СИСТЕМЫ АНАЛИЗА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Для прогнозирования опасных природных и антропогенных процессов – оползней, камнепадов, лавин, ураганов, паводков и деформаций сооружений – необходимы беспроводные линии для связи и дистанционных измерений в условиях сложного рельефа местности. В этом контексте перспективным направлением является применение атмосферных оптических измерительных систем в ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.

Статья посвящена развитию и экспериментальному обоснованию перспективных дистанционных методов оптического и акустооптического мониторинга для прогнозирования и контроля опасных природных и техногенных процессов. Рассматриваются два ключевых направления. Первое направление связано с лазерным контролем опасных деформаций и перемещений объектов, таких как горные склоны, мосты и плотины. Для этого предлагается метод использования системы взаимосвязанных ретрорефлекторов, при котором опорный отражатель устанавливается в зоне с малой вероятностью деформации, а контрольный – в потенциально опасной зоне.

Второе направление связано с разработкой лазерного метода детектирования акусти- ческих предвестников опасных событий, таких как ураганы и штормы, путем регистрации инфразвуковых колебаний. Метод основан на прецизионном измерении флуктуаций времени распространения лазерных импульсов, стабилизированных высокоточным стандартом частоты, в атмосферной линии с ретрорефлектором.

Исследованы параметры флуктуации и ослабления оптических импульсов в диапазонах от 0,28 до 1,55 мкм на горных трассах с ретрорефлекторами протяженностью от 0,05 до 8 км на высотах от 1,1 до 2,1 км. Получены характеристики оптической линии связи с БПЛА для видеомониторинга объектов в загоризонтных зонах. Для обнаружения предвестников ураганов и штормов в инфразвуковом диапазоне представляет интерес исследование атмосферных лазерных синхронных линий со стандартом частоты. Измерения оптических измерительных систем проводились на территории научно-исследовательского полигона Института лазерной физики СО РАН в Горном Алтае и на лазерном стенде на здании Института лазерной физики СО РАН в Академгородке г. Новосибирска.

Богословский В.А., Жигалин А.Д., Хмелевский В.К. Экологическая геофизика: учебное пособие. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 256 с. – ISBN 5-211-04282-4.

Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды / под ред. В.Н. Рождествина. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с. – ISBN 5-7038-1497-9.

Оптические системы передачи информации по атмосферному каналу / Р.А. Казарян, А.В. Оганесян, К.П. Погосян, Е.Р. Милютин. – М.: Радио и связь, 1985. – 208 с.

Поллер Б.В. Характеристики распространения ультрафиолетового излучения в приземной атмосфере: // Направления развития лазерных и миллиметровых систем и средств в технике передачи информации и медицине: материалы конференции, 3–5 октября 1995 г. – Воронеж, 1996. – С. 48.

Методы построения и экспериментальные характеристики ультрафиолетовых атмосферных линий связи / А.В. Бритвин, С.И. Коняев, Н.С. Никитенко, А.В. Поважаев, Б.В. Поллер, Ю.И. Щетинин // Успехи современной радиоэлектроники. – 2019. – № 1. – С. 21–25. – DOI: 10.18127/j20700784-201901-03. – EDN: YYHNWH.

Куприянова О.В., Левенец А.В., Чье Е.У. Моделирование систем передачи данных с адаптацией к состоянию канала // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. – 2016. – № 1 (62). – С. 120–132. – DOI: 10.17212/1814-1196-2016-1-120-132. – EDN: VYXPQP.

Прохождение УФ-С, видимого и ближнего инфракрасного излучений через атмосферу / И.Д. Родионов, А.И. Родионов, И.П. Родионова, Д.В. Шестаков, В.Д. Песков, В.В. Егоров, А.П. Калинин, Н.А. Матвеева // Химическая физика. – 2019. – Т. 38, № 7. – С. 30–36. – DOI: 10.1134/S0207401X19070136. – EDN: VZNVRG.

High-resolution flood risk assessment in small streams using DSM–DEM integration and airborne LiDAR data / S.-J. Lee, Y.-S. Han, J.-S. Kim, H.-S. Yun // Sustainability. – 2025. – Vol. 17 (21). – DOI: 10.3390/su17219616.

