкал со среднеквадратической ошибкой в 0,3 К и 0,4 К соответственно.

Тт = с, (Г4 - Т,) + с2 (Г4 - Г5)2 + с3 ; (2)

" 5 /;г5 + /2г4 + /, ' w

где Т4 и Т; -значения яркостных температур 4 и 5 канала AVHRR соответственно, К\ А] и А2 - альбедо в 1 и 2 каналов AVHRR соответственно; с,; с2,К-1-,с3,К-,с4,К-, /1гК-2; /2, К'2; /„/Г1;/^ К'1;/,, /Г'; /„ Г'- наборы региональных регрессионных коэффициентов.

Таблица 3

Значение региональных регрессионных коэффициентов в формуле (2)

Исходный массив данных Коэффициент

по времени года по времени суток сг,КЛ сг,К с4,К

Июнь-июль День 1,75 -0,47 5,69 1,87

Август-сентябрь День 1,44 -0,31 5,29 1,80

Октябрь-декабрь День -0,49 -0,14 4,49 3,67

Таблица 4

Значение региональных регрессионных коэффициентов в формуле (3)

Исходный массив данных Коэффициент

по времени года по времени суток АЛ'2 Л,к'1 А, к-1 и К'2 А,к-'

Июнь-июль Ночь 0,09 -1,99*10"3 -540,32 0,03 -1423,92 -0,32

Август-сентябрь Ночь -1,13 -4,28* 10"3 1250,85 -0,48 2800,15 -1,69

Октябрь-декабрь Ночь -3,79 -2,25* 10"' -1350,91 -1,33 -3495,50 -9,47

При картографировании температуры поверхности воды применялись картознаки количественного грид-отображения. Ниже в качестве примера приведена серия тематических карт, полученная путем дешифрирования спутниковых снимков по разработанным алгоритмам (рис. 5 - 7).

По картам распределения температуры поверхности воды за 5 июня и 3 июля (рис. 5) можно отчетливо различить локализацию термического барьера, и оценить его динамику. По картам за 10 августа и 4 сентября (рис. 6) можно определить дислокацию и размеры вихревых образований. На карте за 4 сентября также различимо наличие зоны апвеллинга в районе мыса Шартлай и бухты Солонцовой. На картах, показанных на рис. 7 (12 октября, 22 ноября 2007 г.), температурные различия по всему Байкалу постепенно сглаживаются. По карте за 22 ноября (рис. 7Б) можно наблюдать, что в Северном Байкале температура поверхности воды на значительной площади приближается к 0°С.

Автором также изучалась возможность применения картографической информации о распределении температуры поверхности для составления карт и последующего анализа полей других информативных физических характеристик оз. Байкал в течение навигационного периода: карт распределения температуры воздуха на высоте 2 м; карт распределения величины элементов теплового баланса; карт течений на поверхности и т.д.

Рис. 5. Карты распределения температуры поверхности воды в пределах акватории озера Байкал, составленные на основании анализа данных ЛУНЯ!? за 5 июня (А) и 3 июля (Б) 2007 года

юв °

110 °

104 °

Рис. 6. Карты распределения температуры поверхности воды в пределах акватории озера Байкал, составленные на основании анализа данных АУН1Ш за 10 августа (А) и 4 сентября (Б) 2007 года

Рис. 7. Карты распределения температуры поверхности воды в пределах акватории озера Байкал, составленные на основании анализа данных ЛУНИИ за 12 октября (А) и 22 ноября 2007 года (Б)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В рамках данной диссертационной работы были решены первоочередные задачи по разработке эффективных алгоритмов тематической обработки спутниковых измерений и построение автоматизированной системы обработки спутниковой информации для картографирования полей гидрофизических характеристик оз. Байкал. Были достигнуты следующие результаты:

• адаптирована существующая система автоматической географической привязки спутниковых изображений;

• разработан региональный алгоритм картографирования толщины ледяного покрова в период становления и нарастания льда на оз. Байкал по данным АУНЯЯ;

•рассмотрена возможность картографирования ледовой обстановки в период разрушения снежно-ледяного покрова на оз. Байкал по данным AVHR.lt;

• разработаны региональные алгоритмы картографирования температуры поверхности воды оз. Байкал по данным АУНЯЯ;

• исследованы возможности использования картографической информации о пространственно-временном распределении температуры поверхности воды для картографирования полей других гидрофизических величин в оз. Байкал;

• проверена работоспособность разработанных алгоритмов тематической обработки спутниковых измерений с использованием массива опорной контактной информации;

• разработаны серии карт гидрофизических характеристик оз. Байкал.

Применение полученных автором региональных алгоритмов тематического картографирования толщины льда и температуры поверхности воды в озере позволяет снизить ошибку определения этих характеристик до теоретически достижимого предела регрессионных алгоритмов. На основе анализа результатов дешифрирования спутниковых изображений становится возможной реализация карт контроля состояния водных объектов.

Разработанная технология автоматизированного дешифрирования и картирования полей гидрофизических характеристик поверхностного слоя озера Байкал была успешно апробирована в Центре космического мониторинга Института солнечно-земной физики СО РАН для восстановления полей температуры поверхности воды в озере и может быть использована в практических целях.

Позитивный опыт построения автоматизированных систем обработки и представления спутниковой информации для картографического отображения гидрофизических характеристик оз. Байкал выявил перспективность этого рода деятельности и высокую заинтересованность в спутниковых данных как для проведения фундаментальных исследований, так и для решения различных прикладных задач, в том числе задач охраны окружающей среды.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОСВЕЩЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ АВТОРА:

1. Сутырина E.H. Экологический мониторинг акватории озера Байкал с использованием спутниковой радиометрической информации / E.H. Сутырина // Обогащение руд: II Всероссийская школа-семинар молодых ученых с международным участием, посвященная 75-летию со дня рождения члена-корреспондента РАН С.Б. Леонова. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. - С. 192 - 193.

2. Сутырина E.H. Спутниковый мониторинг акватории озера Байкал / E.H. Сутырина // Водные и лесные ресурсы России: проблемы и перспективы использования, социальная значимость: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2006, С. 71 - 74.

3. Сутырина E.H. Составление карт гидрофизических полей озера Байкал по спутниковым радиометрическим данным / E.H. Сутырина // Геоинформационное картографирование для сбалансированного территориального развития: материалы VIII научной конференции по тематической картографии (Иркутск, 21-23 ноября 2006 г.). - Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2006.-В 2-х томах.-Т. 1.-С. 131-133.

4. Сутырина E.H. Дистанционные методы оценки температуры поверхности воды оз. Байкал 1 E.H. Сутырина // Естественные и технические науки, 2006. -№ 5, С. 163 - 165.

5. Сутырина E.H. Использование информации со спутников серии NOAA для мониторинга ледовой обстановки на озере Байкал / E.H. Сутырина // Общие проблемы мониторинга природных экосистем: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - Ч. 2., С. 139 -142.

6. Сутырина E.H. Мониторинг состояния экосистемы озера Байкал / E.H. Сутырина // Современные наукоёмкие технологии, 2007. - № 10, С. 102 -103.

