Разработан новый алгоритм идентификации океанических вихрей
18 марта 2026 г.
Коллектив исследователей разработал алгоритм идентификации океанических вихрей на снимках радиолокатора с синтезированной апертурой. Использовалась сверточная нейронная сеть на основе архитектуры U-Net. Результаты опубликованы в Russian Journal of Earth Sciences.
Работу выполнили В. И. Тучинская1, И. Л. Башмачников1,2,4, Н. Ю. Захваткина2,3, И. Е. Козлов4, Д. А. Яковлева2 (1Санкт-Петербургский государственный университет, 2Международный центр охраны окружающей среды и дистанционного зондирования Нансена, 3Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, 4Морской гидрофизический институт РАН).
Вихри в океане считаются распространенным явлением. Они играют ключевую роль в поддержании энергетического баланса и других процессах, оказывая влияние на крупномасштабную циркуляцию вод. Изучение динамики мезомасштабных вихрей является сложной задачей, особенно в высоких широтах, где вихри часто слишком малы, чтобы их можно было определить с помощью широко используемых данных спутниковой альтиметрии.
Для относительно небольших полярных и субполярных вихрей многообещающим является их массовое исследование с помощью радиолокационных изображений радаров с синтезированной апертурой, но такая работа требует качественных автоматических алгоритмов идентификации вихрей.
В русле недавних достижений подобной обработки данных современного спутника Sentinel-1, в новом исследовании описывается алгоритм идентификации мезомасштабных и субмезомасштабных вихрей более ранних радиолокационных изображений широкополосной съемки спутника Envisat с использованием свёрточной нейронной сети U-Net. Учёные обработали 520 участков радиолокационных изображений размером 512х512 пикселей в морях Гренландском, Ирмингера и Лабрадор.
Алгоритм показал хорошую точность обнаружения вихрей, равную 0,89. Повышению точности сегментации по сравнению с предыдущими исследованиями способствовало применение различных методов аннотации снимков, основанных на анализе текстурных признаков и морфологических характеристик проявлений вихрей на радиолокационных изображениях. В результате благодаря новому алгоритму появилась возможность выявлять вихри не только в прикромочной ледовой зоне, как в случае с большинством предыдущих алгоритмов, но и на открытой воде.
Метки: МГИ РАН, RJES, океанология