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俄用4D模型處理海岸遙感數據

  俄羅斯頓河國立技術大學(DSTU)正在建立一套基于亞速海遙感數據,分析海洋和沿海生態系統狀況的數學模型和方法。該項研究結果將有助于開發一種技術來監測不良和危險現象,例如石油污染、極端增減水現象、富營養化(藻類大量繁殖),并在一個全新的水平預測水生態系統的發展。與傳統方法相比,新方法可以使用精確的4D模型處理海岸系統遙感數據,并提高預測計算的準確度。

  該研究是在俄羅斯科學院通訊院士、DSTU復雜系統數學建模與預測研究所所長亞歷山大·蘇希諾夫的指導下進行的。由于對石油泄漏、極端風暴潮等危險事件的預測必須在加速的時間尺度下進行,因此計算中使用了現代超級計算機系統。

  DSTU四年級研究生、計算機系統和信息安全教研室高級講師娜塔莉亞·帕納森科介紹說:“并行算法和程序使我們能夠考慮到氣象狀況和實際水文情況,在極短時間內預測情況的發展。這在發生石油泄漏、有毒物質排放、風暴潮等緊急情況時尤其重要?!?/p>

  該研究小組根據DSTU與俄航天集團之間的協議,以及從公開來源獲取空間傳感數據。生成的圖像使用人工智能方法(包括神經網絡技術)進行處理。特別是使用Python編程語言的機器學習方法來分析和聚類對象——浮游生物種群、懸浮物、石油污染和水生態系統中的其他物體的斑點。

  作者通過對2020年獲得的亞速海的一些衛星圖像進行計算實驗,證實了這種方法的有效性。該項目的進一步發展將涉及改進所使用的神經網絡技術,以及運用深度學習方法來預測亞速海浮游生物種群、海表面膜污染、包括油膜污染的動態。


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