Способ определения поля дрейфа морских льдов

Изобретение относится к морской гидрометеорологии и может быть использовано для определения поля дрейфа морских льдов. Способ заключается в совмещении пары последовательных спутниковых изображений одного и того же участка ледовой поверхности, совмещении неподвижных деталей изображений, придании изображениям взаимно-исключающих световых или цветовых контрастов. Направление дрейфа определяется по ориентации перпендикуляра к контурам минимальной и максимальной интенсивности вокруг дрейфующего объекта, а пройденное им расстояние - по максимальному размеру одного из участков минимальной или максимальной яркости в направлении дрейфа одного и того же ледяного образования. Технический результат - снижение трудоемкости процесса. 3 ил.

 

Изобретение относится к морской гидрометеорологии и может быть использовано для определения поля дрейфа морских льдов, а более конкретно - для определения дрейфа с использованием изображений, полученных с космических аппаратов на околоземной орбите.

Известны способы определения дрейфа морских льдов путем сопоставления характерных одинаковых деталей ледяного покрова на двух последовательных спутниковых изображениях [1]. Недостатком способа является высокая трудоемкость, обусловленная обработкой фотографических изображений по визуальному выявлению характерных одинаковых деталей ледяного покрова.

Известен способ определения дрейфа льдов, основанный на слежении за характерными деталями ледяного покрова двух последовательных изображений, полученных с ИСЗ [2].

Известен также способ получение дрейфа льда по паре последовательных изображений, взятый авторами за прототип [3], в котором сопоставляются границы полей и разрывов, представленных в виде отрезков прямых линий на последовательных снимках.

Недостатком указанных способов является высокая трудоемкость, обусловленная обработкой фотографических изображений по визуальному выявлению характерных одинаковых деталей ледяного покрова, а в случае обработки цифровых изображений - большим объемом исходных данных.

Техническим результатом является уменьшение трудоемкости способа определения дрейфа морских льдов.

Технический результат достигается, а способ осуществляется путем предварительной обработки изображения морских льдов, заключающейся в совмещении негативного и позитивного изображений последовательных снимков одного и того же района, результатом которой является получение изображений смещений кромки ледяных образований. Для получения указанного изображения предлагается использовать известный способ сличения объектов, заключающийся в проектировании сличаемых объектов на экран и совмещении идентичных участков изображения, в котором изображения сличаемых материалов проектируются на экран во взаимоисключающих контрастах, например как негативное и позитивное изображение, или красное и синее [4].

Существо предлагаемого способа иллюстрируется рисунком (см. фиг. 1) с приведенным графиком интенсивности излучения или яркости изображения полыньи на фоне льда на первом снимке (А), графиком интенсивности излучения или яркости изображения полыньи на фоне льда на втором снимке с инвертированным изображением (Б), графиком (В) интенсивности излучения или яркости совмещенных изображений (А) и (Б), где обозначено:

1 - ЛП - лед позитив;

2 - ГШ - полынья позитив;

3 - ЛН - лед негатив;

4 - Δ - расстояние дрейфа кромки льдины за время, прошедшее между снимками;

5 - ПН - полынья негатив;

6 - Л(П+Н) - совмещение негатива и позитива изображения льда;

7 - ПП+ЛН - совмещение изображений позитива полыньи и негатива льда;

8 - П(Н+П) - совмещение негатива и позитива изображения полыньи;

9 - ЛП+ПН - совмещение изображений позитива льда и негатива полыньи.

При сдвиге негатива относительно позитива на величину Δ при совмещении позитива (ЛП) и негатива льда (ЛН) получается изображение средней яркости Umax/2 (или «серого») цвета Л(П+Н).

При совмещении позитива полыньи (ПП) и негатива льда (ЛН) получается изображение максимальной яркости Umax (или «черного») цвета (ПП+ЛН).

При совмещении позитива полыньи (ПП) и негатива полыньи (ПН) получается изображение средней яркости Umax/2 (или «серого») цвета П(П+Н).

При совмещении позитива льда (ЛП) и негатива полыньи (ПН) получается изображение максимальной яркости Umax (или «белого») цвета (ЛП+ПН).

