Разработка и техническая реализация автоматизированного информационно-измерительного комплекса для изучения биологических ресурсов Мирового океана дистанционными авиакосмическими методами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Российская Академия наук Центральное конструкторское бюро уникального приборостроения

На правах рукописи

УДК551.46.01:551.4бЗ

Для служебного пользования

ЭкзВ 0 0 £

РОМАНОВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

РАЗРАБОТКА И ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИНФОРМАЦИОННО -ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ МИРОВОГО ОКЕАНА ДИСТАНЦИОННЫМИ АВИАКОСМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

(01.04.01 - Техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований)

Автореферат диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 1995

Работа выполнена во Всероссийском научно - исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО)

Официальные оппоненты - академик РАН, доктор технических наук,

профессор В.С.Бурцев

- доктор физико - математических наук,

профессор В.Е.Куницын

- доктор технических наук,

профессор ЛЛ.Утяков

Ведущая организация

- Научно - производственное объединение "Планета"

Защита состоится о//' февраля 1995 г. в 11 часов на заседании Специализированного совета Д 003.77.01 при ЦКБ Уникального приборостроения РАН ( 117342, Москва. ул.Бутлерова, 15).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦКБ Уникального приборостроения РАН.

Автореферат разослан X 7" января 1995 г.

£к

Ученый секретарь

Специализированного совета Д 003.77.01 кандидат физико - математических наук

Е.А.Отливанчик

ЧАСТЬ I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Возрастание роли океана, как источника жизненно важных ресурсов обеспечения жизнедеятельности человека, обусловило повышение активности в эксплуатации потенциальных возможностей водной среды различными отраслями народного хозяйства. При этом на первый план постепенно выходят задачи обеспечения экологической безопасности работ, а также рационального использования и воспроизводства запасов Мирового океана. Разработка методологии, технических средств, а также эффективных алгоритмов обработки в реальном масштабе времени массивов экспериментальных данных, получаемых при комплексном авиакосмическом мониторинге состояния морей и океанов, является перспективным направлением в исследовании промысловых популяций, а также в хозяйственном освоении биологических ресурсов Мирового океана.

Состояние океана является решающим фактором, влияющим на климат всей планеты, знание характеристик океанской среды требуется для разработки надежных прогнозов погоды. Комплекс таких характеристик определяется при измерениях физико - химических, океанологических, гидрометеорологических, биологических, и др. параметров как на поверхности, так и в толще водной среды. Требования по точности измерений перечисленных параметров определяют методологию сбора и обработки информации об океане.

Существующие технические средства, обеспечивающие требуемые точности при контактных измерениях, размещены на сети постов наблюдения, включающих как стационарные, так и подвижные: на дрейфующих буях и специализированных научно - исследовательских судах. Однако, большие размеры исследуемых акваторий делают задачу сбора данных чрезвычайно дорогой при использовании уже нескольких одновременно работающих судов. Кроме того, несинхронность собранной информации по времени и пространству не позволяет однозначно интерпретировать полученные результаты при последующей обработке.

В последнее десятилетие у нас в стране и за рубежом получили развитие исследования по дистанционному зондированию состояния морской поверхности с помощью искусственных спутников земли (ИСЗ) как специального морского назначения, так и природноресурсными, а также самолетов - лабораторий. Наряду с очевидными преимуществами от использования таких данных: значительная площадь исследуемых акваторий практически в один момент времени, возможность непрерывного ( до нескольких раз в сутки ) слежения за выбранным районом, авиакосмические данные обладают и специфическими особенностями, связанными с тем, что дистанционно всегда измеряются только энергетические характеристики либо собственного ( ИК - диапазон) - либо

отраженного и рассеянного морской поверхностью солнечного излучения (видимый диапазон). В тоже время интересующий пользователя набор параметров может иметь очень слабые проявления в зарегистрированном сигнале и, следовательно, не может бьггь восстановлен с требуемой точностью.

Следует отметить, что поиск районов предполагаемой повышенной продуктивности всегда сопровождается экспериментальной проверкой с -помощью научно-исследовательского судна. В этом плане использование космических методов позволяет получить значительные преимущества при организации и проведении научно - исследовательских рыбохозяйственных экспедиций. Это в первую очередь связано с тем, что из - за неравномерного распределения промысловых гидробиоитов по району промысла, чрезвычайно трудно выйти на основные концентрации даже в районе исследований, если не используется дополнительная информация, поступающая от ИСЗ.

Вместе с тем, только авиакосмические данные не могут заменить весь объем традиционных наблюдений, так как информация, собираемая в промысловой океанографии, в основном используется комплексно. Таким образом, авиакосмическая информация должна рассматриваться как один из новых видов, существенно повышающих качество информационною обеспечения рыбопромыслового прогнозирования, интегрируемый вместе с традиционными потоками прогностической информации. Отсюда возникает проблема согласования методов сбора, обработки и использования авиакосмической океанологической информации совместно с традиционными океанографическими методами прогнозирования состояния промысловой обстановки.

По - существу, требуется создание новой комплексной информационной технологии со всей сопутствующей инфраструктурой, адекватной свойствам изучаемых природных объектов - морских экосистем. Основой подобной технологии должна стать система моделей, методов и средств, в которой достигается оптимальное согласование скорости и объемов получаемой информации требованиям задачи информационного обеспечения рыбопромыслового прогнозирования.

Таким образом актуальность работы определена: 1. Необходимостью разработки новых и совершенствования существующих методов дистанционного измерения параметров и характеристик водной поверхности и верхнего слоя океана, допускающих:

- непрерывное измерение в реальном и квазиреальном масштабе времени;

- возможность верификации данных дистанционного зондирования;

- возможность использования алпаратно - программного информационно -измерительного комплекса для получения статистически значимого материала.

2. Необходимостью разработки методов интерпретации многомерной комплексной авиакосмической информации.

3. Необходимостью разработки автоматизированного информационно измерительного многоспектралыюго комплекса, позволяющего реализовать многообразие методов мультиспектралыюго анализа природных гидробиоценозов.

Непь работы. Разработать и создать автоматизированный информационно -измерительный комплекс для мониторинга биологических ресурсов Мирового океана дистанционными авиакосмическими методами.

Конкретными целями проведенной работы являлись:

- определение отраслевых задач, пригодных для решения дистанционными авиакосмическими методами с учетом океанологических процессов и явлений, влияющих на распределение и поведение рыбопромысловых объектов Мирового океана,

синтезирование состава бортовой спутниковой аппаратуры, обеспечивающей решение поставленных задач, анализ информационного содержания сигналов измерительных датчиков, предназначенных для дистанционного определения характеристик морской поверхности в различных диапазонах электромагнитного спектра,

- разработка и создание методов измерения параметров верхнего слоя океана, основанных на комплексном использовании данных дистанционных и контактных измерений,

- разработка и создание технических и аппаратно - программных средств для реализации автоматизированного информационно - измерительного комплекса авиасудового базирования;

экспериментально - производственная проверка в натурных условиях достоверности получаемых информационных материалов с использованием созданного автоматизированного информационно - измерительного комплекса.

Защищаемые положения и их научная новизна.

В диссертационной работе автор защищает следующие научные положения, полученные впервые:

I. Методологию применения комплексной информационной технологии сбора, обработки и использования данных, поступающих от космических, авиационных и судовых датчиков для решения мониторинговых научно -производственных задач отрасли, ее теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение.

2 Разработку, создание, исследование и внедрение в практику экспедиционных работ автоматизированного информационно - измерительного авиасудового комплекса, включающего подсистемы дистанционного измерения

ТПО, концентрации хлорофилла "а", скорости приводного ветра и глубины залегания слоя скачка термоклина.

3. Возможность использования статистического метода эмпирических ортогональных функций для восстановления характеристик морской среды при спектрорадиометрическом зондировании, ее теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение.

4. Возможность восстановления вертикального профиля концентрации хлорофилла "а" по спектрам нисходящей солнечной освещенности в океане, а также методику и реализацию экспрессного анализа биооптических свойств вод по измерениям спектральной освещенности в океане.

5. Разработку алгоритма определения концентрации хлорофилла по крутизне спада временной зависимости сигнала флуоресцентного канала авиалидара, а также возможность измерения глубины залегания слоя скачка термоклина и связанного с ним слоя повышенной мутности, обусловленного биогенной взвесью по данным лидарного зондирования.

6. Методику расчета максимальной погрешности определения ТПО по спутниковым ИК. - измерениям для заранее выбранных районов Мирового океана с использованием априорных данных по изменчивости атмосферных условий.

Практическое значение работы заключается в создании методов и технических средств дистанционного зондирования океана, позволяющих решать задачи краткосрочного рыбопромыслового прогнозирования и диагностики состояния биооптических характеристик приповерхностного слоя океана.

Разработанные методики проведения судовых, авиационных и космических съемок водных акваторий позволили внедрить в практику экспедиционных работ научно - поискового флота и самолетов - лабораторий отрасли программно - измерительные подсистемы автоматизированного комплекса, использующие эффективные алгоритмы сбора и предварительной обработки данных различных измерительных датчиков в реальном масштабе времени.

При этом комплексная автоматизация процессов сбора и обработки разнородной информации обеспечила проведение непрерывного мониторинга состояния океана в интересующем районе максимально экономичным способом, не требующим высокой квалификации обслуживающего персонала.

