Д.В. Васильева1, С.В. Дворников2

1 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

2 Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного (Санкт-Петербург, Россия)

1 dolli.dina@mail.ru; 2 practicdsv@yandex.ru

Постановка проблемы. Проблемы мониторинга и контроля соблюдения экологических норм вследствие разливов нефти на суше и водной поверхности акваторий морей и океанов возникают из-за на несовершенных методов отслеживания и фиксации обнаружения нефтяных разливов на больших пространствах, поэтому актуальна разработка новых методов для обучения систем мониторинга.

Цель. Предложить новый подход к автоматическому обнаружению мест разлива нефтепродуктов на основе обработки видео-информации, поступающей с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) различного назначения.

Результаты. Разработан способ отбора исходных изображений для формирования на их основе эталонных описаний с учетом предварительной структуризации их векторов признаков. Показано, что результаты предложенной структуризации могут быть использованы в алгоритмах автоматического обнаружения нефтяных разливов на поверхностях морей и океанов, реализуемых в системах мониторинга земной поверхности. Сформированы направления дальнейшего исследования.

Практическая значимость. Представленный способ структуризации векторов признаков, принадлежащих одному и тому же объекту, позволяет улучшить их корреляционную взаимосвязь.

Васильева Д.В., Дворников С.В. Структуризация первичных признаков изображений систем мониторинга окружающей среды // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 8. С. 5-17. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202408-01