7. Сутырина E.H. Спутниковый мониторинг акватории оз. Байкал / E.H. Сутырина, В.К. Аргучинцев // Вестник Иркутского университета: Ежегодная научно-теоретическая конференция аспирантов и студентов: материалы. - Иркутск: Изд-во ИГУ, 2007. - С. 51 - 52.

8. Сутырина E.H. Определение характеристик снежно-ледового покрова на озере Байкал по данным дистанционного спутникового зондирования / E.H. Сутырина // Гляциология от Международного геофизического года до Международного полярного года: тезисы докладов XIV Гляциологического симпозиума (Иркутск, 2-9 сентября 2008 г.). - Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2008. - С. 122.

9. Сутырина E.H. Автоматизированная система обработки спутниковых данных для оценки гидрофизических характеристик оз. Байкал / E.H. Сутырина // Системы географических знаний: Материалы IV всероссийской научно-методической конференции (Иркутск, 17 - 19 ноября 2008 г.). - Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2008. - С. 117 - 120.

10. Сутырина E.H. Определение характеристик снежно-ледового покрова на озере Байкал по данным дистанционного спутникового зондирования / E.H.

Сутырина // Материалы гляциологических исследований, 2008. - Вып. 105. - С.

И. Сутырина Е.Н. Технология автоматизированного определения характеристик поверхностного слоя озера Байкал по данным радиометра AVHRR / Е.Н. Сутырина // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Науки о Земле». - Иркутск: ИГУ, 2008. - Т. 1, № 1. - С. 198 - 207.

12. Сутырина Е.Н. Компьютерные методы географической привязки спутниковых изображений оз. Байкал / Е.Н. Сутырина // Вестник ИрГТУ, 2009. -№ 1.-С. 42-46.

13. Sutyrina E.N. The estimation of heat balance components over Lake Baikal using satellite data / E.N. Sutyrina // XV International Symposium «Atmospheric and Ocean Optics. Atmospheric Physics»: Abstracts. - Tomsk: Institute of Atmospheric Optics SB RAS, 2008. - P. 164 - 165.

153- 157.

Подписано к печати 07.04.2009 г. Формат 60*84/16. Объем 1,0 п.л. Тираж 120 экз. Заказ № 439. Издательство Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН 664033 г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Сутырина, Екатерина Николаевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИЗ КОСМОСА

1.1 Особенности дистанционных методов исследования Земли

1.2 Физические основы дистанционных методов

1.3 Обзор систем дистанционного зондирования

1.4 Метеорологические спутники серии NOAA

ГЛАВА 2. КОМПЬТЕРНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ

2.1 Основные этапы обработки спутниковых изображений

2.2 Обзор программных средств обработки данных дистанционного зондирования

2.3 Реализация первичной обработки спутниковых изображений озера Байкал

2.4 Средства визуализации данных 38 Выводы ко второй главе

ГЛАВА 3. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ СНЕЖНО-ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА НА ОЗЕРЕ БАЙКАЛ ПО ДАННЫМ ДИСТАНЦИОННОГО СПУТНИКОВОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

3.1 Ледовый режим озера Байкал

3.2 Области применения картографической информации о ледовой обстановке на озере

3.3 История ледовых исследований на озере Байкал

3.4 Стандартные и специальные наблюдения за ледовой обстановкой на водоемах

3.5 Дистанционные методы исследования и картографирования ледовой обстановки на озере Байкал

3.5.1 Спутниковые наблюдения ледовой обстановки в видимом диапазоне

3.5.2 Спутниковые наблюдения ледовой обстановки в тепловом инфракрасном диапазоне

3.5.3 Влияние облачности и заснеженности на точность определения толщины ледяного покрова

3.6 Разработка алгоритма тематического дешифрирования и картографирования ледовой обстановки на озере Байкал по данным теплового инфракрасного и видимого диапазонов

Выводы к третьей главе

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ПО ДАННЫМ ДИСТАНЦИОННОГО СПУТНИКОВОГО

ЗОНДИРОВАНИЯ

4.1 Температурный режим озера Байкал

4.2 Области применения картографической информации о температуре поверхности воды

4.3 Особенности измерения температуры поверхности воды в ИК- и СВЧ-диапазонах •

4.4 Физические основы радиационного метода определения температуры

4.5 Источники ошибок при оценке температуры поверхности воды дистанционными методами

4.5.1 Влияние характеристик поверхности

4.5.2 Атмосферное влияние

4.5.3 Влияние облачности

4.5.4 Эффект «тонкой пленки»

4.6 Обзор существующих алгоритмов оценки температуры поверхности воды

4.7 Разработка региональных алгоритмов оценки и картографирования температуры поверхности воды

4.8 Применение спутниковой информации о распределении температуры поверхности воды для картографирования других физических характеристик

Выводы к четвертой главе

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Картографическое отображение и анализ гидрофизических характеристик озера Байкал, детектируемых дистанционным спутниковым зондированием"

Актуальность работы. Известно, что природная среда, находящаяся под постоянным антропогенным воздействием, постепенно утрачивает уникальную способность к самоочищению, что может привести в конечном итоге к необратимым процессам (Оптико-электронные системы., 2002). С этой точки зрения внутренние водоемы представляют собой весьма уязвимые системы, так как по своему гидрографическому положению являются естественными коллекторами для питающих их водосборов (Комплексный дистанционный., 1987). Интенсивность процессов самоочищения водоемов зависит от состояния экосистемы водоема, скорости течения и температуры воды (Стурман, 2003). В число неблагоприятных факторов входит не только антропогенное загрязнение водосбора и попадание излишков биогенных и других, не свойственных в естественных условиях элементов в водоем, но и нарушение его естественного гидрологического режима, вызванного зарегулированием стока. Таким образом, хотя изменение качества воды это, прежде всего изменение ее биохимического состояния, тем не менее, причиной этих явлений может быть не только биохимическое загрязнение (Комплексный дистанционный., 1987).

Слежение за состоянием водных объектов является важнейшим динамическим аспектом качественно-количественной оценки водных ресурсов (Географические закономерности., 2003). Для целей оперативного контроля состояния водных объектов необходимо наличие детальной и оперативной информации о происходящих в водоеме процессах, что далеко не всегда можно обеспечить традиционными наземными методами даже на тех водоемах, где регулярно проводятся исследования, в том числе с использованием научно-исследовательских судов (Комплексный дистанционный., 1987).

Таким образом, в связи с активной хозяйственной деятельностью человечества остро встает проблема дистанционного контроля состояния внутренних водоемов. Дистанционный контроль окружающей среды представляет собой совокупность методов и средств измерения параметров физического состояния атмосферы, земной поверхности, морей и внутренних водоемов с помощью приборов, расположенных на некотором расстоянии от объекта исследования (Оптико-электронные системы.,

2002). Контроль состояния водных объектов с применением дистанционных методов основан на возможности регистрации современной дистанционной аппаратурой широкого спектра значимых параметров водной среды (Бондур, 2004).