Результаты проведенных исследований, представленные в диссертации, в настоящее время внедрены на ряде промышленных предприятий и институтов страны, получен экономический эффект. Созданные автоматизированные технологии рекомендованы для использования при оснащении существующих и вновь строящихся научно - поисковых и научно - исследовательских судов отрасли, а также на плавучих буровых Министерства нефтяной и газовой промышленности.

Реализация результатов.

Разработанные в диссертации методы и аппаратура успешно использовались в ряде комплексных судовых и авиационных экспедиций и позволили получить новые материалы, существенно дополняющие результаты экспедиций в целом. В том числе в следующих авиационных экспедициях:

1. В Курило - Хоккайдском районе Тихого океана (1989, 1990 г.г.) Использованы автоматизированные комплексы для восстановления ТПО по данным ИСЗ NOAA, скорости приводного ветра и концентрации хлорофилла по данным видеополяриметра "Трассер", глубины залегания слоя скачка термоклина по данным авиалидара "Макрель-2".

2. Японское море в районе о.Сахалин (1990, 1991 г.г.).

В следующих комплексных экспедициях на судах Минрыбхоза СССР: 1. 2 рейс научно - исследовательского судна (НИС) "Игнат Павлюченков" в Индийский океан (1988 - 1989 г.г.). Использовался судовой автоматизированный комплекс восстановления ТПО по данным ИСЗ NOAA и система измерения температуры контактными датчиками двух типов, заглубленного TI - 1 ГО и датчика измерения поверхностной температуры БИТ, а также элементы программно -измерительного комплекса восстановления первичной биопродуктивности по данным погружного видеоспектрометра "Li-Cor", проведено сравнение карт ТПО, восстановленных по космическим данным с контактными измерениями на полигоне в Индийском океанае.

3. 3 рейс НИС "Игнат Павлюченков" в Северную Атлантику (1990 г.). Использовался усовершенствованный судовой комплекс восстановления ТПО по спутниковым данным, дополнявшим материалы гидрологической съемки, проводимой совместно с институтом океанографии в г.Виго (Испания).

4. 4 рейс НИС "Игнат Павлюченков" в Центральную Атлантику (1991 г.) Использованы космический комплехс восстановления ТПО и похружной спектрорадиометр "Li - Cor" с программным комплексом Био - Оптик.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на научных семинарах ВНИРО, ТИНРО, ПИНРО; коллоквиумах Пяавцентра "Океан"; отраслевом Всесоюзном совещании системы Госкомгидромета, Воронеж; семинарах отделов НПО "Планета" Роскомгидромета , Москва; на семинарах кафедр "Системы, устройства и методы геокосмической физики" МФТИ, Долгопрудный; "Физика атмосферы" МГУ, а также на семинарах рабочей группы центра международного сотрудничества Массачусетгского технологического института. Бостон (США).

Основные результаты диссертации докладывались на следующих Всесоюзных и Международных совещаниях н конференциях: ежегодных научных конференциях МФТИ, (1982 - 1985, 1987, 1989 - 1991 г.г.); ХУ Международной конференции по

оптике атмосферы в Томске 1990 г.; Гагаринских научных чтениях, Москва, 1984 г.; Всесоюзной конференции "Проблемы метрологии гидрофизических измерений", Москва, 1990 г.; на 11 Пленуме рабочей группы по оптике океана ( Комиссия АН СССР по проблеме Мирового океана), Красноярск, 1990 г.; Всесоюзной конференции "Рациональное использование биоресурсов Тихого океана", Владивосток, 1991 г.; Всероссийской конференции Международного союза приборостроителей, Туапсе, 1992 г.г.; VI летней школы по исследованию вопросов разоружения в Массачусеттском технологическом институте. Бостон (США), 1993 г.

Публикации-

Результаты исследований, обобщенные в диссертации, опубликованы в статьях, отчетах, тезисах докладов и описаниях авторских свидетельств на изобретения. Общее число работ по теме диссертации, опубликованных автором, составляет 43 наименования.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 233 стр. основного текста, 48 рис., 14 таблиц, список литературы из 217 наименований.

ЧАСТЬ 2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

^^ЕПЕНЦр. Во введении приводится анализ состояния вопроса до начала исследований, обоснована актуальность, научная новизна, сформулированы положения, выносимые на защиту, практическая значимость, приведены результаты апробации.

ГЛАВА 1. Использование авиакосмической информации в решении научно-производственных задач рыбного хозяйства.

Реальной физической основой, позволяющей развивать дистанционные методы, направленные на решение отраслевых научно - производственных задач, является то, что при взаимодействии излучения с океанской средой изменяются спектральный состав излучения, его интенсивность и направленность, что и проявляется в сигналах, регистрируемых измерительными датчиками. Для того, чтобы сформулировать требования к используемым методам и аппаратуре дистанционного зондирования в первой главе анализируются океанографические процессы и явления, влияющие на поведение и распределение промысловых объектов, информационное обеспечение отраслевых мониторинговых научно -производственных задач, а также состав измерительных датчиков, устанавливаемых на отечественных и зарубежных ИСЗ.

В первом параграфе рассмотрены взаимосвязи мест и времени образования промысловых скоплений с особенностями гидрологического режима вод, позволяющих во многих случаях решать задачу поиска косвенными методами - за счет выявления, идентификации и мониторинга элементов физико - химической структуры вод по данным океанологических наблюдений. Именно в этом аспекте роль космических средств переоценить невозможно, так как только космические методы позволяют в реальном времени охватить наблюдениями обширные акватории промысловых районов.

Показано, что основные океанологические процессы проявляются через характерные признаки (тепловые контрасты вод, цветность, показатели радиационного баланса, структурные элементы полей гидрофизических характеристик, а также визуальные явления в виде пены, скоплений животных, планктона, птиц и т.п.), которые могут идентифицироваться средствами космических наблюдений за поверхностью океана.

Отмечается, что наряду с обнаружением перечисленных выше структур, особую ценность представляет мониторинг изменений и перемещений выявленных элементов как во времени, так и в пространстве ( трансформация формы, размеров, траектории перемещений, обострение и размывание градиентов, увеличение и ослабление концентраций измеряемых характеристик). Оценки показывают, что оптимальная частота съемки контролируемых районов, с учетом реально существующей изменчивости гидрологических условий, может быть 1 раз в сутки.

Проведенный анализ информационного обеспечения отраслевых мониторинговых научно - производственных задач показал, что процедуры дешифрирования и первичной обработки данных дистанционного зондирования должны включать в обрабатываемые массивы другую доступную информацию по району: данные наблюдений на береговых станциях, судах, исследовательских платформах, буях, а также результаты дистанционных наблюдений с самолетов и вертолетов. Очевидно, что эффективность комплексной обработки больших массивов разнородной информации будет сильно зависеть от степени автоматизации процессов сбора, обработки и хранения данных. При этом процедуры обработки и представления результатов космических наблюдений должны обеспечивать автоматическое совмещение, сопоставление и сравнение всех видов информации, получаемой как дистанционно, так и традиционными методами наблюдений.

Сформулированы несколько условно независимых классов задач, предназначенных для решения в интересах рыбохозяйственной отрасли космическими системами:

1. Мониторинг динамики вод Мирового океана и рыбопромысловых районов;

2. Метеоусловия в районах промысла;

3. Определение характеристик биопродуктивности океана по цвету вод;

4. Построение карт и анализ изменчивости ледовой обстановки;

5. Определение скоплений морского зверя на льду;

6. Определение местонахождения рыболовных судов в промысловых районах Мирового океана.

Приведены количественные пространственно - временные характеристики океанологических явлений, имеющих принципиальное значение для положительного решения перечисленных комплексов отраслевых задач.

Во втором параграфе рассмотрены различные способы осуществления монитоганга биопромысловых ресурсов Мирового океана. Отмечается, что прямыми способами слежения за динамикой вод являются наблюдения за температурой поверхности океана (ТПО), соленостью и цветом океана. К косвенным способам относятся слежение за уровенной поверхностью и использование гидродинамических численных моделей прогноза. Рассмотрена возможность использования в моделях в качестве начальных и граничных условий данных дистанционного зондирования (ДДЗ) о ТПО, уровенной поверхности океана, скорости приводного ветра и глубине залегания слоя скачка термоклина. Предполагается, что моделирование динамики вод с учетом ДДЗ является чрезвычайно перспективным методом анализа процессов, происходящих в океане.

Отсюда следует, что основными источниками информации для мониторинга динамики вод могут быть данные ДДЗ и попутных судовых наблюдений. Отмечено, что рассматриваемые в предыдущем параграфе комплексы задач формируются как составная часть гидрометеорологического обеспечения эсплуатируемых и перспективных промысловых районов океана, направленного на оценку и учет гидрологических условий в районе промысла, а также на выработку оперативных рекомендаций по передислокация судов флота в районе промысла и из одного промыслового района в другой.

Совместный анализ карт-схем ТПО, глубины залегания слоя скачка термоклина, а также такой интегральной по вертикали характеристики, как уровень океана, позволяет устанавливать связи между процессами, происходящими на поверхности, в верхнем квазиодкородном слое и в глубинах океана.

Обоснована важность - оперативного дистанционного определения цвета морской воды ( или индекса цвета морской воды, его градиентов) для решения поисковых, а также научно-прогностических задач рыбной промышленности, поскольку это позволяет качественно и количественно оценивать концентрации хлорофилла "а", растворенной органики и взвесей. Это связано, в первую очередь, с тем, что контактное определение хлорофилла "а" может выполняться лишь хорошо обеспеченными научным оборудованием научно - исследовательскими

судами, что в современных экономических условиях практически не осуществляется.

