ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. №5. С. 155-170

Создание информационного сервиса «Дистанционный мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил»

В.Ю. Ефремов 1, О.А. Гирина 2, Л.С. Крамарева 3, Е.А. Лупян 1, А.Г. Маневич 2, Д.В. Мельников 2, А.М. Матвеев 1, А.А. Прошин 1, А.А. Сорокин 4, Е.В. Флитман 1
1 Институт космических исследований Российской академии наук, 117997 Москва, Профсоюзная 84/32
2 Институт вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения Российской академии наук, 117997 Москва, Профсоюзная 84/32
3 ДЦ ФГБУ «НИЦ «Планета», 123242 Москва, Б.Предтеченский пер., д.7
4 Вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, 680000 Хабаровск, Ким Ю Чена, д. 65
В настоящей работе обсуждаются возможности создания информационной системы, ориентированные на оперативное обеспечение данными дистанционного зондирования работ по мониторингу вулканической активности на Камчатке и Курилах. В работе приведен краткий анализ опыта использования спутниковых методов для мониторинга вулканов, накопленного в последние десятилетия. Проанализированы имеющиеся в настоящее время технические и технологические возможности, которые могут лечь в основу создаваемой системы. Описана архитектура системы, текущие возможности ее действующего прототипа и перспективы развития. Приводятся примеры информационных продуктов, формируемых системой.
Ключевые слова: вулканическая активность, вулканы Камчатки и Курил, спутниковые системы, спутниковые данные, распределённые архивы, информационные системы, системы мониторинга, технологии построения автоматизированных систем
Полный текст

Список литературы:

  1. Абушенко Н.А., Алтынцев Д.А., Семенов С.М. Оценка точности спутниковых методов обнаружения лесных пожаров // Солнечно-земная физика. 2004. № 5. С. 27-29.
  2. Андреев М.В., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Наглин Ю.Ф., Прошин А.А., Флитман Е.В. Построение интефейсов для организации работы с архивами спутниковых данных удаленные пользователей // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. № 1. С. 514-520.
  3. Асмус В.В., Кровотынцев В.А., Милехин О.Е., Соловьев В.И., Успенский А.Б. Использование спутниковых данных ДЗЗ для решения задач гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. 2008. Т. 105. С. 6-16.
  4. Балашов И.В., Ефремов В.Ю., Мазуров-мл. А.А., Мамаев А.С., Матвеев А.М., Прошин А.А. Особенности организации контроля и управления распределенных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2011. Т. 8. № 3. С.161-166.
  5. Бурцев М.А., Антонов В.Н., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Крамарева Л.С., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Матвеев А.М., Милехин О.Е, Прошин А.А., Соловьев В.И. Система работы с распределенными архивами результатов обработки спутниковых данных центров приема НИЦ Планета // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. № 5. С. 55-76.
  6. Галеев А.А., Ершов Д.В., Барталев С.А., Крашенинникова Ю.С., Лупян Е.А., Мазуров А.А. Построение адаптивного алгоритма детектирования пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2008. Выпуск 5. Т. I. С.58-69.
  7. Гирина О.А. О предвестнике извержений вулканов Камчатки, основанном на данных спутникового мониторинга // Вулканология и сейсмология. 2012, № 3. С. 14-22.
  8. Гирина О.А. 15 лет деятельности Камчатской группы реагирования на вулканические извержения // Материалы конференции, посвященной Дню вулканолога, 27-29 марта 2008 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2008. C. 52-59.
  9. Гирина О.А., Гордеев Е.И. Проект KVERT - снижение вулканической опасности для авиации при эксплозивных извержениях вулканов Камчатки и Северных Курил // Вестник ДВО РАН. 2007. № 2 (132). С. 100-109.
  10. Гирина О.А., Демянчук Ю.В. Извержение вулкана Безымянный в 2012 г. по данным KVERT // «Вулканизм и связанные с ним процессы». Материалы традиционной региональной научной конференции, посвященной Дню вулканолога (к 50-летию ИВиС ДВО РАН), 29-30 марта 2012 г. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН. С. 24-27
  11. Гирина О.А., Демянчук Ю.В., Мельников Д.В. и др. Новая пароксизмальная фаза извержения вулкана Молодой Шивелуч, Камчатка, 27 февраля 2005 г. (предварительное сообщение) // Вулканология и сейсмология. 2006. № 1. С. 16-23.
  12. Гирина О.А., Демянчук Ю.В., Мельников Д.В. и др. Новая пароксизмальная фаза извержения вулкана Молодой Шивелуч, Камчатка, 27 февраля 2005 г. (предварительное сообщение) // Вулканология и сейсмология. 2006. № 1. С. 16-23.