Интенсивное развитие методов дистанционного зондирования с борта космических аппаратов в последние десятилетия предоставило наукам о Земле новые возможности для исследования земной поверхности. Космическая информация может использоваться как для оперативного обновления картографических материалов, так и для решения задач охраны природы, выявления и оценки антропогенного влияния (Космическая съемка., 1980). Дистанционные методы исследования природных объектов обеспечивают большую обзорность, возможность повторного получения данных через определенные промежутки времени, высокую скорость получения и передачи изображений (Виноградов, 1984), а также возможность применения комплексного анализа и оценки динамики развития явления на основе оперативного картографирования. Все шире дистанционные методы применяются и для изучения и картографирования водных объектов (Комплексный дистанционный., 1987). Дистанционное спутниковое зондирование позволяет оперативно получать пространственную информацию об озере, необходимую для картографического исследования многих лимнологических процессов, озерной гидродинамики и биологии.

При этом основным средством организации и интерпретации данных дистанционного зондирования служат карты (Берлянт, 2002). Во многом это объясняется тем, что основными потребителями космической информации являются географические исследования и тематическое картографирование, применение в которых подобной информации совместно с ее компьютерной обработкой стали стимулом прогресса в области исследования геосистем. При создании тематических карт данные дистанционного спутникового зондирования служат с одной стороны их основой, с другой стороны источником оперативной информации (Новаковский, 1997; Невская, 2005; Варфоломеев и др., 2007).

Кроме того дистанционные методы, как правило, являются косвенными, то есть с их помощью измеряют не интересующие параметры объектов, а некоторые связанные с ними величины, которые необходимо интерпретировать (Самардак,

2005). Дешифрование снимков представляет собой один из самых важных и сложных процессов создания карт, и от того, насколько он технически грамотно будет выполнен, зависит качество составленной карты (Аковецкий, 1983). При этом возрастающие требования к точности дистанционных измерений обуславливают необходимость разработки более эффективных алгоритмов тематического дешифрирования спутниковых данных (Новый усовершенствованный., 2008), а интенсивное развитие средств цифровой обработки изображений делает необходимым осуществлять усвоение и реализацию спутниковой информации с помощью автоматизированных систем обработки (Парамонов и др., 2002).

• адаптировать существующую систему автоматической географической привязки спутниковых изображений;

• разработать региональный алгоритм детектирования толщины ледяного покрова в период становления и нарастания льда на оз. Байкал по данным AVHRR; в исследовать возможность картографирования ледовой обстановки в период разрушения снежно-ледяного покрова на оз. Байкал по данным AVHRR;

• разработать региональные алгоритмы детектирования температуры поверхности воды оз. Байкал по данным AVHRR;

• проверить работоспособность разработанных алгоритмов тематической обработки спутниковых измерений с использованием массива опорной контактной информации.

Объектом исследования является вся акватория озера Байкал. Озеро расположено в районе с резко континентальным климатом в центральной части Евразийского материка между 51 ° 28 ' и 55 ° 47 северной широты и между 103 ° 43 ' и 109 ° 58 ' восточной долготы. Озеро Байкал представляет собой уникальный природный объект, внесенный в список всемирного наследия ЮНЕСКО, и является самым глубоким и самым большим по объему пресноводным озером в мире (Physical limnology., 1994; Тулохонов и др., 2002; Жданов, 2006). По последним данным (Троицкая, 2005; Батиметрическая электронная., 2006) при уровне воды в озере 455 м БС длина озера по тальвегу составляет 672 км, максимальная ширина - 79 км, минимальная ширина — 26 км, максимальная глубина — 1642 м, средняя глубина — 744

2 3 м, площадь акватории — 31,7 тыс. км , объем воды — 23,6 тыс. км . Высота берегов колеблется от 0,4 до 2,4 км. Количество островов — 36. Вода пресная, гидрокарбо-нагно-кальциевая, слабомиперализованная — 96,6 мг/дм3 (Козин, 2008; Сокольников, 1978).

В диссертационной работе применялись методы математической статистики и методы цифровой обработки изображений. В ходе работы было использовано программное обеспечение различного назначения: программный комплекс «Sputnik» (для обработки и анализа спутниковых данных), графический редактор «CorelDraw» (для составления карт, схем и т.д.); «Microsoft Excel» (статистический анализ, определение регрессионных коэффициентов); среда для разработки приложений «Borland С++».

Научная новизна:

Данная диссертационная работа представляет научные и практические результаты построения автоматизированной системы тематического дешифрирования гидрофизических характеристик поверхностного слоя оз. Байкал по спутниковым данным для картографического отображения гидрофизических показателей. Новые научные результаты диссертационного исследования состоят в следующем:

• разработан региональный алгоритм тематического дешифрирования толщины ледяного покрова на оз. Байкал по данным AVIIRR, основанный на совместном анализе данных видимого и ИК диапазонов;

• разработаны региональные алгоритмы тематического дешифрирования температуры поверхности оз. Байкал по данным AVIIRR, основанные на совместном анализе данных видимого и ИК диапазонов в дневное время суток или на применении двухканальных нелинейных зависимостей - в ночное время суток;

• разработана компьютерная технология автоматизированного создания тематических картографических изображений оз. Байкал по данным AVHRR;

• разработана серия тематических карт температуры и ледовой обстановки на оз. Байкал.

Защищаемые положення:

• Разработанная автоматизированная система пространственной привязки и обработки данных AVHRR предназначена как для работы в оперативном режиме, так и для работы с архивными данными;

• Новый подход к тематической обработке данных прибора AVHRR для детектирования и картографического отображения толщины ледяного покрова применим в период становления и нарастания льда на озере Байкал. Оценка его эффективности проводилась на основе подспутниковой информации;

• Разработанные региональные алгоритмы тематической обработки данных AVHRR, основанные на дифференцированном определении температуры в различное время года, использовании нелинейных зависимостей и дополнительном привлечении информации видимого и ближнего инфракрасного каналов в дневное время суток, являются эффективным инструментом для оценки и картографического отображения температуры поверхности воды озера Байкал

Практическая значимость работы. Разработанная технология автоматизированного определения гидрофизических характеристик поверхностного слоя озера Байкал была успешно апробирована в Центре космического мониторинга Института солнечно-земной физики СО РАН для восстановления полей температуры поверхности воды в озере и может быть использована в практических целях. При этом применение дистанционных методов предоставляет ряд таких преимуществ, как наглядность результатов, пространственная непрерывность данных в пределах изучаемого водного объекта и регулярность получения информации. Позитивный опыт построения автоматизированных систем обработки спутниковой информации выявил перспективность этого рода деятельности и высокую заинтересованность в спутниковых данных как для проведения фундаментальных исследований, так и для решения различных прикладных задач, в том числе задач охраны окружающей среды.

Картографическая информация о пространственно-временном распределении гидрофизических характеристик озера Байкал, полученная в рамках данной диссертационной работы, использовалась для численного моделирования гидротермодинамических процессов и переноса примесей в Байкале.

Работа выполнена при поддержке программ «Фундаментальные исследования и высшее образование» (проект НОЦ-СИ7 «Байкал») и «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)» (проект РНП.2.2.1.1.7334).