Определение местоположения рыболовных судов в промысловых районах Мирового океана стало особенно актуальным со времени установления 200 мильных экономических зон в целях контроля вылова установленных кют. Однако, учитывая, что промысел ведется по всему Мировому океану, слежение за обширными акваториями требует для решения таких задач высокой информативности бортовых датчиков, а, следовательно и очень большой пропускной способности радиолиний и соответствующих средств приема и обработки информации, размещаемых на наземных пунктах и морских платформах.

На основании вышеизложенного становится понятной необходимость разработки методов и средств, позволяющих фиксировать местонахождение судов рыболовного флота практически в любой момент времени. Использование космической информации в решении этих задач в настоящее время не имеет альтернативы. Наиболее перспективны для этих целей космические навигационные системы "Навстар" (США) и Тлонасе" (Россия). Реализация подобного подхода особенно актуальна сегодня в свете конверсии оборонной промышленности России и Америки, поскольку заказчиками упомянутых спутниковых навигационных систем являются министерства обороны этих стран. Описано, что данная задача может быть решена и средствами метеорологических ИСЗ NOAA ( подсистема ARGOS), правда с существенно меньшей точностью.

В третьем параграфе изложены возможности отечественных и зарубежных космических систем, предназначнных для дистанционных измерений параметров океана. Проведенное сравнение характеристик зарубежной и отечественной аппаратуры показывает, что, к сожалению, на сегодня только информация от радиолокационных станций бокового обзора (РЛС БО) и в перспективе от спекрополяриметра "Трассер" представляет интерес для целей решения комплексов задач рыбного хозяйства. Остальные отечественные сенсоры не могут быть эффективно использованы, поскольку их характеристики не позволяют получить требуемую точность восстановления физических параметров, характеризующих океан.

Вместе с этим отмечается, что в мировой практике сегодня разработаны и используются космические датчики, позволяющие решить весь набор отраслевых задач методами дистанционного зондирования океана. Приводятся основные типы спутниковых измерителей, предназначенных для океанографических применений и абсолютно необходимых для установки на спутниках: альтиметр, цветной сканер, инфракрасный сканер, микроволновый сканер, скатгерометр, радар с синтезированной апертурой (РСА) .

Отдельно рассмотрены измеряемые современными спутниками океанологические параметры и соответствующие точности измерения. Особо отмечается, что при отраслевом использовании часто гораздо важнее относительная или инструментальная погрешность измерений нежели абсолютная точность измерения.

Предлагается просмотреть возможность отраслевого использования малых спутников, поскольку в последние несколько лет наблюдается интенсивное развитие этого нового направления в области дистанционного зондирования -создания малых и сверх малых спутников, способных решать все задачи, возлагаемые на большие аппараты с существенно меньшими эксплуатационными затратами.

ГЛАВА 2. Методы анализа и интерпретации косвенных измерений при восстановлении физических параметров морской среды по данным дистанционного авиакосмического зондирования

Восстановление различных характеристик морской среды по данным дистанционного зондирования является следствием процесса проведения косвенных измерений рассматриваемых параметров, поскольку строго математически это есть решение многопараметрических обратных задач. Известно, что класс таких задач некорректен в постановке и поэтому не имеет однозначных решений. В связи с этим напрямую использовать космические данные для восстановления абсолютных значений параметров морской среды практически невозможно.

Вместе с тем, системный подход к использованию разнородных данных о Мировом океане, полученных как контактными, так и дистанционными методами с использованием математических моделей океана, позволяет резко улучшить качество информационного обеспечения задач, решаемых пользователями, особенно в случае относительных измерений.

Данная глава обобщает исследования, проведенные с целью совершенствования существующих и разработки новых методов анализа и интерпретации косвенных измерений следующих физико - химических параметров морской среды: ТПО, скорости приводного ветра, глубины залегания слоя скачка термоклина и первичной биопродуктивности.

В первом параграфе анализируется возможная точность дистанционного измерения ТПО по данным, получаемым от ИСЗ NOAA. Показано, что в настоящее время реально достижима абсолютная точность восстановления ТПО 0,5 - 1 К для цифрового формата передачи данных HRPT, в тоже время для режима APT получение столь высокой точности проблематично. Следует отметить, что спутниковые радиометры измеряют температуру поверхностного слоя около 0,1 мм толщиной, которая, вообще говоря, отличается на несколько десятых долей градуса

от температуры воды, лежащей всего на несколько сантиметров глубже, где температура принимается за ТПО при традиционных контактных измерениях обычными термометрами, устанавливаемыми на судах и буях. Учет данного обстоятельства важен еще и потому, что по мере возрастания точности измерений ТПО дистанционными датчиками, такие данные все более эффективно используются в моделях динамики океана в дополнение, а часто и вместо данных контактных измерений.

Обоснована необходимость разработки инженерной методики оценки допустимых точностей восстановления ТПО в предполагаемых для эксплуатации районах Мирового океана на основе априорных знаний об изменчивости основных гидрологических характеристик океана и атмосферы. Это позволяет, с одной стороны, спланировать стратегию дистанционного зондирования и обеспеченность априорными данными, с другой стороны заранее знать предельные точности, достижимые для рассматриваемого района, поскольку возможности использования данных дистанционного зондирования в автономных судовых условиях достаточно ограничены.

В результате проведенного анализа модели косвенных дистанционных измерений ТПО разработана инженерная методика расчета погрешности определения ТПО по ИК - данным, показано также, что для практической реализации информационной технологии автоматизированного измерения ТПО по ИК - данным, получаемым в реальном масштабе времени целесообразно выбрать двухканальную методику, что для APT режима возможно только по ночным данным. Обосновано, что знание априорных характеристик состояния атмосферы и их изменчивости в районе наблюдения, а также использование синхронных данных судовых контактных измерений позволяет значительно ( в несколько раз) повысить точность восстановления ТПО.

определения параметров первичной биопродуктивносги морской воды и скорости приводного ветра по данным спектрометрических измерений. Отмечается, что дистанционные методы определения оптического состояния вод океана, а также концентрации хлорофилла и других примесей, содержащихся в морской воде, не обладают такой степенью проработанности, как методы восстановления ТПО. Основными причинами являются: сильная изменчивость оптических свойств атмосферы; сложность описания переноса видимого излучения в системе океан -атмосфера; низкий уровень полезного сигнала, несущего информацию об оптических характеристиках водной толщи. Так, в средних условиях полезный сигнал составляет 5 - 10% аг суммарной яркости. Все это делает задачу оценки концентрации хлорофилла по данным косвенных измерений весьма сложной.

посвящен исследованию методов дистанционного

Одним из путей решения данной задачи является использование малопараметрических моделей, с приемлемой для практики точностью описывающих перенос излучения в системе океан - атмосфера и допускающих обращение. Другой путь - установка спектрометрической аппаратуры на борту низколетящих носителей (самолетов и вертолетов), а также использование погружных спектрометрических приборов непосредственно на борту судна. При этом данные, полученные при подобном способе дистанционных измерений, могут быть использованы для разработки надежных малопараметрических моделей, о которых упоминалось выше.

В данном параграфе изложены результаты исследований, направленных на решение проблемы дистанционного определения концентрации хлорофилла и взвесей с помощью авиакосмического и судового спектрометров.

Известно, что показатель ослабления естественной подводной облученности тесно коррелирует с концентрацией хлорофилла "а" в верхнем слое океана. В конце 70-х годов на основе статистического анализа экспериментальных данных были разработаны модели спектров показателя ослабления К(Х), использующие в качестве параметра концентрацию хлорофилла "а" (Смит - Бэйкер, Урденко -Шемшура). Так, связь К(Х), усредненного по эвфотическому слою, с концентрацией хлорофилла Cj в слое 1/К, где К - коэффициент ослабления фотосинтетически активной радиации, в модели Смита - Бэйкер задается формулой:

К(Х) = KW(X) + К2(Х) + kj(X) * Ск (1)

здесь: KW(X) - показатель вертикального ослабления освещенности для наиболее прозрачных океанских вод; lq(X) - удельный показатель для хлорофиллосодержащих клеток фитопланктона; Кг(Х) - вклад в показатель ослабления частиц, не содержащих пигментов хлорофилльной группы.

Другая модель, связывающая К(Х) в эвфотическом слое с поверхностной концентрацией хлорофилла С0, может бьггь построена на основе регрессионных соотношений между спектром показателя ослабления и эффективной длиной волны X эфф., а также X ^фф. с С0:

К(Х) = А(Х) + В(Х) * X эфф {2)

log С0 = -21.65 + 0.0438 * X ^ Заметим однако, что применение соотношений (1) и (2) для определения вертикальных профилей концентрации хлорофилла "а" до сих пор не практиковалось и, вообще говоря, является не совсем корректным. Некорректность заключается в том, что восстанавливаемые значения С^д. в рассматриваемых методиках характеризуют слои водной толщи, отличные по размерам и пространственному положению от тех, для которых проводятся измерения показателя вертикального ослабления. Тем самым на полученную связь между К(Х)

и С, в (1) и К(Х) и С0 в (2) неявным образом накладываются характерные для океанских вод статистические зависимости между значениями С^д на различных горизонтах. С учетом существенной неоднородности типичных распределений Cju/z) в верхнем фотическом слое океана, данное обстоятельство в общем случае будет приводить к систематическому занижению результатов при малых значениях реальных концентраций ( < 1 мкг/л) и завышению при больших (См > 1 мкг/л).