При совмещении позитива льда (ПЛ) и негатива льда (ЛН) получается изображение средней яркости Umax/2 (или «серого») цвета Л(П+Н).

Пример осуществления способа иллюстрируется изображением, приведенным на фиг. 2, где обозначено:

Г) - позитивное изображение полыньи в льдах;

Д) - негативное изображение полыньи в льдах;

Е) - совмещенное (позитив+негатив) изображение.

Иллюстрация работоспособности предлагаемого способа осуществляется на примере его реализации на компьютере со стандартной комплектацией, для чего на фиг. 3 изображены

10-13 - порты ввода-вывода компьютера,

14-17 - соответствующие сигналы на входе (выходе),

18 - компьютер,

19 - печатающее устройство,

20 - кабель, соединяющий печатающее устройство и порт компьютера 10,

21 - монитор,

22 - кабель, соединяющий монитор и порт компьютера 11,

23 - манипулятор (трекбол или «мышь»),

24 - кабель, соединяющий манипулятор и порт компьютера 12,

25 - устройство ввода изображения в компьютер (например, сканер или фотоаппарат),

26 - кабель, соединяющий устройство ввода изображения в компьютер и порт компьютера 13.

С устройства ввода изображения 25 по кабелю 26 через порт 13 компьютера 18 поступает сигнал изображения 17. Манипулятор 23 соединен с компьютером 18 кабелем 24, по которому на входной разъем 12 поступает сигнал 16. Компьютер 18 соединен с монитором 21 кабелем 22, подключенным к порту 11, и с печатающим устройством 19 кабелем 20 через порт 10.

С помощью устройства ввода 25 производится загрузка 2-х последовательных снимков с изображением одной и той же акватории морской поверхности, покрытой льдом, полученных через некоторый интервал времени Δе. Соответствующие сигналы 17 по кабелю 26 поступают на вход компьютера 18 - порт 13.

С помощью манипулятора 23 по изображениям на экране монитора 21 неподвижные объекты изображения, такие как острова, мысы или другие характерные участки изображения, совмещаются и затем изображение второго снимка инвертируется (делается негативом - далее в качестве примера рассматривается этот вариант или первое окрашивается в основной цвет, а второе - в дополнительный). При сложении полностью совпадающих изображений получится изображение равномерного тона или цвета по всему снимку.

Если в промежуток времени между последовательными снимками наблюдался дрейф льда на расстояние Δ, то равномерность тона или цвета нарушается, и распределение неоднородностей происходит способом, описанным выше.

Направление дрейфа 4 определяется по ориентации перпендикуляра к контурам минимальной и максимальной интенсивности, а пройденное дрейфующим ледяным образованием расстояние - по максимальному размеру одного из участков минимальной или максимальной яркости в направлении дрейфа одного и того же ледяного образования.

Поле 4 является полем векторов дрейфа льда, которое отображается на экране монитора 21 или печатающем устройстве 19.

Источники информации

1. Научные исследования в Арктике. Том 3. Дистанционное зондирование морских льдов на северном морском пути: изучение и применение / Иоханнессен О.М., Александров В.Ю., Фролов И.Е. и др. СПб. Наука, 2007, с. 235-238.

2. Cjllins M.J., Emery W.J. Computational method for estimating sea motion in sequential Seasat synthetic aperture radar imagery by matched filtering // j. Geophys. Res. 1988. №93(C8), p. 9241-9251.

3. Vesecky J.F., Samadani R., Smith M.P., Daica J.M. et. al. Observation of sea-ice dynamics using synthetic aperture radar images: automated analysis // IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing. 1988. №26(1), p. 38-48.

4. Киселев В.А., Радченко Г.H., Свердлов Э.Н., Стародынов В.С. и Красиков В.И. Способ сличения объектов. АС № 359512 // Бюллетень Изобретения в СССР №35 1972 г.

