Главная – Журналы – Автометрия 2005 номер 2

Исследуются ошибки оценивания трехмерных координат статической сцены и ориентации камер по серии изображений. Изображения формируются двумя камерами, движущимися по близким траекториям. Для оценивания применяется метод максимального правдоподобия. Приводятся результаты вычислительных экспериментов, моделирующих различные условия съемки.

Современные представления об эволюции криогенной области Западной Сибири за последние 5 млн лет сформулированы на основе палеогеокриологической интерпретации уникальных палеоклиматических записей, полученных большим количеством ученых для южных районов Западной Сибири и Сибирской платформы, а также внимательного ознакомления с публикациями об изменении климатических и геокриологических условий за последние 800 тыс. лет. Впервые установлено, что многолетнее промерзание пород и формирование криогенной толщи в Западной Сибири началось 3,1 млн лет назад. В интервале 3,1-0,0 млн лет назад выделены три криогенные эпохи: первая (3,10-3,08 млн лет назад) была наименее холодной и самой короткой; вторая (2,82-2,47 млн лет назад) характеризовалась крайне суровыми геокриологическими условиями в криохроны и суровыми условиями в термохроны, вследствие этого криогенные толщи непрерывно существовали более 350 тыс. лет; третья (1,92-0,00 млн лет назад) отличалась многократной сменой агградационных (криохроны) и деградационных (термохроны) эпох. Только за последние 800 тыс. лет выделены 21 криохрон и 20 термохронов, различающихся по продолжительности (от 2 до 60 тыс. лет) и по теплообеспеченности климата. В раннем и среднем неоплейстоцене выявлено 11 криохронов, на протяжении которых температура пород опускалась на 8-12 °С ниже современной (как и в сартанскую эпоху), и 7 термохронов, в течение которых температура воздуха была выше современной на 2-4 °С (как и в казанцевскую эпоху). Теплообеспеченность климата термохронов обусловила активную деградацию криогенных толщ и сверху и снизу. Современные геокриологические условия Западной Сибири сформировались в результате активной деградации в раннеголоценовом термохроне мощной низкотемпературной криогенной толщи сартанской эпохи и новообразования маломощной высокотемпературной криогенной толщи в позднеголоценовом криохроне.

Рассмотрены различные подходы к повышению качества обнаружения точечных динамических объектов за счет использования стереовидения. Реализованы и исследованы триангуляционный алгоритм с предварительным пороговым отсечением и алгоритм, формирующий множество отметок по всей совокупности стереоданных. При разных соотношениях полезного сигнала и шума для предложенных алгоритмов экспериментальным путем получена зависимость вероятности обнаружения от уровня ложных тревог. Приведена теоретическая зависимость амплитуды объекта от уровня ложной тревоги при заданной вероятности обнаружения. Исследована эффективность использования априорной информации о высотном ходе объекта в процессе его обнаружения.

Институт криосферы Земли Сибирского отделения РАН проводил исследования в Западной Сибири в рамках Международной программы Циркумполярного мониторинга сезонноталого слоя (CALM). В статье обобщены результаты мониторинга сезонноталого слоя, начатого в 1970-х гг. на профилях и площадках региона, к которым в 1990-е гг. были добавлены площадки CALM. Результаты, полученные на площадках CALM, а также на ранее оборудованных площадках и профилях, позволяют оценить основные тенденции динамики сезонноталого слоя в различных ландшафтах двух природно-климатических зон (тундра и тайга) под влиянием изменений климата. Установлено, что: климатические тренды не очевидны в тундре и незначительны в таежной зоне; изменения сезонноталого слоя в основном следуют за изменениями климата; имеются вариации в реакции различных ландшафтов на изменения климата; атмосферные осадки играют важную роль в межгодовой динамике сезонноталого слоя.

Получено решение задачи оптимального линейного прогнозирования стационарного случайного процесса при известном тренде. Показано, что из этого решения следует решение задачи линейного прогноза при неизвестном тренде, если линейный прогноз тренда заменяется его оптимальной линейной оценкой. Установлена связь между ошибками прогнозов при известном и неизвестном тренде. На примере показано сильное влияние эффекта декорреляции на ошибку прогноза. Получены рекомендации для построения практических алгоритмов прогноза.