Для устранения указанного несоответствия, а также получения сопоставимых оценок по обеим методикам нами предложено ввести поправку на зависимости между С0, Q и концентрацией хлорофилла С,, усредненной по всему фотическому слою. В частности, для этого можно воспользоваться регрессионными соотношениями:

log Cj = - 0.020 + 0.788 log С^ (3)

log Cj = 0.073 + 0.678 log C0 <4>

Таким образом, предлагаемый алгоритм сводится к измерению вертикальной зависимости спектра показателя ослабления освещенности и определению С^, по регрессионным соотношениям (1) или (2) с учетом (3,4).

Погрешности восстановления С^ по предлагаемым методикам, связанные с поверхностным волнением и погрешностью определения глубины в ходе экспериментальных измерений спектров освещенности не превышали 10 - 15% для глубин ниже 20 м.

Сравнение экспериментальных и соответствующих модельных спектров показателя вертикального ослабления показало, что экспериментальные спектры в большинстве случаев лучше согласуются с моделью Смита - Бэйкер. Вместе с тем, сопоставление вертикальных профилей C^/z), полученных при использовании соотношений (1,3) и (2,4) дало очень близкие результаты (см.рис.1). Максимальное расхождение С^, , определенных по этим методикам, не превышало 20 - 30%. Наблюдалось также хорошее качественное соответствие профилей Сц,(г) и флуоресцентного сигнала зонда, начиная с глубин ниже 20 - 25 м (см. рис.2) , практически на всех станциях. Как видно из этого рисунка, по измерениям подводной освещенности удается зарегистрировать особенности вертикальной структуры хлорофилла "а" с детализацией до 5 - 10 м.

Рис.3 иллюстрирует результаты сопоставления концентраций хлорофилла Сш.вос., определенных по (13), и С^ ц,^, измеренных на пробах на глубине максимума флуоресценции.Полученные результаты дают основание сделать вывод, что предлагаемая методика применима для определения вертикального профиля концентрации хлорофилла "а" в алиготрофных и мезотрофных районах океана на глубинах 20 - 80 м, когда требуется проведение измерений с относительной погрешностью до 10%. При наличии калибровки (для этого достаточно проведения

9 00 О. *С

С М.М., ттГ/А

1.» t АО

и кл

2.-

Рис.1. Рис.2.

отбора проб на 2 - 3 станциях в акватории полигона) абсолютная погрешность определения концентрации хлорофилла не превышает 20 - 30 %. Применение методики в приповерхностном слое 0 - 20 м требует учета эффектов поверхностного волнения, затенения судном, углового распределения яркости нисходящего солнечного излучения над поверхностью.

Перспективность использования метода эмпирических ортогональных функций (ЭОФ) для задач дистанционного зондирования моря исследована нами в работе [7]. Показано, что существует тесная статистическая связь между коэффициентами разложения спектральной плотности энергетической яркости (СПЭЯ) по ЭОФ и концентрацией хлорофилла Получено также подтверждение того, что метод разложения СПЭЯ по ЭОФ позволяет вычислять скорость приводного ветра по данным дистанционного зондирования в оптическом диапазоне спектра с удовлетворительной точностью.

В работе [21] проведено сравнение трех различных подходов, используемых для восстановления концентрации взвеси и концентрации пигментов фитопланктона: метода с использованием индекса цвета вод, метода эффективной длины волны, а также метода разложения спектров восходящей яркости по эмпирическим ортогональным функциям. Анализ роультатов сравнения показывает, что использование индекса цвета в проведенном эксперименте не является эффективным, т.к. низкие коэффициенты корреляции демонстрируют слабую связь между этими величинами.

В работе [91 проведено исследование вопроса о наличии статистической связи между скоростью приводного ветра и спектральной плотностью энергетической яркости (СПЭЯ) восходящего от моря излучения. На основании подтверждения такой связи предложен метод определения скорости приводного ветра, использующий для реализации математический аппарат разложения спектров восходящей яркости по эмпирическим ортогональным функциям. Метод разложения СПЭЯ по ЭОФ позволяет вычислять скорость приводного ветра по

данным дистанционного зондирования в оптическом диапазоне спектра с удовлетворительной точностью. Так как метод разложения СПЭЯ по ЭОФ является

С*А.в»е., игг/д

--"7

--о—

-,-,— -

о.оо 4оа лов аоо

Сха, ИЛ««., мкг/л.

Рис.3.

статистическим методом, он не дает объяснения физического механизма обусловленности СПЭЯ восходящего излучения скоростью приводного ветра, поэтому этот вопрос требует дополнительного исследования.

В третьем параграфе приведены результаты исследования методов определения концентрации хлорофилла "а" и глубины залегания слоя скачка термоклина по данным авиалидара.

Лидарное зондирование водной толщи с судов является одним из методов дистанционного определения некоторых характеристик морской среды, но при подобной реализации метода теряется основное качество дистанционного зондирования - экспрессность получаемой информации по значительной площади исследуемой акватории. К сожалению, размещение лидара на борту спутников представляется возможным только в перспективе, в первую очередь из-за значительного энергопотребления, поэтому наибольшее распространение в мировой практике получило использование лидара с борта авианоситеяя. Основное новое качество, привнесенное лщаром по сравнению с традиционными методами океанографических дистанционных исследований заключается в том, что он позволяет сочетать поверхностную оптическую локацию с возможностью разрешения по глубине.

В настоящее время для определения концентрации хлорофилла в поверхностном слое океана с помощью авиалидара, установленного на самолете-

лаборатории ИЛ 18 - ДОРР используется метод, основанный на измерении максимума сигнала флуоресценции. Основные недостатки этого метода состоят в следующем.

Во-первых, флуоресцентный сигнал сильно зависит от геометрии зондирования, обусловленной нестабильностями положения самолета во время полета, что требует нормировки сигнала на сигнал комбинационного рассеяния.

Во-вторых, интенсивность сигнала флуоресценции варьирует в зависимости от видового состава фитопланктона и его суточного ритма. При этом на протяженных трассах возникают значительные систематические погрешности определения величины концентрации хлорофилла "а".

Нами предлагается метод определения концентрации хлорофилла по крутизне спада временной зависимости сигнала флуоресценции, которая определяется поглощением и резонансным рассеянием океанской воды на частотах зондирующего сигнала на длинах волн зондирующего и флуоресцентного сигналов (532 и 680 нм соответственно). Эти характеристики более устойчивы к изменчивости видового состава фитопланктона, нежели сечение рассеяния флуоресценции. К. тому же крутизна спада временной зависимости сигнала флуоресценции менее подвержена влиянию неконтролируемых изменений высоты полета авианосителя, чем величина максимума эхо - сигнала.

На рис.4 представлены результаты обработки сигнала обратного рассеяния (СОР) традиционным - по максимуму эхо - сигнала флуоресцентного канала (кривая 1) и по крутизне спада временной зависимости сигнала флуоресцентного канала (кривая 2). Обращает на себя внимание хорошая корреляция зависимостей рассматриваемых величин, что подтверждает перспективность использования предлагаемого метода.

При оценке первичной биопродуктивности районов океана в качестве исходных данных часто используются данные о распределении концентрации биогенной взвеси в приповерхностном слое моря и о глубине залегания слоя скачка термоклина, так как вблизи этого положения как правило сосредоточиваются основные биологические объекты.

Дня получения такого рода данных широко используются контактные судовые измерения. Точность измерения указанных параметров при этом достаточно высока, в то время как темп поступления информации совершенно недостаточен дай использования в моделях прогнозирования промысловой и океанологической обстановки. Возможность использования для решения задач дистанционного обнаружения зоопланктона и слоя скачка термоклина авиалидара "Макрель" исследована в работе 110}.

ГЛАВА 3. Техническая реализация автоматизированного информационно - измерительного комплекса

В ряде работ показано, что обработку полного потока поступающей от ИСЗ информации целесообразно разделить на общую (межотраслевую) и специальную (тематическую). Понятно, что создание современных алгоритмов обработки информации с переносом большей ее части непосредственно на борт ИСЗ, позволяет значительно экономить ресурсы каналов передачи и на порядки увеличивать эффективность использования данных дистанционного зондирования.

Основная трудность в создании бортовых комплексов, способных проводить полную обработку данных непосредственно на борту, обусловлена тем, что

Рис.4. Рис.5.

параметров морской среды с требуемой точностью. Поэтому сегодняшний уровень обработки данных дистанционного зондирования предполагает создание сети центров сбора и обработки космической информации в интересах пользователей различных отраслей народного хозяйства. При этом мощности центров различаются в зависимости от задач, решаемых подобными центрами - глобального, регионального или локального уровней охвата.

Нами было разработано семейство автоматизированных технологий для измерения различных характеристик морской поверхности методами авиакосмического зондирования, включая методические, алгоритмические, аппаратные и программные средства.

В первом параграфа приводятся результаты разработки программно-измерительной подсистемы восстановления температуры поверхности океана по

данным ИК-радиометров и контактных термометров. Круг возникающих при этом задач связан с тем, что экспериментальные данные собираются разнородными датчиками, которые необходимо интегрировать в рамках единой информационно -измерительной системы, обеспечивающей общую методологию усвоения получаемых данных, а также стандартизацию форматов данных, что должно позволить при необходимости объединять получаемые данные с любыми дополнительно доступными.