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на:

• научно-практической конференции студентов и аспирантов «Ресурсы Байкальского региона: освоение, состояние, экологические проблемы» (Иркутск, апрель 2005 г.);

• симпозиуме «Научно-образовательный центр «Байкал» - стратегия развития» (Иркутск — Б. Коты, июль 2006 г.);

• рабочей встрече с группой российско-американских экспертов, представляющих Министерство образования и науки РФ и американский фонд CRDF, на презентации заявки ИГУ «НОЦ Байкал: интеграция научной и образовательной деятельности в рамках комплексного изучения геоэкологии объекта Всемирного наследия ЮНЕСКО», представленной на конкурс по расширению совместной российско-американской программы «Фундаментальные исследования и высшее образование») (Иркутск, ноябрь 2006 г.);

• научно-практической конференции студентов и аспирантов «Вопросы геоэкологии и природопользования в Байкальском регионе» (Иркутск, апрель 2007 г.);

• конференции научно-образовательных центров «Рап-REC» (Пермь, июнь

2007 г.);

• школе-семинаре «Закономерности и пути эволюции геологических, физико-химических и биологических процессов формирования химического состава и свойств природных вод Байкальского региона» (Улан-Удэ, октябрь 2007 г.);

• семинаре Научпо-образовательного центра «Байкал» (Иркутск, февраль

2008 г.)

• XV Международном симпозиуме «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» (Красноярск, июнь 2008 г.);

• XIV Гляциологическом симпозиуме «Гляциология от Международного геофизического года до Международного полярного года» (Иркутск, сентябрь 2008 г.);

• заседании Ученого совета географического факультета ИГУ (Иркутск, октябрь 2008 г.);

• IV Всероссийской научно-методической конференции «Системы географических знаний» (Иркутск, ноябрь 2008 г.).

Автор неоднократно удостаивался наград за доклады на конференциях.

Публикации и личный вклад автора. Основное содержание диссертационного исследования достаточно полно отражено в 13 научных публикациях (Сутырина, 2006ь Сутырина, 20062; Сутырина, 20063; Сутырина, 2OO64; Сутырина, 2007i; Сутырина, 20072; Сутырина, Аргучинцев, 2007; Сутырина, 2008 ь Сутырина, 20082; Сутырина, 20 083; Сутырина, 20084; Сутырина, 2009; Sutyrina, 2008), в том числе в журналах из перечня ВАК. Все основные результаты, приведенные в диссертации, получены автором лично. Автором самостоятельно разработаны описанные в диссертации методы обработки данных, а также получены и проанализированы представленные результаты.

Автор выражает благодарность: научному руководителю, д.т.н. Аргучинце-ву В.К. за поддержку в подготовке работы; декану географического факультета ИГУ, д.т.н. Аргучинцевой А.В., заведующему лабораторией картографии, геоинформатики и дистанционных методов Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, д.г.н. Батуеву

А.Р.и |к.г.н. Кречетову А.А.| за критические замечания; а также коллективу Центра космического мониторинга Института солнечно-земной физики СО РАН за содействие в получении космической информации и техническую поддержку и коллективу Лаборатории гидрологии и гидрофизики Лимнологического института СО РАН за любезное представление возможности использования экспедиционных данных.

Заключение Диссертация по теме "Картография", Сутырина, Екатерина Николаевна

Выводы к четвертой главе

Разработанные в рамках настоящего исследования методика тематического картографирования полей температуры поверхности воды озера Байкал может быть использована и в оперативной практике, и для изучения долговременных изменений температуры по архивным спутниковым данным.

При этом тематическое картографирование температуры поверхности воды по спутниковым снимкам не только позволяет получать информацию о пространственно-временном распределении важнейшей характеристики состояния экосистемы озера — температуры поверхности воды, но и на основании этой информации составлять карты полей других важных физических характеристик озера в течение навигационного периода:

• карты распределения температуры воздуха на высоте 2 м;

• карты распределения величины элементов теплового баланса;

• карты течений на поверхности и т.д.

Составленные в рамках настоящего исследования карты распределения температуры поверхности воды, воздуха на высоте 2 м, эффективного излучения хорошо согласуются с материалами исследовании, проводимых раннее различными авторами (Галазий, 1993; Верболов и др., 1965; Шимараев, 1977; Physical limnology., 1994).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках данной диссертационной работы были решены первоочередные задачи по разработке эффективных алгоритмов тематической обработки спутниковых измерении и построение автоматизированной системы обработки спутниковой информации для картографирования полей гидрофизических характеристик озера Байкал. Были достигнуты следующие результаты: адаптирована существующая система автоматической географической привязки спутниковых изображений;

• разработан региональный алгоритм картографирования толщины ледяного покрова в период становления и нарастания льда на оз. Байкал по данным AVIIRR;

• рассмотрена возможность картографирования ледовой обстановки в период разрушения снежно-ледяного покрова на оз. Байкал по данным AVIIRR; разработаны региональные алгоритмы картографирования температуры поверхности воды оз. Байкал по данным AVHRR;

• разработаны серии карт гидрофизических характеристик оз. Байкал.

Применение полученных автором региональных алгоритмов оценки толщины льда и температуры поверхности воды в озере позволяет снизить ошибку определения этих характеристик до теоретически достижимого предела регрессионных алгоритмов. На основе анализа результатов дешифрирования спутниковых изображений становится возможной реализация карт контроля состояния водных объектов. Применение новых технологий компьютерной обработки данных дистанционного спутникового зондирования позволяет формировать и постоянно дополнять базу пространственной информации об озере.

Позитивный опыт построения автоматизированных систем обработки и представления спутниковой информации выявил перспективность этого рода деятельности и высокую заинтересованность в спутниковых данных как для проведения фундаментальных исследований, так и для решения различных прикладных задач, в том числе задач охраны окружающей среды.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Сутырина, Екатерина Николаевна, Иркутск

1. Айнбунд М.М. Течения и внутренний водообмен в озере Байкал Текст. / М.М. Айнбунд. Л.: Гидрометеоиздат, 19888. - 247 с.

2. Аковецкий В.И. Дешифрирование снимков Текст.: Учебник для вузов / В.И. Аковецкий. М.: Недра,1983. - 374 с.

3. Алексеев В.Р. Криогенная метаморфизация природных вод и ее роль в круговороте веществ Текст. / В.Р. Алексеев, А.В. Иванов // Докл. ин-та географии Сибири и Дальнего Востока СО АН СССР, 1976. № 49. - С. 31-40.

4. Аргучинцев В.К. Моделирование мезомасштабных гидротермодинамических процессов и переноса антропогенных примесей в атмосфере и гидросфере района оз. Байкале Текст. / В.К. Аргучинцев, А.В. Аргучипцева. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2007. - 255 с.

5. Атлас Байкала Карты. / Рук. Картушин В.М. // Лимнол. ин-т СО. АН СССР, 1991.

6. Батиметрическая электронная карта озера Байкал Текст. / П.П. Шер-стянкин [и др.] // Доклады АН. 2006. - Т. 408, № 1. - С. 102 - 107.

7. Батуев А.Р. Тематическое картографирование региональных систем развития Текст. / А. Р. Батуев, Д. А. Галес // География и природные ресурсы. -2007. -N 3. С. 42 - 48.

8. Бахвалов Н.С. Численные методы (анализ, алгебра, дифференциальные уравнения) Текст. / Н.С. Бахвалов. М.: Наука, 1973. - Ч. I. - 632 с.

9. Берлянт A.M. Картография Текст.: Учебник для вузов / A.M. Берлянт. М.: Аспект Пресс, 2002. - 336 с.

