Регистрация / Вход
Прислать материал

14.607.21.0153

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.607.21.0153
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт программных систем им. А.К. Айламазяна Российской академии наук
Название доклада
Разработка технологии автоматизированной обработки и анализа данных ДЗЗ для решения задачи мониторинга акваторий океанов и морей с целью обнаружения промысловых рыбных скоплений
Докладчик
Сачков Юрий Леонидович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью исследования является развитие научно-технического и технологического комплекса страны в области практического использования современных космических технологий дистанционного зондирования акваторий океанов и морей для обеспечения российского рыбопромыслового флота новым видом информационных услуг – оперативного обнаружения и идентификации рыбных скоплений, имеющих промысловую ценность.
Основной задачей исследования является разработка новой, более эффективной по сравнению с традиционными методами авиационной рыборазведки технологии оперативного обнаружения промысловых рыбных скоплений.
Для достижения основной цели исследования решаются задачи создания :
1) классификаторов объектов интереса (ОИ) и их идентификационных признаков;
2) классификатора источников геопространственных данных (ГПД), используемых при обработке данных ДЗЗ акваторий морей и океанов.
3) цифровых моделей базовых объектов анализа на данных ДДЗ на основе комплекса установленных идентификационных признаков;
4) методик построения районов поиска на основе данных ДЗЗ низкого и среднего разрешений, планирования проведения съемки КА с сканирующей аппаратурой высокого разрешения, обработки данных ДЗЗ с целью обнаружения и идентификации рыбных скоплений промыслового характера.
5) методов и алгоритмов детектирования, выделения и классификации промысловых рыбных скоплений;
6) программно-аппаратной реализации алгоритмов детектирования, выделения и классификации объектов интереса (ОИ);
7) технических требований к характеристикам данных ДЗЗ, получаемых от систем космического мониторинга, обеспечивающих требуемое качество решения задачи;
Актуальность и новизна исследования
Активное освоение Мирового океана, в частности, с целью рыбного промысла, потребовало широкого набора методов и средств контроля состояния и динамики как физических параметров
морской среды, так и биологических объектов, обитающих в ней.Разработка новых методик и комплексов технических средств направлена на интенсификацию и рационализацию рыбного промысла, позволяя не только нарастить объемы улова, но также и применять более эффективные стратегии проведения лова (координация действий рыболовных судов, существенная экономия топлива и т.п.), а также контролировать численность поголовья, не нанося вред состоянию морской биосферы.
Сегодня для решения данной задачи используются методы гидроакустических исследований, авиаразведки и аэрофотосъемки, рейсовой разведки. Обладая рядом преимуществ, данные методы требуют существенных финансовых и временных затрат. Одновременно с этим, эти методы обеспечивают сбор данных с ограниченной территории. Именно поэтому мониторинг больших площадей на поверхности Земли в последнее время связывают с использованием космических средств дистанционного зондирования (ДЗЗ).
На протяжении нескольких лет на борту российского сегмента (РС) международной космической станции (МКС) проводился эксперимент «Сейнер», в рамках которого, в частности, осуществлялся визуальный поиск крупных рыбных скоплений и их регистрация при помощи цифровых фотоаппаратов в видимом диапазоне. Использование полученных результатов для
создания специализированных систем мониторинга с целью применения в экономике требует решения ряда научно-технических задач, рассматриваемых в докладе.
Описание исследования

Предложены следующие пути решения поставленных задач:
1)     Сбор информации об измерительных характеристиках объектов интереса (ОИ) и подстилающей поверхности, получаемых по данным ДЗЗ, их классификация, разработка технических требований к  источникам к ГПД осуществляются в результате обобщения информации научно-технических источников, содержащих описания данных объектов, а также в результате проведения обработки и анализа данных ДЗЗ и их моделей, содержащих требуемые объекты.
2)     Классификация и выбор источников ГПД производится в ходе анализа характеристик данных, содержащихся в этих источниках, и их сопоставления с техническими требованиями,
3)     Алгоритмы и методы формирования моделей цифровых изображений ОИ, получаемых на основе  обработки данных ДЗЗ, разрабатываются на основе анализа отобранных измерительных характеристик  объектов интереса (ОИ) и подстилающей поверхности и дальнейшего поиска и программной реализации алгоритмов и методов геометрического моделирования, компьютерной графики и цифровой обработки изображений, обеспечивающих построение моделей с указанными характеристиками.
4)     Разработка методов и алгоритмов выделения идентификационных признаков ОИ, поиска, детектирования,  классификации и идентификации ОИ по данным ДЗЗ осуществляется путем
анализа, программной реализации, тестирования и ряда методов и алгоритмов машинного зрения, обработки изображений и машинного обучения, с дальнейшим сравнением их эффективности на базе разрабатываемых критериев оценки качества.
5)     Методика получения, обработки и анализа материалов ДЗЗ морской (океанской) поверхности с целью обнаружения и оценки характеристик промысловых рыбных скоплений разрабатывается на основе анализа текущей практики использования информации прогнозного и разведывательного характера в рыбопромысловой деятельности.
6)     Аппаратно-программная реализация разработанных алгоритмов и методов осуществляется путем  разработки требований к характеристикам комплекса и его подсистем; проектирования комплекса; разработке программной реализации его программных компонент; сборке, наладке и настройке аппаратной платформы; интеграции компонент комплекса; проведении его испытаний в рамках «Программы и методик».
7)     Техническое задание на проведение ОКР по теме: "«Разработка перспективной системы оперативного  дистанционного мониторинга поверхности океана для проведения рыбопромысловой  разведки» разрабатывается по итогам тестовой эксплуатации комплекса на реальных данных, сбора и анализа информации о технической результативности и экономической эффективности  использования комплекса, в том числе по отчетам потребителей информации, а также основываясь выводах о технических параметрах перспективной системы.

Результаты исследования

Ожидаемые результаты исследования:
1. Классификатор источников геопространственных данных.
2. Классификатор объектов интереса (ОИ) и идентификационных признаков, используемых при обработке данных ДЗЗ.
3. Технология формирования цифровых моделей изображений объектов анализа.
4. Технология обработки данных ДЗЗ с целью извлечения и анализа информации об объектах типа "промысловое рыбное скопление".
5. Технические требования к характеристикам данных ДЗЗ, получаемых от систем космического мониторинга.
6. Методика получения, обработки и анализа материалов ДЗЗ с целью обнаружения и оценки характеристик промысловых рыбных скоплений.
7. Реализация разработанных алгоритмов и методов в экспериментальном образце комплекса обработки данных ДЗЗ.
8. Проект ТЗ на проведение последующей ОКР.

Практическая значимость исследования
Применение новых методик и комплексов технических средств позволит повысить эффективность рыбного промысла и за счёт более рационального использования судов рыболовного флота обеспечить снижение экологической нагрузки на морскую биосферу.