Структурно автоматизированный комплекс представляет собой локальную вычислительную сеть и включает подсистемы сбора и предварительной обработки: гидрологической, гидрооптической, навигационной, космической, гидроакустической, лидарной и факсимильной информации. В компьютере, выполняющем функции сервера сети, осуществляется комплексное усвоение всех видов информации на соответствующих моделях. При этом принципиального различия по стратегии проведения сбора информации в судовом и авиационном варианте нет. Различаются только измерительные датчики, а также время сбора информации и ее объем, основные же методические и организационные приемы не изменяются.

В работах [1.4,131 предложена автоматизированная технология восстановления ТПО по данным APT - режима доя двух ИК каналов радиометра AVHRR спутников NOAA, включающая в себя комплекс технических средств приема и обработки спутниковых данных, а также методическое и программное обеспечение, реализованное на стандартном персональном компьютере.

Наряду с традиционными элементами, такими как антенна и антенный усилитель, мало отличающимися от применяемых в подобных системах (скрещенный пешувалновой вибратор с настроенным отражателем), вся остальная аппаратная часть выполнена в стандарте интерфейса персонального компьютера, устанавливаемого на свободный слот материнской платы ПЭВМ. По существу такой интерфейс представляет собой УКВ - приемник, АЦП и цепи согласования с шиной ПЭВМ, собранные на единой печатной плате. Гетеродин приемника выполнен в виде программируемого синтезатора частоты, что позволяет организовать режим поиска сигнала последовательным переключением частоты гетеродина посредством управляющей программы.

Основные этапы реализованной технологии включают: 1) Расчет времени начала сеанса связи с ИСЗ. 2) Ввод сигнала в ПЭВМ. 3) Входной контроль качества принятой информации. 4) Радиометрическую коррекцию. 5) Фильтрацию облачности и перевод в термодинамические температуры, б) Географическую привязку и совмещение данных с разных витков. 7) Построение карт изотерм.

На рис.5 приведен пример карты ТПО, построенной по данным ИСЗ NOAA по Каспийскому морю.

Во втором параграфе приводятся результаты разработки программно -измерительной подсистемы восстановления биооптического состояния верхнего слоя океана по спектрорадиометрическим данным.

Для оценки с помощью ПЭВМ биооптического состояния верхнего слоя океана по данным фоновых съемок, выполняемых на НИС, была разработана автоматизированная измерительная система, в которой на соответствующих моделях осуществляется обработка спектрорадиометрических данных от аппаратуры "LI-I800UW", а также гидрологической информации, поступающей от СТД зонда. Описание программного пакета представлено в работе [12].

Информация о спектрах подводной освещенности передается по кабелю на ПЭВМ IBM PC, расположенную на судне. Оператор производит экспресс - анализ регистрируемых данных с помощью пакета программ, позволяющего реализовать широкий набор функциональных возможностей, включая: отбор исходных данных для анализа, качественный анализ типа вод, количественный анализ состава вод ( содержание хлорофилла, растворенные органические вещества), вертикальные распределения этих характеристик, визуализацию и графическое представление исходной и обработанной информации в удобной для оператора форме.

В основе алгоритмов анализа спектров вертикального ослабления заложены модели, предложенные различными авторами, а также разработки, развитые автором в диссертации. В частности, для определения содержания хлорофилла <С]£> по спектру показателя вертикального ослабления освещенности а(Х) реализованы процедуры, использующие 1) модель Смита - Бэйкер, 2)

регрессионные связи между а(Х) и индексом цвета I (550,443); индексом цвета I (550,443) и <С^>. 3) регрессионные связи между а(Х) и эффективной длиной волны X эфф., а также X эфф. и <Cfc> -

В настоящее время несколько комплектов пакета БиоОптик используются в различных морских лабораториях США в практике проведения океанологических работ.

В главе 2 была представлена методика восстановления скорости приводного ветра по данным спектрополяриметра "Трассер". В ходе практической реализации данной методики был разработан и создан программно - измерительный комплекс в составе аппаратуры "Кварц" - портативного варианта "Трассера", разработанного в НПО ВНИИФТРИ, IBM/PC совместимой ПЭВМ с интерфейсом ввода информации и пакета прикладных программ тематической обработки данных, в основу которого положен метод ЭОФ. Управление комплексом, сбор данных, их предварительная и тематическая обработка производятся при помощи пакета программ управления и обработки, написанных на языке С Комплекс позволяет производить измерения

двух взаимно - ортогональных поляризаций восходящего от моря оптического излучения в диапазоне 440 - 740 нм, число длин волн, на которых производятся измерения, выбирается пользователем. Измеряемыми величинами являются СПЭЯ восходящего от моря излучения. Главное меню пакета программ предлагает две альтернативы использования комплекса: 1) настройка прибора и проведение измерений с записью в файл, 2) обработка ранее измеренных СПЭЯ.

Настройка прибора включает в себя выбор спектрального диапазона ( в пределах допускаемых конструкцией прибора), выбор количества спектральных линий, в которых производится измерение яркости и настройку коэффициента усиления прибора. Измерения осуществляются в полностью автоматическом режиме и записываются в файл на диск компьютера.

Обработка ранее измеренных спектров включает следующие подпрограммы:

- просмотр спектров ( в виде графиков зависимости яркости от длины волны);

- установка опций обработки, нахождения ЭОФ по заданному массиву измерений;

- разложения СПЭЯ по ЭОФ, полученным либо по тому же массиву данных, либо по функциям, ранее найденным по другим массивам данных;

- нахождения коэффициентов регрессии по двум параллельным массивам данных -контактным и дистанционным;

- регрессионного восстановления контактных данных по дистанционным измерениям.

Третий парад-раф посвящен разработке, созданию и исследованию автоматизированного авиалидарного комплекса для получения, регистрации и обработки сигналов обратного рассеяния. Состав и структура комплекса должны обеспечивать восстановление в реальном масштабе времени параметров и характеристик, приповерхностного слоя океана. Несмотря на все достоинства лидарного дистанционного зондирования (ЛДЗ), одним из главных факторов, сдерживающих его развитие, является трудность построения систем регистрации сигнала обратного рассеяния (СОР) и его обработки в реальном времени. В работе [3] нами проведен сравнительный анализ существующих способов регистрации быстропротекающих процессов применительно к задачам ЛДЗ приповерхностного слоя океана с борта авианосителя, дано описание разработанного и созданного устройства автоматизированной регистрации СОР, а также предложены методики его калибровки и предварительной обработки, после которых оцифрованный сигнал в реальном масштабе времени визуализируется на экране ПЭВМ и может бьпъ записан на штатный магнитный носитель.

Меню-ориентированный интерфейс пользователя максимально облегчает работу с комплексом. Комплекс выполнен в виброустойчивом исполнении и прошел испытания на воздушном и судовом носителе в реальных условиях эксплуатации.

При работе системы в динамическом режиме на максимальных скоростях развертки широкополосного осциллографа было отмечено появление случайных выбросов регистрируемого тестового сигнала. Анализ возможных причин такого рода искажений позволяет отнести их за счет шумов электронно - оптического усилителя яркости изображения, входящего в состав телевизионной измерительной системы. Исходя из характера шумов, была применена обработка зарегистрированного сигнала с использованием медианной фильтрации с апертурой в 5 элементов и фильтрации методом скользящего среднего с апертурой 3 элемента. Такой алгоритм ранговой фильтрации наиболее экономичен с точки зрения вычислительных ресурсов и в тоже время приводит к уменьшению среднеквадратичного отклонения обработанного сигнала от исходного (заведомо известного тестового) до величины, существенно меньшей, чем значение единицы младшего значащего разряда, т.е. не ведет к потере информации. Это не противоречит теореме дискретизации, т.к. частота дискретизации в данном случае более чем вдвое превосходит граничную частоту регистрируемого сигнала.

ГЛАВА 4. Экспериментальное исследование автоматизированного информационно- измерительного комплекса

В настоящее время центральной проблемой экспериментально производственной проверки достоверности данных дистанционного зондирования океана становится верификация экспериментальных данных. Дело в том, что необходимо решить по меньшей мере два комплекса задач, чтобы данные ДДЗ могли использоваться наравне с данными контактных измерений.

Первая сложность - синхронизация данных во времени и в пространстве, вторая - адекватность измеряемых физических величин в метрологическом плане.

Целью данной главы является проведение исследования, направленного на разработку методик экспериментально - производственной проверки достоверности характеристик океана, измеряемых дистанционно, и методик проведения авиасудовых натурных экспериментов.

В первом параграфе изложены результаты исследования, направленого на создание методики экспериментально - производственной проверки достоверности карт температуры поверхности океана, построенных по ИК - данным ИСЗ ¡ЧОАА.

Наличие большого количества источников погрешностей в процессе восстановления поля ТПО не дают полностью достоверной температурной структуры исследуемого района. Таким образом, обоснована необходимость проверки достоверности космических карт ТПО, требующая проведения экспериментальных исследований, целью которых является сравнительный анализ значений температур, восстановленных по данным ИСЗ, и синхронизированных данных контактных подспутниковых измерений в подповерхностном слое моря. В

результате предлагается оценивать достоверность космических карт по соответствию их информационных характеристик конкретным количественным критериям, отражающим требования по распознаванию и мониторингу процессов или явлений в океане с определенными пространственными и временными масштабами. В зависимости от решаемых экспериментальных и практических задач, особенностей районов или периодов исследований количественные критерии могут уточняться.