Monitoring and characterization of surface movements in rock slopes / T. Carlà, T. Beni, L. Lombardi, M. Nocentini, G. Gigli // Progress in landslide research and technology. Vol. 4, Iss. 1. – Cham: Springer Nature Switzerland, 2025. – P. 145–164. – DOI: 10.1007/978-3-031-89836-5_9.

Вытовтов А.В., Куприенко П.С., Королев Д.С. Перспективы использования искусственного интеллекта в лазерных локаторах для мониторинга ледостава // Молодые ученые в решении актуальных проблем безопасности: материалы VI Всероссийской научно-практической конференции, Железногорск, 24 мая 2024 г. – Железногорск, 2024. – С. 364–366. – EDN: TAQKHT.

A comprehensive review of remote sensing technologies for improved geological disaster management / S. Kumari, S. Agarwal, N.K. Agrawal, A. Agarwal, M.C. Garg // Geological Journal. – 2025. – Vol. 60 (1). – P. 223–235. – DOI: 10.1002/gj.5072.

Характеристики трендов в динамике излучения полимерных планарно-волноводных структур с люминофорами для ультрафиолетовых информационных систем при длительных натурных испытаниях / А.В. Бритвин, Н.С. Никитенко, А.Б. Поллер, Б.В. Поллер, Н.В. Шахов // Проблемы информатики. – 2022. – № 3 (56). – С. 5–13. – DOI: 10.24412/2073-0667-2022-3-5-13. – EDN: IZOMFV.

Bandwidth limits of luminescent solar concentrators as detectors in free-space optical communication systems / M. Portnoi, P.A. Haigh, T.J. Macdonald, F. Ambroz, I.P. Parkin, I. Darwazeh, I. Papakonstantinou // Light: Science and Applications. – 2021. – Vol. 10. – P. 3. – DOI: 10.1038/s41377-020-00444-y.

He C., Collins S., Murata H. Fluorescent antenna based on Förster resonance energy transfer (FRET) for optical wireless communications // Optics Express. – 2024. – Vol. 32. – P. 17152–17164. – DOI: 10.1364/OE.523128.

Акустооптическое взаимодействие на инфразвуке в задачах лазерного экологического мониторинга / М.С. Хайретдинов, Б.В. Поллер, Б.Д. Борисов, А.В. Бритвин // Автометрия. – 2020. – Т. 56, № 6. – С. 91–99. – DOI: 10.15372/AUT20200610. – EDN: VHPXTC.

Highly sensitive detection of infrasonic oscillations in the atmosphere using synchronous laser lines with a frequency standard / A.V. Britvin, B.D. Borisov, B.V. Poller, A.B. Poller, M.S. Khairetdinov, A.S. Khokhryakov // Modern problems of laser physics – MPLP-2021: The IX International Symposium technical digest, Novosibirsk, 22–28 August, 2021. – Novosibirsk, 2021. – P. 130–131. – EDN: TVRFNG.

Экспериментальные характеристики лазерной атмосферно-волоконной системы обнаружения акустических инфразвуковых колебаний в задачах геоэкологического мониторинга / А.В. Бритвин, С.И. Коняев, Б.В. Поллер, А.Б. Поллер, М.С. Хайретдинов // Автометрия. – 2023. – Т. 59, № 6. – С. 74–79. – DOI: 10.15372/AUT20230608. – EDN: NRCTZP.

Распространение оптических волн в неоднородных, случайных, нелинейных средах / под общ. ред. А.А. Землянова. – Томск: Изд-во Ин-та оптики атмосферы СО РАН, 2012. – 401 с. – ISBN 978-5-94458-114-3. – EDN: QKLBLF.

Измерения параметров атмосферы на протяженной трассе. II. Оптические измерения уровня турбулентности / А.Г. Борзилов, П.А. Коняев, В.П. Лукин, Е.Л. Соин // Оптика атмосферы и океана. – 2023. – Т. 36, № 7. – С. 557–562. – DOI: 10.15372/AOO20230704. – EDN: KLKFMJ.

Хайретдинов М.С., Копылова О.А. Статистический анализ сигналов в геомониторинговых системах: учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2025. – 127 с. – ISBN 978-5-7782-5406-0.

Воскобойникова Г.М., Хайретдинов М.С. Апостериорные алгоритмы для решения задач совместного обнаружения и оценивания сейсмических волн // Сибирский журнал индустриальной математики. – 2015. – Т. 18, № 4 (64). – С. 9–17.