Способ определения поля дрейфа морских льдов, заключающийся в совмещении пары последовательных спутниковых изображений одного и того же участка ледовой поверхности, совмещении неподвижных деталей изображений, придании изображениям взаимно-исключающих световых или цветовых контрастов, отличающийся тем, что направление дрейфа определяется по ориентации перпендикуляра к контурам минимальной и максимальной интенсивности вокруг дрейфующего объекта, а пройденное им расстояние - по максимальному размеру одного из участков минимальной или максимальной яркости в направлении дрейфа одного и того же ледяного образования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может найти применение в системах измерения и индикации, обеспечивающих пилотирование летательных аппаратов (ЛА) в случае отказа его основных пилотажно-навигационных систем.

Изобретение относится к средствам информирования и ориентации инвалидов по зрению при их передвижении по городской территории. Способ состоит в размещении на стационарных объектах стационарных радиоинформаторов и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, автоматической передаче носимым абонентским устройством в радиоэфир сигнала запроса, по получении которого каждый стационарный радиоинформатор, находящийся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, передает в радиоэфир ответ, содержащий его персональные данные, а абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех стационарных радиоинформаторов, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации стационарному радиоинформатору, который по получении этого сигнала запроса передает в радиоэфир сообщение о стационарном объекте, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого стационарного радиоинформатора информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений.

Изобретение относится к геодезии и может быть использовано для создания топогеодезических сетей для подготовки боевых действий ракетных войск, артиллерии и противовоздушной обороны сухопутных войск.

Изобретение относится к области фотограмметрии, аэрокосмической съемке и может быть использовано для определения угловых элементов внешнего ориентирования получаемого при съемке изображения местности.

Способ формирования пакетов включает в себя подготовку данных, содержащих инструкции движения для передачи в транспортное средство. Этот представленный способ также включает определение количества данных для передачи в первом пакете в компьютерную систему транспортного средства, соединенную с сервером, осуществляющим способ, на основании необходимости передачи в транспортное средство первого пакета с первой инструкцией для водителя.

Изобретение относится к средствам для ориентации инвалидов по зрению. Способ информирования инвалидов о прибывающих на остановку транспортных средствах общего пользования состоит в размещении на транспортных средствах общего пользования радиомодулей, пультов водителей и звукоизлучателей и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, при этом абонентское устройство инвалида автоматически передает в радиоэфир сигнал запроса, после чего радиомодуль каждого транспортного средства, находящегося в данный момент в зоне действия абонентского устройства, по получении сигнала запроса передает в радиоэфир ответ на полученный сигнал запроса, абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех радиомодулей, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации радиомодулю транспортного средства, который по получении этого сигнала запроса на передачу информации передает в радиоэфир сообщение о транспортном средстве, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого радиомодуля информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений, затем радиомодуль выбранного инвалидом транспортного средства передает на пульт водителя сигнал для водителя и подает команду на установленный на транспортном средстве звукоизлучатель, который воспроизводит звуковой сигнал ориентирования, по которому инвалид определяет необходимое направление движения к открытой двери транспортного средства.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к бортовым цифровым программно-аппаратным комплексам. Техническим результатом является повышение эффективности управления топопривязчиком.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в судовых навигационных системах для выработки параметров угловой ориентации корпуса судна.

Изобретение относится к способам контроля качества функционирования мобильных комплексов навигации и топопривязки в процессе проведения различных видов испытаний.

Изобретение относится к области навигации и топопривязки, в частности к способам представления и использованиям цифровой топогеодезической информации, и предназначено для определения навигационно-топогеодезических параметров для наземных подвижных объектов.