Проведено исследование возможности выбора в качестве полигонов для проведения экспериментально - производственной проверки достоверности получаемых экспериментальных данных Каспийского и Японского морей.

В работе [14] производится сравнение значений температуры воды, измеренной в подповерхностном слое океана по данным различных судовых приборов и температуры поверхности океана, восстановленной по данным ИСЗ на примере одного из районов тропической части Индийского океана. Из судовой информации использовались данные, полученные с помощью СГО-зонда SMART, штатного судового датчика температуры воды Т1-1Ш и буксируемого измерителя температуры (БИТ). Зондом SMART измерения проводились на океанографических станциях, в режиме дрейфа судна. Для анализа использовались значения температуры на горизонтах от 2 до 4 метров. Точность измерений калиброванного перед рейсом зонда была не хуже 0.01° С. Датчик судового термометра был укреплен жестко в корпусе судна приблизительно в 4 м ниже ватерлинии. Точность измерений температуры составляла 0.1° С. Значения температуры с T1-11D фиксировались непосредственно перед выполнением океанографической станции. Прибор БИТ буксировался в поверхностном (около 10 см) слое воды во время движения судна со средней скоростью около 10 узлов, а во время выполнения океанографической станции прибор самопроизвольно заглублялся приблизительно на 4 м. Точность этого прибора также составляла 0.1° С. Температура фиксировалась в период непосредственно перед торможением судна, а также с заглубленного прибора во время полной остановки судна.

Температура поверхности океана, восстанавливалась по спутниковым данным двумя способами: по мгновенным одиночным снимкам и по композиционным снимкам, осредненным по пространству и времени. В первом случае для оценки температуры использовались единичные снимки, которые выбирались из соображений синхронности с имеющимися судовыми данными, при этом проводился раздельный анализ для снимков, содержащих данные в двух ИК-каналах и снимков, содержащих данные в ИК и видимом, каналах. Для сопоставления с судовой температурой осуществлялось предварительное пространственное осреднение ТПО по области радиусом около 30 км в непосредственной близости от точки океанографической станции. Радиус области

осреднения выбирался исходя из соображений, касающихся точности географической привязки спутниковых данных, а также радиуса корреляции температуры поверхности океана (по оценке, не менее 30 км). При осреднении не учитывались участки космических снимков, идентифицированные как закрытые облаками. Имеющаяся информация позволила провести сравнения температур в 19 точках, из которых в 10 точках ТПО была восстановлена по двухканальной методике, а в 9 точках по одноканальной. Рассчитанные статистические характеристики приводятся в таблице 1.

Таблица 1

Статистические характеристики, полученные при сравнении судовых и космических данных (космические данные получены первым способом)

smit* bit2 bbit3 til Id4

I о 4.0 3.4 4.0 3.9

I р 0.47 0.67 0.5 0.5

II о 7.3 7.3 8.3 9.4

II р 0.62 0.62 0.47 0.002

Таблица 2

Статистические характеристики, полученные при сравнении судовых и космических данных (космические данные получены вторым способом)

smitl bit2 bbit3 tilld4

12 о 6.0 6.1 5.8 5.9

I P 0.1 -0.16 0.3 0.25

II о 0.3 0.3 0.3 0.3

II p -0.4 -0,4 -0.3 -0.3

III a 0.9 0.86 1.2 1.0

III P 0.7 0.7 0.3 0.5

I - космические данные получены по двухканальной методике. II - космические данные получены по одноканальной методике. III - космические данные получены по двухканальной методике; а - средняя квадратичная ошибка восстановления температуры; р - коэффициент корреляции; 1 - данные, полученные СТО зондом SMART; 2 - данные, полученные БИТом в буксируемом состоянии; 3 - данные, полученные БИТом в заглубленном состоянии; 4 - данные, полученные прибором TI- 11D.

Наилучшие результаты дает сопоставление ТПО, полученной по двухканальной методике с температурами, полученными с БИТ в режиме

буксировки, т.е. температурами в поверхностном десятисантиметровом слое (коэффициент корреляции около 0,68). Связь с температурами нижележащих слоев ( по данным SMART, TI-11D и заглубленного БИТ) выражена не столь очевидно (коэффициенты корреляции соответственно 0.47, 0.5, 0.5). В то же время и коэффициенты корреляции данных с этих приборов и данных о температуре поверхностного десятисантиметрового слоя (около 0.8) также свидетельствуют о сложной зависимости температуры самого верхнего (1-10 см) слоя океана и тем слоем ( 1 - 4 м), океанографические характеристики которого принято относить к поверхности океана.

Во втором случае для восстановления температуры проводилось осреднение спутниковой информации по пространству и времени (соответственно на площади 10' х 10' и на временном интервале 4 суток). Сравнение спутниковых и судовых данных производилось следующим образом: для композиционного спутникового снимка искались судовые данные, которые были получены в те же четыре дня, что и спутниковые. Затем, для каждого судового измерения, искались соответствующие по координатам спутниковые значения ТПО. После чего проводился статистический анализ для полученных пар точек. Значения коэффициентов корреляции и средних квадратичных ошибок приведены в таблице 2.

Во втором параграфе сформулированы технические предложения по созданию перспективных отраслевых самолетов - лабораторий, проведен анализ существующих самолетов как отечественного, так и зарубежного производства. Приведен также обзор самолетной измерительной аппаратуры.

Необходимость использования авиационных носителей в практике рыбопоисковых исследований обусловлена высокой оперативностью получения данных о состоянии океана по большим площадям акваторий практически в реальном масштабе времени. Самолетные методы в ряде случаев имеют серьезные преимущества перед космическими за счет того, что высота съемки может изменяться в широких пределах, практически всегда обеспечивая просмотр акватории без маскирующего влияния облачности. Кроме того, авиационные средства представляют уникальную возможность провести отработку перспективных образцов космических датчиков до момента их запуска в космос, а это, в свою очередь, позволяет разрабатывать новые информационные технологии, осуществляющие законченное решение отраслевых задач от момента получения информации до ее использования конечным пользователем на промысле.

Существующими техническими средствами на НИС только океанографическая съемка полигона размером 2° х 2° в псшутрадусной сетке выполняется минимум за 4 суток. Очевидно, что в районах с ярко выраженной динамикой среды за такой срок исследуемое явление можно уже не выявить.

Соответственно, при обработке данных, полученных на полигоне, их необходимо привести к единому моменту времени.

Применение методов дистанционного зондирования морской поверхности позволяет избежать некоторых из рассматриваемых проблем, в частности несинхронности получаемых данных, поскольку предложенный полигон спутник пролетает всего за 30 секунд, а самолет за несколько часов, однако при этом возникают свои сложности, а именно: размер мгновенного поля зрения датчиков, устанавливаемых на борту ИСЗ составляет от сотен квадратных метров до единиц квадратных километров, т.е. информация в одном измерении осреднена по приведенной площади. В случае авианосителя размер мгновенного поля зрения составляет доли квадратного метра.

В работе отмечено, что для перспективного использования на самолетах -лабораториях необходимо прорабатывать комплексное использование аппаратуры для системного решения отраслевых задач. Подобная аппаратура должна иметь возможность гибкой перенастройки и даже перекомпоновки в зависимости от конкретных требований решаемых задач. По нашему мнению, максимальный эффект может быть достигнут в случае полной идентичности аппаратуры самолетного и космического базирования, так как только в этом случае основные методические, алгоритмические и системные наработки могут быть использованы совместно с поправками на условия наблюдения.

Рассмотрение лстно - технических характеристик авианосителей показало, что для решения мониторинговых задач необходимо, чтобы самолеты, предназначенные для переоборудования в исследовательские лаборатории обладали следующими основными качествами:

- возможно большей дальностью полета для обеспечения большей длительности и покрытия наблюдениями большей площади;

- скороподъемностью, обеспечивающей маневрирование над исследуемыми акваториями;

- возможностью полетов на минимальных высотах под нижней кромкой облачности;

- грузоподъемностью, обеспечивающей возможность размещения и транспортировки комплекса измерительной аппаратуры и экипажа экспериментаторов;

- обеспечение всего комплекса аппаратуры электроэнергией;

Из вновь создаваемых самолетов в качестве лабораторий рекомендуется использовать: ИЛ-18 ( в случае возобновления серийного производства с новыми двигателями), А-46, Л-610, АН-70, ИЛ-76Т. Отмечается, что самолет ИЛ-76Т является чрезвычайно дорогим в эксплуатации, а по расходу топлива является самым неэкономичным.

В диссертации рассмотрено, что в отличие от судового, самолетный комплекс аппаратуры должен предоставлять исследователю ряд дополнительных возможностей при проведении натурного эксперимента, а именно:

- проводить регистрацию на едином носителе как непосредственно данных эксперимента, тах и значительного количества сопровождающей информации (навигационные данные, характеристики аппаратуры, сведения о геометрии наблюдения) и, по возможности, осуществлять текущую привязку к синхронному судовому эксперименту;

- предоставлять возможность оперативного контроля результатов эксперимента, т.е. проводить обработку информации в реальном масштабе времени с выдачей конечного результата на устройство отображения;

- позволять оперативно изменять характеристики аппаратуры в соответствии с результатами анализа получаемых экспериментальных данных, максимально используя при этом имеющуюся у оператора априорную информацию.