10. Богородский В.В. Оптическая классификация естественных льдов Текст. / В.В Богородский, Б.Я. Гайцхоки // В кн.: Оптические методы изучения океанов и внутренних водоемов. Новосибирск: Наука, 1979. - С. 341 - 347.

11. Богородский В.В. Собственное тепловое излучение снежно-ледяного покрова арктических морей Текст. / В.В Богородский, Е.А. Мартынова. Л.: Гидрометеоиздат. - 1978. -39 с.

12. Бондур В.Г. Аэрокосмические методы в современной океанологии Текст. / В.Г. Бондур // В кн.: Новые идеи в океанологии; Отв. ред. М.Е. Виноградов, С.С. Лаппо. М.: Наука, 2004. - Т. 1. - С. 55 - 117.

13. Булатов Н.В. Некоторые требования к подготовке спутниковых изображений к океанологическому использованию Электронный ресурс. / Н.В. Булатов, Н.Г.Обухова. Владивосток: ТИНРО-центр. - Режим доступа: [http://www.tinro.rU/sbs/showdoc/25/l 12.08.2008]

14. Быков В.Д. Гидрометрия Текст.: Учебное пособие / В.Д. Быков, А.В. Васильев. Л.: Гидрометиздат. - 1977. - 446 с.

15. Верболов В.И. Гидрометеорологический режим и тепловой баланс озера Байкал Текст. / В.И. Верболов, В.М. Сокольников, М.Н. Шимараев. М.: Наука, 1965.-374 с.

16. Вельтмандер П.В. Вводный курс компьютерной графики Электронный ресурс.: Учебное пособие / П.В. Вельтмандер. Новосибирск: Новосибирский государственный университет, 1997. - Режим доступа: [http://ermak.cs.nstu.ru/kg rivs/kgOl .htm 15.01.2009]

17. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем Текст./ Б.В. Виноградов. -М.: Наука, 1984. 320 с.

18. Галазий Г.И. Климат и гидрометеорологические условия. Байкал Атлас. / Г.И. Галазий М.: 1993. - С. 8 - 9.

19. Галахов B.JI. Космические методы исследования океана Текст. / B.JI. Галахов. Л.: ЛПИ. - 1979. - 88 с.

20. Географические закономерности гидрологических процессов юга Восточной Сибири Текст. / А.Н. Антипов [и др.]; Отв. ред. В.А. Снытко, Л.М. Ко-рытный. Иркутск: Издательство Института географии СО РАН, 2003. - 208 с.

21. Герман М.А. Космические методы исследования в метеорологии Текст. / М.А. Герман. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 352 с.

22. Гонсалес Р. Цифровая обработка изображении Текст.: Пер. с англ. / Р. Гонсалес, Р. Вудс. -М.: Техносфера, 2005. 1072 с.

23. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85). Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения: Межгос. стандарт. -Введ. 01.01.92 // Единая система программной документации / Сост. А.А. Мкрту-мян и др.. М., 2005. - С. 93 - 114.

24. Гопчаренко И.А. Тематическая обработка данных AVHRR на примере изучения прибрежного апвеллинга / И.А. Гончаренко, В.Г. Федеряков, A.IO. Ла-зарюк // Исследование Земли из космоса, 1993. № 2. - С. 97 - 107.

25. Граньков А.Г. Взаимосвязь радиоизлучения системы океан-атмосфера с тепловыми и динамическими процессами на границе раздела Текст. / А.Г. Граньков, А.А. Мильшин. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 168 с.

26. Доронин Ю.П. Тепловое взаимодействие атмосферы и гидросферы в Арктике Текст. / Ю.П. Доронин. Л.: Гидрометеоиздат, 1969. -299 с.

27. Доронин Ю.П. Взаимодействие атмосферы и океана Текст.: Учебное пособие / Ю.П. Доронин. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 288 с.

28. Дрюккер В.В. Методы экологического мониторинга Текст.: Учебное пособие / В.В. Дрюккер. Иркутск: Иркутский государственный университет, 1999.-56 с.

29. Жданов А.А. Горизонтальный перенос и макротурбулентный обмен в озере Байкал Текст.: диссертация . кандидата географических наук: 25.00.27 / Андрей Александрович Жданов. Иркутск, 2006. - 127 с. - Библиогр.: с. 114 - 127.

30. Информационные технологии и информационные ресурсы космического экологического мониторинга Электронный ресурс. Режим доступа: rhttp://www.rfbr.ru/default.asp?docid=5167 21.05.2007]

31. Использование спутниковых наблюдений для исследования термических фронтов озера Байкал / Семовский С.В. и др. // Исследование земли из космоса, 1998. № 5. - С. 65-76.

32. Исследование океана из космоса Текст. / Б.А. Нелепо [и др.]. — Киев: Наукова думка, 1985. 168 с.

33. Казьмин А.С. Фронты Бенгальского апвеллинга: анализ судовой и спутниковой информации Текст. / А.С. Казьмин // Исследование Земли из космоса. 1992. - № 5. - С. 44 - 55.

34. Камерная модель динамики экосистемы озера Байкал с учетом трехмерной циркуляции вод Текст. / В.В. Меншуткин [и др.] // Математическое моделирование водных экосистем. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - С. 288 - 298.

35. Картоведение Текст.: Учебник для вузов / A.M. Берлянт [и др.]; Под ред. A.M. Берлянта. М.: Аспект Пресс, 2003. - 477 с.

36. Кашкин В.Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений Текст.: Учебное пособие / В.Б. Кашкин, А.И. Сухо-нин. М.: Логос, 2001. - 264 с.

37. Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические методы географических исследований Текст.: Учеб. Для студентов вузов / Ю.Ф.Книжников, В. И. Кравцова, О.В. Тутубалина. М.: Академия, 2004. - 336 с.

38. Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические исследования динамики географических явлений Текст. / Ю.Ф.Книжников, В. И. Кравцова. М.: Изд-во МГУ, 1991.-206 с.

39. Козин А.З. Геолого-географическое описание Байкала Электронный ресурс. / А.З. Козин. Режим доступа: [http ://www.baikal-center.ru/books/element.php?ID=l 121 10.10.2008]

40. Комплексный дистанционный мониторинг озер / Отв. ред. К.Я. Кондратьев. Д.: Наука, 1987.-288 е.

41. Кондратьев К.Я. Спутниковая климатология Текст. / К.Я. Кондратьев. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 264 с.

42. Кондратьев К.Я. Маркирующие признаки элементов динамики озерных вод Текст. / К.Я. Кондратьев, Г.В. Дружинин // В кн.: Комплексный дистанционный мониторинг озер. Л.: Наука, 1987. - С. 140 - 150.

43. Космическая съемка и тематическое картографирование Текст. / Под ред. К.А. Салищева, Ю.Ф. Книжникова. М.: Изд-во МГУ, 1980. - 272 с.

44. Кринов Е.Л. Спектральная отражательная способность природных образований Текст. / Е.Л. Кринов. 1947. -М.; Л.: Изд-во Академии Наук СССР. -272 с.

45. Куприянов В.В. Спутниковая информация и изучение вод суши Текст. / В.В Куприянов, В.Г. Прокачева // Труды ГГИ. 1976. - Вып. 238. - С. 48- 133.

