Геоинформационная система для амплитудно-частотного анализа данных наблюдения геомагнитных вариаций и космической погоды
Автор: Воробьев Андрей Владимирович, Воробьева Гульнара Равилевна
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Численные методы и анализ данных
Статья в выпуске: 6 т.41, 2017 года.
Бесплатный доступ
Представлен и описан способ корреляционного и амплитудно-частотного анализа данных наблюдения геомагнитных вариаций и космической погоды на основе концепции единого информационного пространства, моделей и методов вейвлет- и Фурье-анализа и геоинформационных технологий. Способ включает формализованные элементы математического и методического обеспечений для задач амплитудно-частотного и корреляционного анализа данных наблюдения геомагнитных вариаций и космической погоды и верифицируется посредством предложенного и разработанного авторами экспериментального образца платформонезависимой веб-ориентированной геоинформационной системы GEOMAGNET (http://www.geomagnet.ru). Для апробации способа использованы результаты наблюдений магнитных обсерваторий сети INTERMAGNET, а также данные космической погоды, регистрируемые искусственным спутником Земли ACE. Приводятся, обсуждаются и оцениваются полученные посредством системы GEOMAGNET результаты наблюдения, автоматизированного корреляционного и амплитудно-частотного анализа информационных сигналов, отражающих в режиме контрольного времени вариации параметров геомагнитного поля и космической погоды как на поверхности Земли, так и в околоземном пространстве.
Вейвлеты, обработка информации, геомагнитные вариации, космическая погода, частотный фильтр, корреляционный анализ, информационная система
Короткий адрес: https://sciup.org/140228694
IDR: 140228694 | DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-6-963-972
Geoinformation system for amplitude-frequency analysis of geomagnetic variations and space weather observation data
We present and describe a method to conduct correlation and amplitude-frequency analysis of the observational data of geomagnetic variations and space weather that is based on the combined use of a concept of single information space, models and methods of wavelet and Fourier analysis, and geo-information technologies. The method includes formalized elements of mathematical and methodological support for conducting amplitude-frequency and correlation analysis of the observations of geomagnetic variations and space weather and is verified by means of a prototype in-house platform-independent web-oriented geoinformation system GEOMAGNET (https:// www.geomagnet.ru). The proposed method is verified using data obtained from the magnetic observatories of the INTERMAGNET network and space weather data from the artificial Earth satellite ACE. Results of the observation, automated correlation and amplitude-frequency analysis of signals that provide information on the geomagnetic field and space weather variations at specified time intervals both on the Earth's surface and in near-Earth space are discussed and evaluated.
Список литературы Геоинформационная система для амплитудно-частотного анализа данных наблюдения геомагнитных вариаций и космической погоды
- Гурфинкель, Ю.И. Ишемическая болезнь сердца и солнечная активность/Ю.И. Гурфинкель. -М.: ИИКЦ Эльф-3, 2004. -168 с. -ISBN: 5-88982-031-1.
- Солнечно-земные связи и космическая погода/под ред. А.А. Петруковича. -В книге: Плазменная гелиогеофизика/Под ред. Л.М. Зеленого, И.О. Веселовского. -Т. II. -Гл. 8. -М.: Физматлит, 2008. -С. 175-257. -ISВN: 978-5-9221-1041-9.
- Хаин, В.Е. О возможном влиянии солнечной активности на сейсмическую и вулканическую активность: долгосрочный прогноз/В.Е. Хаин, Э.Н. Халилов//Science without borders. Transactions of the International Academy of Science H&E. -2007/2008. -Vol. 3.
- Харченко, М.А. Корреляционный анализ: учебное пособие для вузов/М.А. Харченко. -Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2008. -31 с.
- Gvishiani, A. Survey of geomagnetic observations made in the northern sector of Russia and new methods for analysing them/A. Gvishiani, R. Lukianova, A. Soloviev, A. Khokhlov//Surveys in Geophysics. -2014. -Vol. 35(5). -P. 1123-1154. - DOI: 10.1007/s10712-014-9297-8
- Hamoudi, M. Wavelet analysis of ionospheric disturbances/M. Hamoudi, N. Zaourar, R. Mebarki, L. Briqueu, M. Parrot//EGU General Assembly. -2009. -Vol. 11. -P. 8523.
- Dawson, E. The british geological survey’s new geomagnetic data web service/E. Dawson, J. Lowndes, P. Reddy//Data Science Journal. -2013. -Vol. 12. -P. WDS75-WDS80. - DOI: 10.2481/dsj.WDS-010
- Kerridge, D. INTERMAGNET: Worldwide near real-time geomagnetic observatory data/D. Kerridge//ESA Space Weather Workshop. -2001. -P. 1-4.
- Love, J. An international network of magnetic observatories/J. Love, A. Chulliat//EOS, transactions American Geophysical Union. -2013. -Vol. 94, Issue 42. -P. 373-374. - DOI: 10.1002/2013EO420001
- Mukaka, M.M. Statistics corner: A guide to appropriate use of correlation coefficient in medical research/M.M. Mukaka//Malawi Medical Journal. -2012. -Vol. 24, Issue 3. -P. 69-71.
- Rasson, J. Observatories, intermagnet/J. Rasson. -In book: Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism/ed. by D. Gubbins, E. Herrero-Bervera. -Dordrecht: Springer, 2007. -P. 715-717. -ISBN: 978-1-4020-3992-8.
- Soloviev, A. Artificial intelligence in the Earth’s magnetic field study and INTERMAGNET russian segment/A. Soloviev//ICSU CODATA Newsletter. -2012. -Vol. 100. -P. 4.
- Soloviev, A. Mathematical tools for geomagnetic data monitoring and the INTERMAGNET russian segment/A. Soloviev, S. Bogoutdinov, A. Gvishiani, R. Kulchinskiy, J. Zlotnicki//Data Science Journal. -2013. -Vol. 12. -P. WDS114-WDS119. - DOI: 10.2481/dsj.WDS-019
- Thomson, A.W.P. Geomagnetic observatories: monitoring the Earth’s magnetic and space Weather environment/A.W.P. Thompson//Weather. -2014. -Vol. 69, Issue 9. -P. 234-237. - DOI: 10.1002/wea.2329
- Vorobev, A.V. Web-based information system for modeling and analysis of parameters of geomagnetic field/A.V. Vorobev, G.R. Shakirova//Procedia Computer Science. -2015. -Vol. 59. -P. 73-82. - DOI: 10.1016/j.procs.2015.07.339