Рассмотрены проблемы, возникающие при автоматизации сбора данных на самолетах - лабораториях. Определены также задачи методического обеспечения дистанционных измерений с самолетов, включая калибровку по данным контактных измерений.

Проведен обзор 56 различных приборов для дистанционных измерений. При этом 32 системы предназначены для космического базирования, 23 авиационного и 1 может устанавливаться как на спутнике, так и на самолете. Представлены рекомендации научной рабочей группы NASA по выбору спектральных интервалов для многоспектральной аппаратуры дистанционного зондирования в перспективных аэрокосмических системах.-

Акцентировано внимание на том, что в зарубежной океанографической практике в последнее время активно используются измерения температуры верхнего деятельного слоя океана обрывным батитермографом, сбрасываемым с самолета (АХВТ). Эти батитермографы разового пользования передают информацию о температуре верхнего слоя на самолет с помощью радиопередатчика. Фирма-изготовитель згой аппаратуры "Magnavox" гарантирует погрешность измерения 0.5 К, однако, специальные исследования показали, что погрешность этих приборов может бить понижена до 0.1К, если использовать квадратичную (радуировочную характеристику. Применение таких приборов в практике экспериментальных исследований также способствует повышению качества информационного обеспечения краткосрочного прогнозирования.

Анализ аппаратуры, установленной на самолетах - лабораториях отрасли, показал, что только две автоматизированные измерительные подсистемы: спектрометрический комплекс "Кварц" и лидарный комплекс "Макрель - 2" с

программами обработки, могут быть рекомендованы к перспективному использованию, в то время как остальные комплексы уже морально устарели.

В третьем параграфе приведены методики и основные результаты авиасудовых экспериментов по верификации данных спектрометрического и лидарного зондирования.

Проверка алгоритма восстановления вертикального профиля концентрации хлорофилла по спектрометрическим данным, предложенного в главе 2, была проведена в ходе экспедиции на НИС "Профессор Леванидов" в конце июня -начале июля 1990 г. Измерения спектров нисходящей освещенности производились с помощью автоматизированного погружного спектрорадиометра LI-1800UW в диапазоне глубин 0 - 80 м через каждые 5 м в спектральном диапазоне 400 - 700 нм. Указанный прибор позволял определять спектральную плотность освещенности в режиме последовательного сканирования по спектру с разрешением 4 - 7 нм и абсолютной погрешностью до 5% в интервале 2.5*10"8 " 10"3 Вт см"2 нм"1 .

Измерения осуществлялись при зенитных углах Солнца h = 22° - 76° и балыюсти облачности 1 - 10, а на нескольких станциях - в условиях тумана. Время полного цикла измерений на одной станции составляло 15-20 мин. С целью уменьшения эффектов затенения корпусом судна, судно по возможности разворачивалось так, чтобы погружение спектрорадиометра осуществлялось с подсолнечной стороны.

Синхронно с оптическими производились измерения солености, температуры, флуоресценции хлорофилла "а" с помощью многофункционального гидрофизического зонда "Neil Brown", включающего также кассету батометров "Rosett" с 24-мя пробоотборниками. Вертикальные профили этих параметров регистрировались в реальном масштабе времени с разрешением по глубине 0,5 м в верхнем двухсотметровом слое. Отбор проб производился с 3-х горизонтов: непосредственно у поверхности, с глубины 10 м и с глубины максимума сигнала флуоресценции. Отобранные пробы были профильтрованы и законсервированы. Их анализ проводился после окончания экспедиции.

Концентрация хлорофилла "а" в пробах определялась спектрофотометрическим способом по методике SCOR/UNESCO. Средняя концентрация хлорофилла "а" в приповерхностном слое варьировала в пределах 0.03 - 0.05 мкг/л, а на глубине максимума флуоресценции - от 0.4 до 2.6 мкг/л. Разброс значений С^, определенных по отдельным пробам, взятым с одного горизонта, составлял от 10% ( при больших концентрациях) до 60% (при малых у поверхности).

Экспресс - анализ данных измерений спектров освещенности производился : помощью разработанной и созданной нами экспертной системы BioOptic и жлючал оценку достоверности исходной информации, определение спектров

показателя ослабления К(к.) и распределения концентрации хлорофилла по глубине.

а) Средний спектр 1 и 2 собственные векторы

6> Э. 4 и S собственные

векторы

е и т собственные векторы

»-ое-3 6.0Е-Э 4.0Е-Э г.оЕ-з -

а.о

-г.ОЕ-з --4.0Е-3 -«.ОЕ-3

1-ZE-3 B.DE-4

о.о

-4.0Е-4 -fl.OE-4

-1 .гг-з

зов

б.0Е-4 -4-ОЕ-« -

2-ОЕ-А -0.0

-2.0Е-4 --4:0Е-4 В.ПЕ-4 --s.oe-4

Ср«#4НЙ ппвир

Рис.6.

В 1989 году производились натурные эксперименты с прототипом видеоспектрометра "Кварц" - прибором "Трассер". Эксперименты проводились на акватории Японского моря, при этом прибор устанавливался на борту самолета-лаборатории ИЛ-18ДОРР. Совместно с дистанционными производились контактные измерения стандартных гидрометеорологических и физико-химических параметров моря: температуры поверхности моря, температуры воздуха, скорости приводного ветра, глубины видимости диска Секки. Кроме того, при помощи батометров отбирались пробы воды для восстановления концентрации хлорофилла и взвеси. Пробы отбирались с глубин 0, 5 и 10 метров, затем фильтровались на фильтрах Mfflipore 0.45. Фильтры с пробами консервировались и затем обрабатывались в лаборатории ВНИРО. Определение концентрации хлорофилла производилось по методике UNESCO .

Спектры яркости для двух ортогональных поляризаций складывались для получения суммарной спектральной яркости и затем полученный спектр обрабатывался тремя способами: по методу индексов цвета, эффективной длине волны и методу эмпирических ортогональных функций. После предварительной обработки данных каждым из трех способов производилось их сравнение с контактными измерениями.

Описанный метод применялся к данным, полученым в эксперименте, который проводился в Японском море 19-23 апреля 1989 года. В нем участвовалс

гудно типа РС, измерения скорости приводного ветра осуществлялись судовым щемометром. Параллельно с судовыми измерениями проводилось дистанционное юндирование моря видеоспектрометром "Трассер", установленным на борту :амолета - лаборатории Ил-18 ДОРР. Прибор "Трассер" измерял две наимноперпешшкулярные поляризации СПЭЯ. Всего было осуществлено около !00 измерений СПЭЯ. Для обработки использовались спектры суммы двух юляризаций. Исходные СПЭЯ представлялись 7 собственными векторами, что >писывало 98.5% изменчивости всей совокупности измерений (р = 7, Ь = 98.5%). Собственные векторы и средний спектр представлены на рис.б.

Для нахождения множественной линейной регрессии между соэффициентами Ь41 = 0..7 и значениями скорости приводного ветра имелось 9 :инхронных измерений СПЭЯ и скорости ветра. Так как и экспериментальные, и начисленные значения получены из одной и той же выборки, то рисунок зтражает не оценку значения параметров по дистанционно измеренным СПЭЯ, а

сачество регрессионного анализа. 12 ю 8 6 4 2 О

11.3 9.3 7.3 53 3.3

Из рис.7а видно, что существует тесная статистическая связь между скоростью приводного ветра и коэффициентами

разложения СПЭЯ по ЭОФ, причем в исходном регрессионном уравнении :ущественными являются лишь 5 коэффициентов. Эти условия позволили использовать б экспериментальных точек для нахождения коэффициентов регрессионного уравнения (обучающая выборка), а оставшиеся 3 точки использовать в качестве контрольной выборки для проверки полученного соотношения.

............... ....................................... ................... ....................

.....................Т.................. .................... ____;

1 1 " ¡••••¡-••-

..................... .....1.....;■■ •¡....

о© Обучающая выборка

Результаты проверки представлены на рис.7б, где по оси абсцисс отложены скорости приводного ветра, вычисленные по дистанционным данным, а по оси ординат - измеренные в эксперименте.

Данные обработки показывают, что информация, получаемая при помощи приборов типа "Трассер" и "Кварц" позволяет восстанавливать данные о параметрах физико - биологического состояния океана. Кроме того, метод эмпирически ортогональных функций позволяет восстанавливать еще и скорость приводного ветра.

Основной задачей экспедиционного эксперимента по верификации данных авиалидара являлось определение с борта самолета глубины залегания слоя скачка термоклина в океане.

ЧАСТЬ 3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В заключении диссертации приведены основные результаты проделанной работы и рекомендации по их отраслевому внедрению и использованию.

1. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена методология применения комплексной информационной технологии сбора, обработки и использования данных по температуре поверхности океана, цветовым характеристикам вод, скорости приводного ветра и глубине залегания слоя скачка термоклина в океанской толще, поступающих от космических, авиационных и судовых датчиков для решения мониторинговых научно - производственных задач отрасли.

2. Разработан, создан, исследован и внедрен в практику экспедиционных работ автоматизированный информационно - измерительный комплекс, включающий подсистемы дистанционного и контактного измерения ТПО, концентрации хлорофилла "а", скорости приводного ветра, глубины залегания слоя скачка термоклина.

3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования статистического метода эмпирических ортогональных функций для восстановления характеристик морской среды при спектрорадиометрическом зондировании.

