Программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний
Одним из основных инструментов регистрации полярных сияний является оптическое наблюдение небосвода в автоматическом режиме с помощью камер всего неба. Результаты наблюдений фиксируются в специальных мнемонических таблицах, аскаплотах. Аскаплоты предоставляют суточную информацию о наличии или отсутс...
| Main Authors: | , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center
2023-09-01
|
| Series: | Информатика и автоматизация |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15799 |
| _version_ | 1797673791199903744 |
|---|---|
| author | Andrei Vorobev Alexander Lapin Gulnara Vorobeva |
| author_facet | Andrei Vorobev Alexander Lapin Gulnara Vorobeva |
| author_sort | Andrei Vorobev |
| collection | DOAJ |
| description | Одним из основных инструментов регистрации полярных сияний является оптическое наблюдение небосвода в автоматическом режиме с помощью камер всего неба. Результаты наблюдений фиксируются в специальных мнемонических таблицах, аскаплотах. Аскаплоты предоставляют суточную информацию о наличии или отсутствии облачного покрова и полярных сияний в различных частях небосвода и традиционно используются для исследования суточного распределения полярных сияний в заданном регионе, а также для расчета вероятности их наблюдения в других регионах в соответствии с уровнем геомагнитной активности. Обработка аскаплотов в настоящее время осуществляется вручную, что сопряжено с существенными временными затратами и высокой долей ошибок, возникающих по причине человеческого фактора. Для повышения эффективности обработки аскаплотов авторами предложен подход, обеспечивающий автоматизацию распознавания и оцифровки данных оптических наблюдений полярных сияний. Предложена формализация структуры аскаплота, применяемая для обработки его изображения, а также извлечение соответствующих результатов наблюдений и формирование результирующего набора данных. Подход предусматривает использование алгоритмов машинного зрения (в частности, в данном случае имеет место применение алгоритма классификации по правилам) и применение специализированной маски – отладочного изображения для оцифровки, представляющего собой цветное изображение, в котором задано общее положения ячеек аскаплотов. Предложенный подход и соответствующие алгоритмы реализованы в форме программного обеспечения для распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний. Решение представляет собой однопользовательское настольное программное обеспечение, позволяющее пользователю в пакетном режиме выполнять преобразование изображений аскаплотов в таблицы, доступные для последующей обработки и анализа. Результаты проведенных вычислительных экспериментов показали, что применение предложенного программного обеспечения позволит избежать ошибок при оцифровке аскаплотов, с одной стороны, и существенно повысить скорость соответствующих вычислительных операций, с другой. В совокупности это позволит повысить эффективность обработки аскаплотов и проведения исследований в соответствующей области. |
| first_indexed | 2024-03-11T21:50:30Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-6c62c563e2e440cdbd5472592a4ab886 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2713-3192 2713-3206 |
| language | English |
| last_indexed | 2024-03-11T21:50:30Z |
| publishDate | 2023-09-01 |
| publisher | Russian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research Center |
| record_format | Article |
| series | Информатика и автоматизация |
| spelling | doaj.art-6c62c563e2e440cdbd5472592a4ab8862023-09-26T09:02:03ZengRussian Academy of Sciences, St. Petersburg Federal Research CenterИнформатика и автоматизация2713-31922713-32062023-09-012251177120610.15622/ia.22.5.815799Программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сиянийAndrei Vorobev0Alexander Lapin1Gulnara Vorobeva2Ufa University of Science and TechnologyUfa University of Science and TechnologyUfa University of Science and TechnologyОдним из основных инструментов регистрации полярных сияний является оптическое наблюдение небосвода в автоматическом режиме с помощью камер всего неба. Результаты наблюдений фиксируются в специальных мнемонических таблицах, аскаплотах. Аскаплоты предоставляют суточную информацию о наличии или отсутствии облачного покрова и полярных сияний в различных частях небосвода и традиционно используются для исследования суточного распределения полярных сияний в заданном регионе, а также для расчета вероятности их наблюдения в других регионах в соответствии с уровнем геомагнитной активности. Обработка аскаплотов в настоящее время осуществляется вручную, что сопряжено с существенными временными затратами и высокой долей ошибок, возникающих по причине человеческого фактора. Для повышения эффективности обработки аскаплотов авторами предложен подход, обеспечивающий автоматизацию распознавания и оцифровки данных оптических наблюдений полярных сияний. Предложена формализация структуры аскаплота, применяемая для обработки его изображения, а также извлечение соответствующих результатов наблюдений и формирование результирующего набора данных. Подход предусматривает использование алгоритмов машинного зрения (в частности, в данном случае имеет место применение алгоритма классификации по правилам) и применение специализированной маски – отладочного изображения для оцифровки, представляющего собой цветное изображение, в котором задано общее положения ячеек аскаплотов. Предложенный подход и соответствующие алгоритмы реализованы в форме программного обеспечения для распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний. Решение представляет собой однопользовательское настольное программное обеспечение, позволяющее пользователю в пакетном режиме выполнять преобразование изображений аскаплотов в таблицы, доступные для последующей обработки и анализа. Результаты проведенных вычислительных экспериментов показали, что применение предложенного программного обеспечения позволит избежать ошибок при оцифровке аскаплотов, с одной стороны, и существенно повысить скорость соответствующих вычислительных операций, с другой. В совокупности это позволит повысить эффективность обработки аскаплотов и проведения исследований в соответствующей области.http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15799обработка данныхоцифровка данных наблюденийаскаплотыпрограммное обеспечение |
| spellingShingle | Andrei Vorobev Alexander Lapin Gulnara Vorobeva Программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний Информатика и автоматизация обработка данных оцифровка данных наблюдений аскаплоты программное обеспечение |
| title | Программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний |
| title_full | Программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний |
| title_fullStr | Программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний |
| title_full_unstemmed | Программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний |
| title_short | Программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний |
| title_sort | программное обеспечение для автоматизированного распознавания и оцифровки архивных данных оптических наблюдений полярных сияний |
| topic | обработка данных оцифровка данных наблюдений аскаплоты программное обеспечение |
| url | http://ia.spcras.ru/index.php/sp/article/view/15799 |
| work_keys_str_mv | AT andreivorobev programmnoeobespečeniedlâavtomatizirovannogoraspoznavaniâiocifrovkiarhivnyhdannyhoptičeskihnablûdenijpolârnyhsiânij AT alexanderlapin programmnoeobespečeniedlâavtomatizirovannogoraspoznavaniâiocifrovkiarhivnyhdannyhoptičeskihnablûdenijpolârnyhsiânij AT gulnaravorobeva programmnoeobespečeniedlâavtomatizirovannogoraspoznavaniâiocifrovkiarhivnyhdannyhoptičeskihnablûdenijpolârnyhsiânij |