46. Лебедев Г.А. Определение физических характеристик морского льда по данным инфракрасного зондирования с ИСЗ Текст. / Г. А. Лебедев, А.И. Парамонов // Метеорология и гидрология, 2001. -№2. С. 72-80.

47. Лебедев Г.А. Автоматизированный мониторинг толщины морского льда по данным ИК-изображений метеорологических ИСЗ для климатических исследований Текст. / Г.А. Лебедев, А.И. Парамонов // Труды ААНИИ, 2003. Т. 446.-С. 119-136.

48. Лощилов B.C. Определение и картографирование толщины морского льда по спутниковым изображениям в ИК-диапазоне Текст. / B.C. Лощилов, А.И. Парамонов // Исследование Земли из космоса, 1997. -№5. С. 63-72.

49. Лощилов B.C. Интерпретация, классификация и картографирование морских льдов по спутниковым изображениям различных спектральных диапазонов Текст. / В.С.Лощилов, Е.А.Гришин // Проблемы Арктики и Антарктики, 2002. Вып. 73 (юбилейный). - С. 27 - 39.

50. Лучшева А.А. Практическая гидрометрия Текст.: Учебное пособие / А.А. Лучшева. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 424 с.

51. Малкевич М.С. Оценка погрешностей определения температуры поверхности океана по спутниковым измерениям в «окнах прозрачности» 3,7; 11,1; 12,0 мкм Текст. / М.С. Малкевич, A.M. Чавро // Исследование Земли из космоса, 1982. -№ 4. С. 72—83.

52. Мартинсон Л.К. Квантовая теория Электронный ресурс.: Учебное пособие / Л.К. Мартинсон, Е.В. Смирнов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - Режим доступа: [http://fn.bmstu.ru/phys/bib/physbook/tom5/chl/formulas/fmll.7more.htm 16.01.2009]

53. Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы Текст. / Л.Т. Матвеев. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. — 640 с.

54. Материалы VII интернет-семинара Межуниверситетского аэрокосмического центра «Космические исследования океана» (Ноябрь 2005 г.) Электронныйресурс. Режим доступа: http://www.geogr.msu.ru/acentre/intsem7/sem7l.htm 22.12.2005]

55. Методика комплексных полевых исследований озерных экосистем Текст.: Учебное пособие / Под ред. А.Х. Филиппова. Иркутск: Изд-во ИГУ, 1989. - 152 с.

56. Методы определения температуры подстилающей поверхности при помощи спутниковых изображений: Теория Электронный ресурс. Режим доступа: [http://base.dux.ru/csi/winbilko/lesson2/webru/ 12.05.2007]

57. Мизандронцев И.Б. Газообмен между водной средой и атмосферой (на примере Байкала) Текст. / И.Б. Мизандронцев, К.Н. Мизандронцева // Вод. Ресурсы, 1995. № 22(4). - С. 439-445.

58. Мишон В.М. Гидрофизика Текст.: Учебное пособие / В.М. Мишон. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 1979. 308 с.

59. Мишон В.М. Практическая гидрофизика Текст.: Учебное пособие / В.М. Мишон. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 176 с.

60. Могилев H.IO. Исследование режима температуры поверхности озера Байкал с использованием регулярной спутниковой информации Текст. / НЛО. Могилев, Р.Ю. Гнатовский // География и природные ресурсы. 2002. - № 2. — С. 136-142.

61. Могилев НЛО. Исследования динамики снежного покрова озера Байкал с использованием многоспектральных изображений AVHRR Текст. / НЛО. Могилев, С.В. Семовский // География и природные ресурсы, 1999. № 4. - С.90-93.

62. Новаковский Б.А. Фотограмметрия и дистанционные методы изучения Земли Текст. / Б.А. Новаковский. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997. - 193 с.

63. Новый усовершенствованный алгоритм интерпретации затменных измерений прибором SAGE III Текст. / А.В. Поляков [и др.] // Иссл. Земли из космоса. 2008. - № 1 - С. 31-36.

64. Одрова Т.В. Гидрофизика водоемов суши Текст.: Учебное пособие / Т.В. Одрова. — JL: Гидрометеоиздат, 1979. —193 с.

65. Океанология: средства и методы океанологических исследований Текст. / Г.В. Смирнов [и др.] -М.: Наука. 2005. - С. 16 - 25.

66. Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды Текст.: Учебное пособие / В.И. Козинцев [и др.]; Под ред. В.Н. Рождест-вина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 528 с.

67. Опыт и перспективы организации оперативного спутникового мониторинга территории России в целях службы пожароохраны лесов Текст. / Н.А. Абушенко [и др.] // Исследования Земли из космоса, 1998. №3. - С. 89-96.

68. Особенности распределения характеристик экосистемы пелагиали Байкала в период весенней конвекции Текст. / Гранин Н.Г. [и др.]. — Красноярск: Институт биофизики СО РАН, 1991. 54 с.

69. Панова Г.П. Спектральная и интегральная прозрачность атмосферы на озере Байкал Текст. / Г.П. Панова. Новосибирск: Наука, 1980. - 72 с.

70. Парамонов А.И. Технология автоматизированного определения толщины морского льда по данным спутникового ИК зондирования Текст. / А.И. Парамонов, Г.А. Лебедев, B.C. Лощилов // Труды ДАНИИ. -2002. - Вып. 445. -С. 40-60.

71. Писаренко Т.А. Основы дизайна Текст.: Учебное пособие / Т.А. Писа-ренко, Н.Н. Ставнистый. Владивосток: ТИДОТ ДВГУ, 2005. - 112 с.

72. Пластинин JI.A. Основы дистанционного зондирования и космического картографирования Текст.: Учебное пособие / JI.A. Пластинин, В.М. Плюснин. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006. 116 с.

73. Претт У. Цифровая обработка изображений Текст.: Пер. с англ. / У. Претт. М.: Мир, 1982.-Кн. 1.-312 с.

74. Радиационный режим и оптические свойства озер Текст. / В. Н. Ада-менко [и др.]. Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 300 с.

75. Растоскуев В.В. Обработка данных дистанционного зондирования с помощью ГИС IDRISI Электронный ресурс. / В.В.Растоскуев, Е.В. Шалина Режим доступа: [http://vvww.geo.pu.ru/ecobez/edu/books/rsgis/index.htm 25.05.2006]

76. Российская система дистанционного мониторинга лесных пожаров Текст. / Д.В. Ершов [и др.] // ArcReview. 2004. - № 4 (31). - С. 21-23.

77. Савельев Б.А. Строение, состав и свойства ледяного покрова морских и пресных водоемов Текст. / Б.А. Савельев. М.: Изд-во МГУ, 1963. - С. 269 — 398.

78. Самардак А.С. Геоинформационные системы Текст.: Учебное пособие / А.С. Самардак. Владивосток: ТИДОТ ДВГУ, 2005. - 123 с.

79. Семовский С.В. Водные экосистемы: от космических наблюдений к математическому моделированию Текст./ С.В. Семовский. Иркутск: Издательство Института географии СО РАН. - 1999. - 200 с.

80. Сокольников В.М. Ледовый режим Текст. / В.М. Сокольников // Тр. Лимнол.ин-т СО АН СССР, 1978. -Т. 16(36). С. 117-124.

81. Спутниковая гидрофизика Текст. / Б.А. Нелепо [и др.]. М.: Наука, 1983.-256 с.