4. Предложено и экспериментально обосновано решение задачи экспрессного анализа биооптических свойств вод по измерениям спектральной освещенности в океане, разработаны и созданы: методика восстановления вертикального профиля концентрации хлорофилла "а" по спектрам нисходящей солнечной освещенности в океане. .

5. Разработай алгоритм определения концентрации хлорофилла по крутизне спада временной зависимости сигнала флуоресцентного канала авиалидара, создана

методика восстановления глубины залегания слоя скачка термоклина и связанного с ним слоя повышенной мутности, обусловленного биогенной взвесью по сигналу обратного рассеяния авиалидара.

6. Разработана методика расчета максимальной погрешности определения ТПО по спутниковым ИК - измерениям для заданных районов Мирового океана, использующая априорную информацию об изменчивости атмосферных условий. Показано, что знание априорных характеристик состояния атмосферы и их изменчивости в районе наблюдения, а также использование синхронных данных судовых измерений позволяют повысить точность восстановления ТПО по реально доступным спутниковым данным.

Комплекс внедрен на отраслевом самолете - лаборатории ИЛ-18ДОРР Дальневосточного управления научнд - исследовательского и поискового флота (ТУРНИФ), а судовые станции приема космической информации и аппаратно -профаммная подсистема БиоОптик на ряде научно - исследовательских и научно -поисковых судов, а также в составе региональных центров системы Роскомрыболовства и ГП "Роснефть". Рекомендовано оснащать вновь строящиеся НИС разработками, предложенными в диссертации.

ЧАСТЬ 4. СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Романов A.A. Автоматизированный ввод космической радиометрической информации в ПЭВМ - Компьютерная оптика, вып.7 , М.: 1990, 5 с.

2. Романов A.A. Применение конверсионных технологий в автоматизированных комплексах обработки спутниковой информации. - Проблемы информатизации, вып. 3 - 4 , М., 1993, с.64 - 67.

3. Романов A.A., Бордюгов Л.Г., Храмов A.B. Автоматизированная регистрация и предварительная обработка сишала обратного рассеяния - Компьютерная оптика, вып.8, М.:, 1990, с.101- 108

4. Романов A.A., Косицын В.П., Кузнецов М.Б., Матвеев C.B., Моиссенко Г.С., Никонов A.A...Чумаков АЛ. - Автоматизированное восстановление ТПО по данным ИСЗ NOAA в судовых условиях. - Тр. НПО "Планета". - 1991. - Вып.41. -с.92

5. Бордюгов J1.Г., Гребеник А.Р., Кондранин Т.В, Мясников Е.В., Романов A.A. Определение концентрации хлорофилла "а" в океане по временной зависимости эхо-сигнала флуоресцентного авиалидара - В кн.:"Оптика моря и атмосферы" 4.1, Красноярск, 1990, с. 12-13.

6. Студенецкий С.А., Зонов Ю.В.,Орлов В.М.,Романов A.A., Ванюшин Г.П., Кочиков В.Н., Коляда Э.Г. "Отраслевые технические требования ВНИРО -Главцентра "ОКЕАН" на разработку и внедрение в 1991 - 1995 г.г. космической системы для изучения Мирового океана в интересах Минрыбхоза СССР", 1987, Hhb.N2315, дсп, 15 с.

7. Романов А.А., Моисеенко Г.С., Кузнецов М.Б. Использование эмпирических ортогональных функций для решения задач дистанционного зондирования моря. -Компьютерная оптика, М.: 1991, вып.9, 13 с.

8. Romanov А.А. New Physical Approches for Use in "Brilliant Eyes" Satellite Sensors/ Proceedings of Fifth International Suramer Simposium on Science and World Affairs. Cambridge, Massachusetts, luly 23 - 30, 1993, p.p.52 - 53.

9. Романов A.A., Моисеенко Г.С, Кузнецов М.Б. Метод восстановления скорости приводного ветра по спектральным характеристикам восходящего излучения - Тр. НПО "Планегга". - 1991. - Вьш.41. - с.128 - 135.

10. Бордюгов Л.Г., Моисеенко Г.С., Романов А.А. Использование авиалидара "Макрель" для решения задач обнаружения зоопланктона и слоя скачка термоклина. - В сб. Рациональное использование биоресурсов Тихого океана, Владивосток, 1991, с. 19 - 20.

11. Методические рекомендации для автоматизированного построения карт ТОО по данным ИСЗ NOAA в условиях НИС типа "Атлантик - 833"УПод руководством А.А.Романова, препринт ВНИРО, Москва, 1990, 76 с.

12. Бушнев СВ., Жаворонков А.И., Кокдранин Т.В., Мясников Е.В., Романов А.А., Анализ биооптических свойств вод по измерениям спектральных зависимостей освещенности в океане. - В кн."Оптика моря и океана", 4.2. Красноярск: 1990, с.1б.

13. Романов А.А., Косицын В.П., Матвеев C.B. Судовая автоматизированная станция приема космической и метеорологической информации на основе ПЭВМ. -Компьютерная оптика, М.: 1991, вып.9, 13 с.

14. Романов АА., Кузнецов М.Б., Никонов А.А., Чумаков AJI. Сравнение ТПО, восстановленной по данным дистанционного зондирования, с судовыми измерениями. В сб. материалов Всесоюзной конференции "Проблемы метрологии гидрофизических измерений", М.: 1990, с.310 - 311.

15. Бордюгов Л.Г., Романов А.А., Измерительные свойства фотоприемников на основе ПЗС. - В сб.: Аэрофизика и космические исследования. - М.: МФТИ, 1983, с.112- 114.

16. Бордюгов Л.Г., Романов А.А., Измерительные свойства формирователя сигналов изображения (ФСИ) на приборах с зарядовой связью (ПЗС) в задачах анализа яркостных сцен, - В кн." Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиации 1983 - 1984 г.г.'- М.: Наука, 1985 г., 2 с

17. Кабанов В.В., Орлов В.М., Романов А.А. Анализ информационного содержания данных ИК-радиометра "Чайка". - В сб.: Современные вопросы механики сплошной среды в геокосмических исследованиях - М.: МФТИ, 1987.- с.128 - 131.

18. Абалмазова М.Г., Грузевич А.К., Зинковский А.Б., Косицын В.П., Кузнецов М.Б,, Матвеев СВ., Моисеенко Г.С, Никонов А.А., Остромогильский А.М., Романов А.А., Чумаков AJ1. - Методические основы организации экспериментально производственной проверки достоверности карт ТПО по данным ИСЗ. - М.:, ВНИРО, 1988 г.

19. Бушнев СВ., Мясников Е.В., Николаева Н.Б., Романов А.А., Определение вертикального профиля концентрации хлорофилла"а" по спектрам нисходящей

солнечной освещенности в океане. - Морской гидрофизический журнал, N4, Севастополь: 1993., с.50.

20. Бушнев C.B., Кондранин Т.В., Мясников Е.В., Романов A.A., О наблюдении стратификации фитопланктона в океане по вертикальной зависимости освещенности нисходящего излучения в красной области спектра.- В кн."Оптика моря и атмосферы", Ч.2., Красноярск: 1990, с. 18 - 19.

21. Кузнецов М.Б., Моисеснко Г.С., Романов A.A., Сравнение различных способов опенки концентрации хлорофилла по данным дистанционного зондирования морской поверхности.- В сб.Вопросы механики сплошной среды в геокосмических исследованиях,- М.: МФТИ, 1990.- с.31 - 35.

22. Кузнецов М.Б., Моисеенко Г.С., Романов A.A., Об определении скорости приводного ветра по гидрооптическнм измерениям. - В сб.Вопросы механики сплошной среды в геокосмических исследованиях.- М.: МФТИ, 1991 г., 3 с.

23. Bordugov L.G.,Grebenik A.R.,Romanov A.A.. Airborne Lidar Backscattering Recording and Preprocessing in Automatized Fishery Reconnaissance System./ Proceedings of XV International Conference in Atmospheric Optics, Tomsk, 1990, p.p.37 - 41.

24. Косицын В.П, Романов A.A., Чумаков АЛ., Юдовский А.Б. Алгоритм ввода космической информации в ПЭВМ. - В сб.: Вопросы механики сплошной среды в геокосмических исследованиях. - М.: МФТИ, 1989, с.43 - 46.

25. Косицын В.П., Романов A.A., Матвеев C.B. Алгоритм синхронизации данных при автоматизированном вводе спутниковой информации в ПЭВМ".- В сб.: Дискретные и цифровые методы обработки сигналов. - М.: МФТИ, 1990, с.110 -114

26. Кузнецов М.Б., Моисеенко Г.С., Романов A.A. Самолетный видеоспектрометр "Кварц": тематическая обработка данных. - В сб.: Рациональное использование биоресурсов Тихого океана. - Владивосток, 1991, с.43 - 45.

27. Романов A.A.. Технологические возможности создания спутников "Brilliant Eyes": современное состояние и ближайшие перспективы. - Долгопрудный, Аллегро - Пресс, 1994, 56 с.

28. Косицын В.П., Матвеев C.B., Романов A.A. Алгоритм синхронизации данных при приеме информации от РЛС БО на автоматизированный пункт приема информации. - В сб.: Рациональное использование биоресуров Тихого океана, Владивосток: 1991, с. 41 - 42.

Подп. к печати 24.01.95 Объем 2,25 п.л. Формат 60x84 1/16 Заказ 901 Тираж 70

ТОО "Нерей". ВНИРО. 107140, Москва, В. Красносельская, 17