Изобретение относится к области космического приборостроения и может быть использовано при создании и эксплуатации гирокомпасной системы ориентации (ГСО) ИСЗ для около круговых орбит. Технический результат - повышение точности. Для этого обеспечивают трехканальную автокомпенсацию инструментальных погрешностей системы путем построения приборной орбитальной системы координат (ОСК), номинально совпадающей с текущей ОСК, при неограниченных курсовых углах ИСЗ, совершения программных поворотов ИСЗ на четыре заданных курсовых угла, выработки и введении представительных (более полных) поправок на погрешности системы по крену, курсу и тангажу в соответствии с приведенными алгоритмами при сохранении динамики и непрерывности режима гирокомпасирования системы. При этом рассмотрен вариант технического решения задачи о программных поворотах ИСЗ с заданной скоростью на любые курсовые углы для бортовой научной аппаратуры и для коррекции высоты и плоскости орбиты при сохранении режима и точности работы системы. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации. Достигаемый технический результат - повышение помехозащищенности. Способ основан на формировании объектом навигации двух высокочастотных гармонических сигналов с разными частотами, их одновременном излучении с объекта навигации и приеме в нескольких опорных радионавигационных точках с известными координатами, формировании в этих точках сигналов разностной частоты из принятых от объекта навигации высокочастотных сигналов, передаче сформированных сигналов разностной частоты в центральный пункт обработки, где измеряется разность фаз сигналов разностной частоты, поступивших из разных опорных точек, а результаты измерений разностей фаз с учетом взаимного расположения центрального приемного пункта и опорных радионавигационных точек пересчитываются в координаты объекта навигации, причем оба сформированных на объекте навигации гармонических сигнала перед излучением синхронно модулируют по фазе одной и той же псевдослучайной двоичной последовательностью с девиацией фазы 180°. 2 ил.

Способ определения углового положения подвижного объекта относительно центра масс, т.е определение пространственной ориентации при угловом движении, преимущественно летательных аппаратов (ЛА), относительно какой-либо базовой системы координат, путем аналитического ее вычисления на основе измерений каких-либо отдельных параметров ориентации (углов, угловых скоростей и т.д.). Способ включает определение текущей угловой ориентации системы координат OX1Y1Z1 относительно геоцентрической базовой системы координат OXYZ, задание требуемой ориентации системы координат OX2Y2Z2 относительно геоцентрической базовой системы координат OXYZ, при этом системы координат OX1Y1Z1 и OX2Y2Z2 имеют начало координат в центре масс объекта и связаны с ним. Текущие значения углов ориентации связанной системы координат относительно базовой определяются с помощью бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС), при этом в геоцентрической базовой системе координат направление оси OZ принимают совпадающим с направлением вектора вращения Земли, а ось ОХ направлена в точку пересечения гринвичского меридиана с экватором. Определяют углы относительной ориентации ςx, ςy, ςz между соответствующими осями связанной системы текущей угловой ориентации и требуемой в геоцентрической базовой системе координат по определенным зависимостям и по результатам вычислений судят об угловом положении подвижного объекта. Технический результат - расширение области применения, повышение достоверности и точности определения углового положения подвижного объекта. 2 ил.

Изобретение относится к геодезии, в частности к способам топогеодезической подготовки опорных геодезических сетей, используемых при испытании навигационной аппаратуры наземных транспортных средств. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей. Способ формирования опорной геодезической сети испытательной трассы заключается в том, что осуществляется формирование района работ, прокладка маршрута на карте, определение и закрепление координат контрольных пунктов создаваемой сети, определение ориентиров с известными координатами, представление данных по сформированной сети. При создании опорной геодезических сети на первоначальном этапе составляется физико-географическая характеристика района работ и оценивается топографо-геодезическая изученность района работ, на втором этапе формируется схема размещения оборудования испытательной трассы. На третьем этапе производится привязка сформированной схемы испытательной трассы к конкретным топографическим условиям местности с прокладкой маршрута трассы по карте местности. На четвертом этапе определяется конкретное расположение контрольных пунктов на маршруте трассы с составлением схемы и карты их расположения. На пятом этапе определяются схема расположения контрольного пункта и точки углов на цифровой карте местности, формируется схема ориентирных направлений. При этом определяются перечень ориентиров с их кратким описанием с присвоением номеров и изображением внешнего вида, дирекционные углы ориентирных направлений, расстояния линии визирования до ориентира, координаты выбранных ориентиров. На шестом этапе выполняется формализация и каталогизация выполненных работ. При этом указываются контрольные пункты, на которых рекомендуется проводить контроль определения высоты, составление каталога ориентирных направлений на выбранных контрольных точках. 5 ил.
Наверх