528.8

В статье проведена верификация применения признаков Харалика, с помощью которых описываются текстурные характеристики изображений. Данные для исследования получены с помощью спутниковых спектрорадиометров MODIS и Sentinel. Для анализа использовались матрицы признаков Харалика, сформированные на основе фрагментов изображений, содержащих и не содержащих зоны апвеллинга. В результате были вычислены 14 признаков Харалика, таких как контраст, корреляция, дисперсия и энтропия и т. д., что позволяет оценить текстурные различия между изображениями. Основное внимание уделялось попарному сравнению норм разностей матриц признаков Харалика, включая норму Фробениуса и p-нормы (p=1, 2, ∞). Наиболее значительные различия были выявлены при использовании p-нормы с p=∞, что позволило сделать вывод о различии изображений, содержащих и не содержащих явление апвеллинга. Результаты показали, что различия норм разностей матриц для изображений с апвеллингом и без него достигали 50%. В статье подчеркивается, что текстурные признаки Харалика, в особенности имеющие высокую корреляцию со средней температурой поверхности моря (ТПМ), могут служить эффективным инструментом для мониторинга явлений апвеллинга. Полученные результаты открывают новые перспективы для дальнейших исследований в области дистанционного зондирования и управления морскими экосистемами, а также предлагают методику для оперативного обнаружения апвеллинга на основе анализа текстурных характеристик спутниковых изображений.

This study investigates the potential of using Haralick texture features to detect upwelling events in the Southeast Baltic and the Laptev Sea regions. A strong correlation between sea surface temperature (SST) and certain Haralick features was established in previous research [4], suggesting that a methodology based on this relationship could be effective for detecting upwelling. Using matrix computations, the study verifies the applicability of Haralick features for identifying upwelling phenomena. The most effective method for distinguishing between Haralick feature matrices derived from satellite images containing and not containing upwelling zones was found to be the p-norm of the differences with p=∞. Data from MODIS (Aqua, Terra) and Sentinel spectroradiometers were utilized, focusing on four infrared images of the Lena River delta region, two of which exhibited upwelling. A sliding window approach was employed to extract image fragments, and 14 Haralick features were calculated for each fragment, resulting in 14х10 matrices. Pairwise comparisons of the norms of these matrices revealed significant differences, particularly when analyzing the difference variance and entropy features. The results indicate that the choice of sliding window parameters may be region-specific, and further analysis confirmed the effectiveness of Haralick features in detecting upwelling events. The study proposes a methodology for regional coastal upwelling detection based on pairwise comparisons of Haralick feature matrices, contributing to improved monitoring and understanding of coastal marine dynamics.

аспирант, Московский государственный университет геодезии и картографии

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой космического мониторинга и экологии, Московский государственный университет геодезии и картографии

Arrigo K.R. and van Dijken G.L. Continued increases in Arctic Ocean primary production. Prog. Oceanogr. 136. 60-70. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2015.05.002. Synthesis of Arc tic Research (SOAR). 2015.

Ryan R. Rykaczewski David M. Checkley, Jr: Influence of ocean winds on the pelagic ecosystem in upwelling regions. https://doi.org/10.1073/pnas.0711777105.

Aurelie Jolivet, Lars Asplin, Oivind Strand, Julien Thebault, Laurent Chauvaud: Coastal upwelling in Norway recorded in Great Scallop shells. Limnol. Oceanogr. 60. 2015. 1265-1275.

Лоссов К.К., Малинников В.А. Разработка методики использования признаков Харалика для детектирования зон апвеллинга на морской поверхности по материалам космических съемок // Мониторинг. Наука и технологии. 2025. №4 (66).

Alexander Osadchiev, Ksenia Silvestrova and Stanislav Myslenkov Wind-Driven Coastal Upwelling Near Large River Deltas in the Laptev and East-Siberian Seas. Remote Sens. 2020. 12. 844.

М.В. Капустина, А.В. Зимин. Изменчивость характеристик апвеллинга в юго-восточной части Балтийского моря в первые два десятилетия XXI века // Морской Гидрофизический Журнал. Том 39. №6. 2023.

Haralick R.M., Textural Features for Image Classification, IEEE Trans. Syst. Man and Cybernetics. 1973. Vol. 3. No. 6. Pp. 610-621.

Троицкий А.К. Визуализация текстурных характеристик изображений на базе матрицы Харалика. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». Россия. 2016-3 04.

Голуб Ч., Ван Лоун. Матричные вычисления. Москва: «Мир». 1999.