Влияние горного рельефа на эволюцию мерзлоты изучалось для условий Южной Якутии с помощью компьютерного моделирования в двумерной области. В модели учитывались вертикальная поясность среднегодовых температур поверхности пород, а также неоднородность их термических свойств и влажности. Предполагалось, что в изменениях климата важную роль играли колебания с периодами 100 000, 33 000, 1500 и 208 лет. Моделирование показало, что мощности многолетнемерзлых толщ (ММТ) в межгорных депрессиях имеют бóльшую устойчивость по сравнению с таковыми на междуречьях. В термохроны голоцена на вершинах гор и плато спорадически формировались и исчезали сквозные талики. В криохроны голоцена ММТ существовали как в долинах, так и на междуречьях. Современные приводораздельные талики возникли лишь к концу исторического периода. Через них в летнее время происходит инфильтрация атмосферных осадков, что пополняет ресурсы подземных вод. Последние, разгружаясь в долинах рек, поддерживают их поверхностный сток зимой. Глубокая инфильтрация через приводораздельные талики оказывает также существенное воздействие на соотношение испарения и стока подземных вод. Возможное потепление климата и деградация ММТ приведут к увеличению площади таликов на междуречьях рек Южной Якутии, входящих в бассейн р. Лена.

Рассматривается алгоритм синтеза робастного фильтра, определяющего оценку вектора состояния непрерывной линейной динамической системы со случайными скачкообразными параметрами, описываемыми цепью Маркова с конечным числом состояний, при вырожденной или плохо обусловленной матрице интенсивностей шумов измерителя. Коэффициенты передачи фильтра предлагается выбирать по минимуму суммы следа матрицы ковариаций ошибок фильтрации и взвешенной ковариации обновляющего процесса, осуществляя при этом усреднение по вероятностям состояния скачкообразного параметра. Получены условия, гарантирующие асимптотическую устойчивость робастного фильтра для стационарной системы.

Рассмотрены палиноспектры сингенетических позднечетвертичных и голоценовых повторно-жильных льдов в датированных по радиоуглероду разрезах в устье р. Сеяха на Восточном Ямале. Изучены изменения палиноспектров повторно-жильных льдов в периоды 22-10; 9-6 тыс. лет назад и за последние 2-1,5 тыс. лет.

Развивается подход к оценке процессов локализованной пластической деформации на мезомасштабном уровне, основанный на методе построения полей векторов перемещений, получаемых путем обработки пар изображений. Проведено сравнительное исследование алгоритмов с точки зрения помехоустойчивости и времени определения перемещений участков поверхности. Исследовано влияние субпиксельной точности расчета перемещений и посткорректировки на результаты построения полей векторов перемещений и последующего расчета на их основе компонент деформации. Показано, что субпиксельная точность построения полей векторов перемещений позволяет более корректно интерпретировать физический смысл протекающих процессов и повышать точность определения компонент деформации: компонент тензора дисторсии, главного пластического сдвига и т.д.

Представлены данные многолетних натурных экспериментов, позволяющие детализировать влияние снежного и напочвенного покровов на тепловой режим грунтов в различных ландшафтных условиях в Центральной Якутии. Теплоизолирующая роль снежного покрова определена с учетом динамики его накопления, характера подстилаемого растительного покрова и степени увлажнения поверхности почвы. Наибольший отепляющий эффект снежного покрова проявляется на поверхности льда озер (23-26 °С в среднем за холодный сезон) и на переувлажненных поверхностях (16-25 °С), а наименьший - на склонах, сложенных сухими песками (10-18 °С), и на участках формирования наледей (4,5-12,6 °С). Межгодовая изменчивость отепляющего влияния снежного покрова в зависимости от особенностей сезона и грунтовых условий варьирует в пределах 1,1-9,2 °С. Охлаждающее влияние напочвенных покровов в годовом цикле для водонасыщенных и плотных сфагновых мхов изменяется соответственно от 0,3 до 1,1 °С и от 2,0 до 3,0 °С, для мохово-брусничных покровов - от 0,3 до 1,0 °С. Мертвопокровно-толокнянковые покровы оказывают отепляющее влияние на почву (0,1-0,5 °С).

Рассматривается один из подходов к решению задачи разбиения цветного или полутонового изображения на участки одного цвета. Предлагаемый алгоритм основан на непосредственном поиске регионов с использованием методик работы со списками, применяемых в логическом программировании и системах искусственного интеллекта.