1. Васильева Д.В., Дворников С.В., Дворников С.С. и др. Автоматизация процедур обнаружения лесных пожаров по результатам обработки видео // Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России. 2023. № 4. С. 30–40.
2. Мелентьев В.В., Мателенок И.В., Смирнова А.С. Визуализация радиолокационных сигнатур морского льда для контроля обстановки в арктических акваториях // Системы контроля окружающей среды. 2023. № 2(52). С. 18-26.
3. Князев Н.А., Лаврова О.Ю. Спутниковый мониторинг распространения нефтяного загрязнения вдоль Сирийского побережья, вызванного аварией в городе Банияс 23 августа 2021 г. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 1. С. 295-301.
4. Суровцева И.В. Ехнологии дистанционного мониторинга окружающей среды при определенных экстремальных ситуациях // Российский химический журнал. 2020. Т. 64. № 4. С. 97-103.
5. Аббасов И.Б. Современные тенденции мониторинга водной среды прибрежных акваторий // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2019. № 1. С. 29-39.
6. Алексеев Д.В., Лентарев А.А. Статистический анализ разливов нефти и нефтепродуктов на море // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2023. Т. 15. № 6. С. 959-970.
7. Васильева Ж.В., Васеха М.В., Тюляев В.С. Оценка эффективности сорбентов для реагирования на аварийные разливы нефти в арктической акватории // Записки Горного института. 2023. Т. 264. С. 856-864.
8. Свецкий А.В. Правовая охрана морской среды от разливов нефти и нефтепродуктов // Юридические исследования. 2023.
   № 3. С. 1-12.
9. Zatsepa S.N., Ivchenko A.A., Solbakov V.V. SPILLMOD - a CFD model for information support of marine oil spill response // Journal of Oceanological Research. 2022. V. 50. № 2. P. 72-105.
10. Егорова К.В., Соколов С.С. Безопасная система мониторинга разливов нефти с использованием беспилотных летательных аппаратов // Материалы XIII Санкт-Петербург. межрегиональной конф. «Информационная безопасность регионов России» (ИБРР-2023). СПб: Санкт-Петербургское Общество информатики, вычислительной техники, систем связи и управления, 2023. С. 197-198.
11. Смирнов Ю.Д., Добрынин О.С. Разработка беспилотных летательных аппаратов для проведения экологического мониторинга // Записки Горного института. 2014. Т. 207. С. 213-216.
12. Баранов А.А., Никитина А.В., Симонина О.А. Исследование возможности использования сетей мобильной связи общего пользования для передачи видеоданных с борта БЛА // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 1. С. 16-26.
13. Баранов В.Н., Кутени Д.А. Блочный метод и искусственная нейронная сеть для обработки и представления данных мониторинга оседаний при нефтедобыче // Геодезия и картография. 2020. Т. 81. № 10. С. 2-6.
14. Громов Ю.Ю., Ищук И.Н., Родионов В.В. Применение искусственного интеллекта в задачах обработки данных дистанционного мониторинга // Труды Междунар. конф. по компьютерной графике и зрению «Графикон». 2023. № 33. С. 727-735.
15. Тормозов В.С. Анализ методов распознавания образов и машинного обучения для распознавания визуальных образов // Сб. науч. трудов «Информационные технологии XXI века» / Отв. ред. В.В. Воронин. Хабаровск: Тихоокеанский гос. ун-т. 2019.  С. 354-359.
16. Дворников С.В., Кудрявцев А.М. Теоретические основы частотно-временного анализа кратковременных сигналов. Монография. СПб: ВАС. 2010. 240 с.
17. Васильева Д.В., Дворников С.В., Дворников С.С. и др. Формирование векторов признаков для систем видеонаблюдения // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2023. № 4. С. 62-68.
18. Obraztsov V., Sun M. Possible Methodological Options for Development of Pattern Recognition Theory // Communications in Computer and Information Science. 2019. V. 1055. P. 64-73.
19. Дворников С.В., Степынин Д.В., Дворников А.С., Букарева А.П. Формирование векторов признаков сигналов из вейвлет-коэффициентов их фреймовых преобразований // Информационные технологии. 2013. № 5. С. 46-49.
20. Нгуен Чонг Н., Подстригаев А.С. Распознавание сигналов в автокорреляционном приемнике // Вестник связи. 2022. № 5.
    С. 36-40.
21. Патент № 2261476 C1 Российская Федерация, МПК G06K 9/00. способ распознавания радиосигналов: № 2004102168/09: заявл. 26.01.2004: опубл. 27.09.2005 / В.А. Аладинский, С.В. Дворников, А.М. Сауков, А.Н. Симонов; заявитель Военный университет связи.
22. Vasilyeva D.V., Dvornikov S.V., Yakushenko S.Al., Dvornikov S.S. Аutomation of detection procedures based on the results of processing images from video surveillance systems // Сб. тезисов докладов III Междунар. форума «Математические методы и модели в высокотехнологичном производстве». 08.11.2023 г. Ч. 1. СПБ: ГУАП. 2023.
23. Умбиталиев А.А., Дворников С.В., Оков И.Н., Устинов А.А. Способ сжатия графических файлов методами вейвлет-пре-образований // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2015. № 3. С. 100-106.
24. Пазоев А.Л., Шойдин С.А. Передача 3D-голографической информации по радиоканалу методом, близким к SSB // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23. № 1. С. 21-27. DOI: 10.17586/2226-1494-2023-23-1-21-27.
25. Дворников С.В., Устинов А.А., Оков И.Н. и др. Способ сжатия графических файлов // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2017. № 4. С. 77-86.
26. Горбачев В.Н., Казаков А.Я., Савельева М.Ю. Вейвлет-преобразование полутонового изображения в конечном поле // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 2. С. 40-49. DOI: 10.17586/1023-5086-2021-88-02-40-49.
27. Саадалов Т., Мырзаибраимов Р., Абдуллаева Ж.Д. Методика расчета коэффициента корреляции Фехнера и Пирсона, и их области применения // Бюллетень науки и практики. 2021. Т. 7. № 10. С. 270-276.
28. Дворников С.В., Дворников С.С., Марков Е.В. Модифицированные импульсные последовательности на основе кодов Баркера // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 1. С. 8-14. DOI: 10.31854/1813-324X-2022-8-1-8-14.
29. Дворников С.В., Сауков А.М. Метод распознавания радиосигналов на основе вейвлет-пакетов // Научное приборостроение. 2004. Т. 14. № 1. С. 85-93.
30. Бестугин А.Р., Антохин Е.А., Дворников С.В., Дворников С.С., Киршина И.А. Псевдораспределение Вигнера в задачах оценки параметров радиоимпульсов // Успехи современной радиоэлектроники. 2022. T. 76. № 12. С. 7–14. DOI: https:// doi.org/10.18127/j20700784-202212-02.
31. Васильева Д.В., Дворников С.В., Дворников С.С. и др. Формирование векторов признаков для систем видеонаблюдения // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2023. № 4. С. 62-68.