  13. Гришин С.Ю., Мелекесцев И.В. Лавовые потоки (Извержение 2009) вулкана пик Сарычева, центральные Курилы // Вестник Камчатской региональной организации «Учебно-научный центр». Серия: Науки о Земле. 2010. № 15. С. 232-239.
  14. Гущенко И.И. Извержения вулканов мира (каталог). М.: Наука, 1979. 476 с.
  15. Дядюченко В.Н., Селин В.А., Шилов А.Е., Волков С.Н., Горбунов А.В., Макриденко Л.А., Трифонов Ю.В., Асмус В.В., Милехин О.Е., Соловьев В.И., Успенский А.Б., Шмельков К.И. Развитие космического комплекса гидрометеорологического и океанографического обеспечения на базе системы полярно-орбитальных ИСЗ серии «Метеор-М» // Исследование Земли из космоса. 2010. № 1. С. 13-19
  16. Егоров В.А. , Ильин В.О., Лупян E.A., Мазуров A.A., Прошин Р.Р., Флитман Е.В. Возможности построения автоматизированных систем обработки спутниковых данных на основе программного комплекса XV_SAT // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2004. № 1. С 431-436.
  17. Ефремов В.Ю., Крашенинникова Ю.С., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Прошин А.А., Флитман Е.В. Оптимизированная система хранения и представления географически привязанных спутниковых данных // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2007. Т.4 № 1. С.125-132.
  18. Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Прошин А.А., Флитман Е.В. Технология построения автоматизированных систем хранения спутниковых данных // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2004. Т. 1. №.1. С. 437-443.
  19. Котельников Р.В., Сементин В.Л., Щетинский В.Е., Барталев С.А., Галеев А.А., Ефремов В.Ю., Козочкина А.А., Крашенинникова Ю.С., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Прошин А.А., Толпин В.А., Флитман Е.В., Ершов Д.В., Коровин Г.Н. Применение информационной системы дистанционного мониторинга «ИСДМ-Рослесхоз» для определения пожарной опасности в лесах Российской Федерации : Учебное пособие Издание 6 // г. Пушкино (МО), ФБУ «Авиалесоохрана», 2012 год. - 364 с. (http://smiswww.iki.rssi.ru/default.aspx?page=19&author=25,&from=2012&to=2012&subject=&type=2,&sort=desc)
  20. Лупян Е.А., Балашов И.В., Бурцев М.А., Ефремов В.Ю., Мазуров А.А., Мальцев Д.В., Матвеев А.М., Прошин А.А., Толпин В.А., Халикова О.А., Крашенинникова Ю.С. Возможности работы с долговременным архивом данных спутников LANDSAT по территории России и приграничных стран // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2012. Т. 9. № 3. С.307-315.
  21. Лупян Е.А., Мазуров А.А., Назиров Р.Р., Прошин А.А., Флитман Е.В. Технология построения автоматизированных информационных систем сбора, обработки, хранения и распространения спутниковых данных для решения научных и прикладных задач // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2004. С.81-89.
  22. Лупян E.A., Мазуров A.A., Назиров Р.Р., Прошин А.А., Флитман Е.В., Крашенинникова Ю.С. Технологии построения информационных систем дистанционного мониторинга // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т.8. №1. С.26-43.
  23. Лупян Е.А., Матвеев А.М., Уваров И.А., Бочарова Т.Ю., Лаврова О.Ю., Митягина М.И. Спутниковый сервис See the Sea - инструмент для изучения процессов и явлений на поверхности океана // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2012. Т. 9. № 2. С.251-262.
  24. Лупян Е.А., Савин И.Ю., Барталев С.А., Толпин В.А., Балашов И.В., Плотников Д.Е. Спутниковый сервис мониторинга состояния растительности («ВЕГА») // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2011. Т. 8. № 1. С. 190-198.
  25. Прошин А.А., Бурцева Т.Н. Т.Н., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Милехин О.Е., Мазуров А.А., Флитман Е.В., Ковалев А.Ф., Кормашева Т.Л. Автоматизированная система сбора, обработки и представления спутниковых данных ФГБУ НИЦ «Планета» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2004. Выпуск 1. Т.1. С.317-323.
  26. Толпин В.А., Балашов И.В., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Прошин А.А., Уваров И.А., Флитман Е.В. Создание интерфейсов для работы с данными современных систем дистанционного мониторинга (система GEOSMIS) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2011. Т.8. № 3. С.93-108.
