Методы и технологии измерений и хранения данных

Объект исследования - водная среда, ледовые покровы, методики, статистические решения, алгоритмы, математические модели, программные модули. Цель исследования - изучение новой инструментально-информационной технологии мониторинга морских экосистем с использованием данных СВЧ-радиометрии и спектроэллипсометрии с применением методов математического моделирования, математической статистики, распознавания образов, анализа изображений. Изложены методики и алгоритмы формирования и обработки потоков информации в системах экологического мониторинга. Рассмотрены вопросы развития технологии геоинформационных систем (ГИМС-технологии) для совершенствования процедур сбора данных о состоянии объектов и процессов в окружающей среде. Сформулированы основные принципы комплексного использования математических и технических средств при решении задач экологического мониторинга. Охарактеризованы современные подходы и технологии дистанционного мониторинга окружающей среды. Особое внимание обращено на проблему многопланового контроля состояния водных экосистем. Определены возможности СВЧ-радиометрии при оценке биосложности водных экосистем. Дано определение индикатора биосложности. Предлагаемая методика сочетает наличие алгоритмического и программного обеспечения, позволяющее решать задачи измерения и обнаружения в реальном масштабе времени. Кратко изложены физические основы атмосферных, ледовых и снежных характеристик по данным СВЧ-радиометрии. Приведен обзор работ, где на основе модельных расчетов и экспериментальных измерений описаны излучательные способности ледяного и снежного покровов в СВЧ-диапазоне, рассмотрены вопросы разработки моделей для морских льдов с сильным и умеренным поглощением и пористых структур, особенности радиационных показателей молодых льдов, льдов с малой соленостью и паковых льдов. При этом отмечена возможность дистанционного различения возрастных градаций льдов. Приведены конкретные примеры классификации явлений на водной поверхности и ледовых покровах. Входящие в систему программные модули были применены для обработки данных радиофизических экспериментов с ИСЗ «Космос-1500» для районов Арктики. Проанализированы статистические характеристики «пятнистости» радиояркостных температур, полученные для наиболее информативных порогов. Показано, что эти характеристики можно использовать при обнаружении аномальных явлений на водной поверхности и ледовых покровах. В последнем разделе приведена информация о формировании электронного массива отчетов по программе Президиума РАН «Мировой океан - многомасштабность, многофазность, многопараметричность» за период ее реализации с 2015 по 2017 гг.