82. Сравнительная характеристика радиационной температуры и температуры поверхности воды Ладожского озера Текст. / А.И. Тихомиров [и др.] // В кн.: Комплексный дистанционный мониторинг озер. Л.: Наука, 1987. - С. 173 -183.

83. Стурман В.И. Экологическое картографирование Текст.: Учебное пособие / В.И. Стурман. М.: Аспект Пресс, 2003. - 251 с.

84. Сутырина Е.Н. Дистанционные методы оценки температуры поверхности воды оз. Байкал Текст. / Е.Н. Сутырина // Естественные и технические науки, 2006. -№ 5, С. 163 165.

85. Сутырина Е.Н. Мониторинг состояния экосистемы озера Байкал Текст. / Е.Н. Сутырина // Современные наукоёмкие технологии, 2007. № 10, С. 102 — 103;

86. Сутырина Е.Н. Определение характеристик снежно-ледового покрова на озере Байкал по данным дистанционного спутникового зондирования Текст. /

87. Е.Н. Сутырина // Материалы гляциологических исследований, 2008. — Вып. 105. — С. 153 157.

88. Сутырина Е.Н. Компьютерные методы географической привязки спутниковых изображений оз. Байкал Текст. / Е.Н. Сутырина // Вестник ИрГТУ, 2009. -№ 1. С. 42-46.

89. Термодинамические процессы в глубоких озерах Текст. / С.В. Рянжин [и др.]. Л.: Наука, 1981.-222 с.

90. Тимофеев Н.А. Радиационный режим океанов Текст. / Н.А. Тимофеев.- Киев, Наукова думка. 1983. - 247 с.

91. Тихомиров А.И. Дистанционное зондирование температуры поверхности водоемов Текст. / А.И. Тихомиров // В кн.: Комплексный дистанционный мониторинг озер. Л.: Наука, 1987. - С. 168 - 173.

92. Трифонова Т.А. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях Текст. / Трифонова Т.А., Н.В. Мищенко, А.Н. Краснощеков. -М.: Академический проект, 2005. 350 с.

93. Троицкая Е.С. Пространственно-временная изменчивость термических процессов в Байкале Текст.: диссертация . канд. геогр. наук: 25.00.27: защищена 29.12.2005 / Елена Сергеевна Троицкая. Иркутск, 2005. - 108 с. - Библиогр.: с. 96- 108

94. Тулохонов А.К. Я познаю Байкал Текст. / А.К. Тулохонов, О.А. Еки-мовская, А.Н. Бешенцев. Новосибирск: Наука, 2002. - 84 с.

95. Условные обозначения для ледовых карт Электронный ресурс. Режим доступа: rhttp ://vv w w. г an de wy. ru/ gm 1/rkarta 8. htm1 25.11.2006]

96. Успенский А.Б. Современное состояние и перспективы развития дистанционных методов определения температуры поверхности океана из космоса /

97. A.Б. Успенский, В.И. Соловьев // Исследование Земли из космоса. 1998. — № 1. -С. 102-111.

98. Фокина JT.A. Картография с основами топографии Текст.: Учебное пособие / JI.A. Фокина. М.: Гуманитарный издательский центр ВАЛДОС, 2005. -335 с.

99. Царев В.А. Неконтактные методы измерения в океанологии Текст. /

100. B.А. Царев, В.П. Коровин. СПб.: изд. РГГМУ. - 2005. - 184 с.

101. Шерстянкин П.П. Экспериментальные исследования подледного светового поля озера Байкал Текст. / П.П. Шерстянкин. М.: Наука, 1975. -92 с.

102. Шимараев М.Н. Элементы теплового режима озера Байкал Текст. / М.Н. Шимараев. Новосибирск: Наука, 1977. 150 с.

103. Южанинов B.C. Картография с основами топографии Текст.: Учебное пособие / B.C. Южанинов. М.: Высшая школа, 2001. - 302 с.

104. Яворский Б.М. Справочник по физике Текст.: 2-е изд., перераб. / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. М.: Наука, 1985. - С. 512

105. A comparison of oceanic skin effect parameterisations using ship borne radiometer data Text. / Elizabeth C. Kent [et al.] // Journal of Geophysical Research, 1996. -Vol. 101 (C7). P. 16649-16666.

106. A split-window algorithm for estimating land surface temperature from satellites. Advances in Space Research Text. / C. Ulivieri [et al.] // Advances in Space Research. 1994. - Vol. 14, No. 3. - P. 59-65.

107. Barton I.J. Digitization effect in AVHRR and MCSST data Text. / I.J. Barton // Remote sens. Environ. 1989. - No. 29. - P. 87 - 89

108. Brandt R.E. Spectral albedo, absorptance, and transmittance of Antarctic sea ice Text. / R.E. Brandt, C.S. Roesler, S.G. Warren // Preprints, 5-th Conference on Polar Meteorology and Oceanography. Dallas: Amer. Meteor. Soc., 1999. - P. 456 -459.

109. Brown O.B. MODIS Infrared Sea Surface Temperature Algorithm: Algorithm theoretical basis document. V. 2.0 Text. / O.B. Brown, P.J. Minnett. Miami: Univ. of Miami. - 1999. - 90 p.

110. Campell J.B. Introduction to remote sensing Text. / J.B. Campell. New York -London: The Guilford press, 1996 - P. 120 - 549.

111. Coll C. Estimation of land surface emissivity differences in the split-window channels of AVHRR Text. / C. Coll, V. Caselles, T.J. Schmugge // Remote Sensing of Environment, 1994. Vol. 48. - P. 127-134.

112. Determination of sea surface temperature at large observation angles using an angular and emissivity-dependent split-window equation Text. / R. Niclos [et al.] // Remote Sensing of Environment, 2007.-No. 111. P. 107 - 121.

113. Format to exchange operational and archived data on sea ice (contour-2) Electronic resource. Access mode: [http://www.aari.nw.ru/gdsidb/format/contour2.htm 2007, March 02]

114. Gautam R.K. Sea Surface Temperature And Net Heat Flux Variation In The Gulf Of Thailand Using Buoy, Meteorological And Remote Sensing Data Text. / R.K. Gautam, S. V. Omjai // Coastal Engineering Journal, 2000. Vol. 42, No. 4 - P. 341356

115. Gesell G. An algorithm of snow and ice detection using AVHRR data: an extension of the APOLLO software package Text. / G. Gesell // Int. J. Remote Sensing, 1989. No.10. -P. 897-905

116. Hepplewhite C.L. Remote observation of the sea surface and atmosphere. The oceanic skin effect Text. / C.L. Hepplewhite // J. remote sensing, 1989. Vol. 10. Nos. 4 - 5. - P. 801 - 810

117. Huang W.G. Size estimates of the factors controlling sea surface temperature with AVHRR data Text. / W.G. Huang, I.S. Robinson// J. remote sensing, 1995.-Vol. 16. No. 4.-P. 597-612.

118. Ice and snow cover of continental water bodies from simultaneous radar al-timetry and radiometry observations Text. / A. V. Kouraev [et al.] // Surv. Geophys., 2008.-No. 29.-P. 271 -295.