  27. Carter A.J., Girina O.A., Ramsey M.S., Demyanchuk Y.V. ASTER and field observations of the 24 December 2006 eruption of Bezymianny Volcano, Russia // Remote Sensing of Environment. V. 112. 2008. P. 2569-2577.
  28. Dehn J., Dean K., Engle K. Thermal monitoring of North Pacific volcanoes from space // Geology. 2000. V. 28. № 8. P. 755-758
  29. Glaze L., Francis P.W., Rothery D.A. Measuring thermal budgets of active volcanoes by Satellite remote sensing // Nature. 1989. V. 338. P. 144-146.
  30. Justice, C.O., Giglio, L., Korontzi, S., Owens, J., Morisette, J. T., Roy, D., Descloitres, J., Al- leaume, S., Petitcolin, F., and Kaufman, Y., The MODIS fire products // Remote Sensing of Environment, 2002. 83. P. 244-262
  31. Kearney C.S., Dean K., Realmuto V.J. et al. Observations of SO2 production and transport from Bezymianny volcano, Kamchatka using the MODerate resolution Infrared Spectroradiometer (MODIS) // Int. J. Rem. Sens. 2008. V. 29. №. 22. P. 6647-6665
  32. Khanchuk A.I., Smagin S.I., Sorokin A.A., Makogonov S.V. Regional Network of the Far Eastern Branch of RAS // First Russia and Pacific Conference on Computer Technology and Applications (RussiaPacificComputer 2010), 6 - 9 September, 2010; Russian Academy of Sciences, Far Eastern Branch, Vladivostok, Russia, 2010. P. 233-234.
  33. Lanari, R., P. Lundgren, and E. Sansosti. Dynamic deformation of Etna volcano observed by satellite radar interferometry // Geophys. Res. Lett., 1998. 25. P. 1541-1544
  34. Lundgren, P., P. Berardino, M. Coltelli, G, Fornaro, R. Lanari, G. Puglisi, E. Sansosti, and M. Tesauro. Coupled magma chamber inflation and sector collapse slip observed with syntheic aperture radar interferometry on Mt. Etna volcano // J. Geophys. Res., 2003. 108(B5), 2247, doi:10.1029/2001JB000657
  35. Miller T.P., Casadevall T.J. Volcanic ash hazards to aviation // Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press, San Diego, California. 2000. P. 915-930.
  36. Neal Ch., Girina O, Senyukov S. et al. Russian eruption warning systems for aviation // Natural Hazards. Springer Netherlands. 2009. V. 51. № 2. P. 245-262
  37. Prata A.J. Observation of volcanic ash clouds using AVHRR-2 radiances // Int. J. Rem. Sens. 1989. V 10 (4). P. 751-761.
  38. Ramsey M., Dehn J. Spaceborne observations of the 2000 Bezymianny, Kamchatka eruption: the integration of high-resolution ASTER into near real-time monitoring using AVHRR // J. Volcanol. Geoth. Res. 2004. V. 135. P. 127-146.
  39. Schneider D.J., Dean K.G., Dehn J. et al. Monitoring and Analyses of Volcanic Activity Using Remote Sensing Data at Study for Kamchatka, Russia, December 1997 // Remote Sensing of Active Volcanism. Geophysical Monograph. 2000. P. 65-85.
  40. Schneider D.J., Rose W.I. Observations of the 1989-1990 Redoubt volcano eruption clouds using AVHRR satellite imagery // US Geological Survey Bull. 1994. V. 2047. P. 405-418.
  41. Siebert L., Simkin T. (2002). Volcanoes of the World: an Illustrated Catalog of Holocene Volcanoes and their Eruptions. Smithsonian Institution, Global Volcanism Program Digital Information Series, GVP-3. 2002. URL: http://www.volcano.si.edu/world/.
  42. Simkin T., Siebert L. Volcanoes of the World // Smithsonian Institution. Washington DC. 1994. 350 p
  43. Watson I.M., Realmuto V.J., Rose W.I. et al. Thermal infrared remote sensing of volcanic emissions using the moderate resolution imaging Spectroradiometer // J. Volcanol. Geoth. Res. 2004. V. 135 (1-2). P. 75-89.
  44. Wen S., Rose W.I. Retrieval of sizes and total masses of particles in volcanic clouds using AVHRR bands 4 and 5 // J. Geophys. Res. 1994. V. 99(D3). P. 5421-5431.
  45. Yu T., Rose W.I., Prata A.J. Atmospheric correction for satellite-based volcanic ash mapping and retrievals using "split window" IR data from GOES and AVHRR // J. Geophys. Res. 2002. V. 107 (D16). P. 4311.