Представлены новые результаты исследования нефтяного загрязнения верхних горизонтов многолетнемерзлых пород (ММП) на опытной площадке в устье р. Печора (мыс Болванский), заложенной в 2000 г. Результаты опробования ММП показали, что через три года после начала полевого эксперимента нефтяное загрязнение фиксируется по всей глубине вскрытых многолетнемерзлых отложений (0,5-0,7 м). Концентрация его достигает 600-800 мг/кг, что сопоставимо с загрязнением слоя сезонного оттаивания. Полученные данные свидетельствуют, что шлировые криогенные текстуры мерзлых пород не препятствовали проникновению и накоплению углеводородных загрязнителей в ММП. На основе теоретических и экспериментальных исследований рассмотрены основные механизмы возможного проникновения нефтяного загрязнения в ММП.

Поставлена и решена задача обнаружения разладки случайного гауссовского процесса по имеющейся конечной выборке наблюдений с использованием принципа минимального информационного рассогласования распределений в метрике Кульбака – Лейблера.

Систематизированы сведения о геокриологических стационарах и других наблюдательных объектах мониторинга мерзлых пород, разработана мелкомасштабная электронная карта их расположения на территории криолитозоны России. Наибольшее количество стационаров приурочено к Европейскому Северо-Востоку, северу Западной Сибири и Центральной Якутии. Основную часть выполненных стационарных работ составляют наблюдения за глубиной сезонного протаивания и температурой мерзлых грунтов. Выполненную инвентаризацию можно рассматривать как один из подготовительных этапов к проведению IV Международного полярного года (2007-2008 гг.).

Предложен алгоритм восстановления аналогового сигнала в модифицированном пространстве Соболева W₂¹ при дополнительном использовании отсчетов производной. Получены коэффициенты передачи восстанавливающих фильтров. Показана возможность уменьшения ошибки усечения при практической реализации предложенного алгоритма в пространстве W₂¹ по сравнению с аналогичными алгоритмами в пространстве L₂.

Пластовый лед был идентифицирован как индивидуальный генетический тип подземного льда только в середине 1970-х гг., несмотря на широкий размах полевых работ и высокий уровень теоретических разработок, выполненных к тому времени. Но исследователям потребовалось еще 10 лет, чтобы получить следующие доказательства погребенного глетчерного происхождения пластового леда: он имеет несогласный контакт с вмещающими отложениями; в пластовом льду наблюдаются характерные гляциодеформации и включения разнообразного моренного материала, в том числе валунов с поперечником более 1 м; при огромных размерах тела пластового льда не имеют адекватного выражения в рельефе; по химическому и изотопному составу пластовый лед сопоставим с глетчерным и резко отличается от других типов подземного льда. Генетическая идентификация пластовых льдов вносит существенные коррективы в ряд фундаментальных положений криолитогенеза. В данной работе реконструируются условия дегляциации и консервации глетчерного льда в мерзлой толще на основе анализа мерзлотно-гляциальной обстановки на южной периферии ареала современного оледенения Арктики.

Поставлена и решена задача планирования автокорреляционной функции (АКФ) входного сигнала для линейных стационарных непрерывно-дискретных систем, описываемых моделями в пространстве состояний. Рассмотрена также задача восстановления D-квазиоптимального входного сигнала по его D-оптимальной АКФ. Приводятся результаты численного моделирования.

С системных позиций выполнен аналитический обзор понятийной базы, используемой в гидрогеологии и геокриологии. Определено содержание термина „криогидрогеологическая система”. Предложена классификация криогидрогеологических систем, разработанная на основе структурно-вещественных и морфогенетических принципов. По характерным признакам выделены различные таксономические подразделения криогидрогеологических систем (типы, подтипы, классы, подклассы, группы и т. д.).

Проведен обзор исследований селективных свойств и процессов формирования неоднородных и нестационарных брэгговских голограмм в различных регистрирующих материалах. Представлены модели объемных голограмм, учитывающие неравномерное поглощение света, усадку толщины регистрирующего слоя, изменение величины модуляции и среднего значения показателя преломления по глубине голограммы и показывающие отличия селективных свойств таких голограмм от идеальных представлений. Рассмотрены аналитические и численные методы исследований, наиболее подходящие для каждой модели.

Изложена методика сопряжения иглообразной части жесткого эндоскопа, включающей градиентные объектив и транслятор, с цветной видеокамерой. Показано, что хроматизм положения и увеличения легко устраняется путем введения в систему однородной плосковыпуклой линзы, а аберрации тонких пучков минимизируются дополнительным однородным мениском.

Приведены результаты экспериментального исследования дифракционных радиообъективов миллиметрового диапазона длин волн на основе фазовых цилиндрических зонных пластин с четырьмя уровнями квантования фазы применительно к системам квазиоптического радиовидения.