119. Ice regime of Lake Baikal from historical and satellite data: Influence of thermal and dynamic factors Text. / A. V. Kouraev [et al.] // Limnol. oceanogr., 2007. -No. 52.-P. 1268- 1286.

120. Josse P. Intercomparison of oceanic and atmospheric forced and coupled mesoscale simulations. Part I: Surface fuxes Text. / P. Josse, G. Caniaux, H. Giordani // Ann. Geophysicae, 1999. Vol. 17, P. 566-576.

121. Lake Ice Electronic resource., Access mode: [http://ice-glaces.ec.gc.ca/App/WsvPageDsp.cfm 11.12.2007]

122. Malm J. A study of the thermal bar in Lake Ladoga using water surface temperature data from satellite images Text. / J. Malm, L. Jonsson // Remote sensing of Environment, 1993. No. 44. - P. 35-46.

123. McClain E.P. Comparative performance of AVHRR based multichannel sea surface temperature Text. / E.P. McClain, W. Pichel, C. Walton // J. Geophys.Res., 1985, vol. 90. - P. 11587-11601.

124. Measurement of the surface emissivity of turbid waters Text. / Liu Wenyao [et al.] // Chin. j. oceanol. limnol., 1987. Vol. 5, No. 4. P. 363 - 369.

125. Measurement of the Sea Surface Emissivity Text. / Konda Masanori [et al.] // Journal of Oceanography, 1994. Vol. 50. - P. 17 - 30.

126. Mullen P.C. Theory of the optical properties of lake ice Text. / P. C. Mullen, S. G. Warren // J. Geophys. Res., 1988. Vol. 93. P. 8403-8414.

127. NOAA KLM user's guide Electronic resource. / Edited by G. Goodrum, K.B. Kidwell, W. Winston Access mode: [http://www2.ncdc.noaa.gov/docs/podug/index.htm 2005, April 25].

128. Observation of Lake Baikal ice from satellite altimetry and radiometry Text. / A. V. Kouraev [et al.] // Remote Sens. Environ., 2007. No. 108. - P. 240 -253.

129. Physical limnology of Lake Baikal: A review Text.: Print. No. 2 / M.N. Shimaraev [et al.]. Irkutsk; Okayama: Baikal International Center for Ecological Research. -1994. - 81 p.

130. Price J.C. 1984. Land surface temperature measurements from the split window channels of the NOAA 7 Advanced Very High Resolution Radiometer Text. / J.C. Price //J. Geophys. Res. 1984. Vol. 89. - P. 7231-7237.

131. Radiative characteristics of ice-covered fresh and brackish-water bodies Text. / Helgi Arst [et al.] // Proc. Estonian Acad. Sci. Geol., 2006. Vol. 55, No. 1 P. 3-23.

132. Renfrew I. A. A simple model of the convective internal boundary layer and its application to surface heat flux estimates within polynyas Text. / I. A. Renfrew, J.C. King. // Boundary-Layer Meteorology. 2000. - No. 94. P. 335-356.

133. Riggs G.A. Sea ice extent and classification mapping with the moderate resolution imaging spectroradiometer airborne simulator Text. / George A. Riggs, Dorothy K. Hall, Steven A. Ackerman // Remote Sensing of Environment, 1999. Vol. 68. -P. 152 - 163.

134. Robertson D.M. Lake ice records used to detect historical and future climatic changes Text. / D.M. Robertson, R.A. Ragotskie, J.J. Magnuson // Climatic changes, 1992. No. 21. - P. 407-427.

135. Science@NASA: Satellite tracking: J-Track 3D Electronic resource. -Access mode: [http://science.nasa.gov/ReaItime/jtrack/3d/JTrack3D.html 2008, Oct. 9]

136. Shimaraev M.N. Deep ventilation of Lake Baikal due to spring thermal bars Text. / M.N. Shimaraev, N.G. Granin, A.A. Zhdanov // Limnol., oceanogr., 1993. -No. 38.-P. 1068- 1072.

137. Solar radiation and albedo regime in ice-covered lakes: Early spring Text. / M. Petrov [et al.] // Proc. 8th Workshop on Physical Processes in Natural Waters; Edited by L. Bengtsson and O.A Maher. Lund, 2004 - P. 31 - 38.

138. Surface emissivity retrieval from Digital Airborne Imaging Spectrometer data Text. / J. A. Sobrino [et al.] // J. Geophys. Res., 2002. Vol.l07(D23). P. 4729.

139. The effect of coastal upwelling on the sea-breeze circulation at Cabo Frio, Brazil: a numerical experiment Text. /S. H. Franchito [et al.] // Ann. Geophysicae. -1998. Vol. 16, P. 866-881.

140. Thomas A.C. Relationship between near-surface plankton concentration, hydrography, and satellite-measured sea surface temperature Text. / A.C. Thomas, W.J. Emery // J. Geophy. Res., 1988. No. 93 (C12). P. 15733 - 15748.

141. Udarbe-Walker M.J. Structure of potential upwelling areas in the Philippines Text. / M.J. Udarbe-Walker, C.L. Villanoy // Deep-Sea Res. I, 2001. Vol. 48 - P. 1499- 1518.

142. Use of the data of simultaneous satellite microwave radiometric and ship-borne measurements for the study of air-sea interaction in the North Atlantic Text. / N. A. Armand [et al.] // Oceanology, 2004. Vol. 44, No. 1. - P. 44-54.

143. Using NOAA AVHRR data to assess flood damage in China Text. / Q. Wang [et al.] // Environmental Monitoring and Assessment. 2003. - Vol. 82, No. 2. -P. 119-148.

144. Walton C.C. Nonlinear multichannel algorithms for estimating sea surface temperature with AVHRR satellite data Text. / C.C. Walton // Journal of applied meteorology. 1988. - Vol. 27, No. 2. - P. 115 - 124.

145. Wilson-Diaz D. On The Heat Budget Of The Arabian Sea Text.: A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for Degree of Doctor of Philosophy / D. Wilson-Diaz; The Univ. of Miami, 2003. 188 p.

146. Wynne R.H. Satellite observation of lake ice as a climate indicator: initial results from statewide monitoring in Wisconsin Text. / R.H. Wynne, T.M. Lillesand // Photogrammetric Engeneering & Remote Sensing, 1993. No. 59 (6). - P. 1023 — 1031.

147. Xiao-feng L. Application of nonlinear multi-channel algorithms for estimating sea surface temperature with NOAA-14 AVHRR data Text. / Li Xiao-feng // Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2000. Vol. 18, No. 3. - P. 199 -207.

148. Yokoyama R. Estimation of sea surface temperature via AVHRR of NOAA-9 comparison with fixed buoy data Text. / R. Yokoyama, S. Tanba // Remote sensing, 1991.-Vol. 12, No. 12. - P. 2513 -2527.

149. Yokoyama R. Air-sea interacting effects to the sea surface temperature observation by NOAA/AVHRR Text. / R. Yokoyama, S. Tanba, S. Souma // International Journal of Remote Sensing, 1993. No. 14. — P. 2631 - 2646.

Информация о работе

Сутырина, Екатерина Николаевна
кандидата географических наук
Иркутск, 2009
ВАК 25.00.33

Диссертация

Картографическое отображение и анализ гидрофизических характеристик озера Байкал, детектируемых дистанционным спутниковым зондированием - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы