Gå rett til innhold
<
<
ARCANA: Enhancing Arctic Maritime Operations Through Integrated Aerial and Satellite Sensing with Advanced Machine Learning

ARCANA: Enhancing Arctic Maritime Operations Through Integrated Aerial and Satellite Sensing with Advanced Machine Learning

, Foto: Tom Rune Lauknes, NORCE, 2020 0803 113322 1414, <p>foto: Tom Rune Lauknes, NORCE</p>,

Foto: Tom Rune Lauknes, NORCE

Kontaktperson

Tom Rune Lauknes

Seniorforsker - Tromsø

tlau@norceresearch.no
+47 918 58 817

Prosjektfakta

Status

Aktivt

Periode

01.06.25 - 31.05.28

Sted

Tromsø

Prosjekteier

NORCE

Finansiering

Office of Naval Research

ARCANA-prosjektet introduserer en ny tilnærming for å forbedre maritime operasjoner i Arktis, som svar på det økende behovet for bedre situasjonsforståelse som følge av økt maritim aktivitet og klimaendringer. Etter hvert som arktiske sjøruter åpner seg, blir avanserte navigasjons- og overvåkingssystemer avgjørende for sikre og bærekraftige maritime operasjoner.

Satellittbasert syntetisk aperturradar (SAR), særlig med åpen tilgang til data fra Copernicus Sentinel-1, er en sentral komponent i isvarslingstjenester på grunn av sin evne til å levere observasjoner uavhengig av vær- og lysforhold. Sjøfolk er avhengige av isdata fra nasjonale isvarslingstjenester, og noen benytter også SAR-data direkte i navigasjonen. Dagens SAR-sensorer er imidlertid begrenset av utilstrekkelig tidsmessig dekning, og leverer som regel bare ett eller noen få bilder per døgn.

De raske og dynamiske isforholdene i Arktis gjør at satellittbilder raskt blir utdaterte, noe som reduserer navigatørenes romlige oversikt. ARCANA har som mål å utnytte styrkene til to ulike typer sensorer: satellittbaserte SAR-bilder som dekker store områder uavhengig av vær og lys, og høyoppløselige optiske sensordata fra luftbårne plattformer. Ved å kombinere disse datakildene kan vi oppdatere og forbedre de bredt dekkende radarbildene med mer tidsnære og detaljerte optiske observasjoner fra lufta. Dette gir et mer presist og aktuelt bilde av isforhold – spesielt i Arktis, hvor isen driver raskt og værforholdene ofte hindrer direkte observasjoner.

Prosjektet benytter bildesystemer med to sensormoduser og avanserte maskinlæringsteknikker for å forbedre bildeforbedring, nøkkelparametre og dynamisk bildejustering. Hovedmålet er å øke presisjonen og anvendeligheten av satellittbaserte SAR-data for sanntidsnavigasjon i drivis, med mål om å oppnå et teknologisk modenhetsnivå (TRL) på 4–5.

ARCANA styrker maritim sikkerhet og situasjonsforståelse i Arktis ved å integrere luftbårne og satellittdata med avansert maskinlæring. Dette gir navigatørene bedre beslutningsgrunnlag og oppdatert miljøinformasjon, og støtter tryggere marine operasjoner i en region med økende strategisk betydning.

Overordnet mål for ARCANA-prosjektet:

Styrke maritim navigasjonssikkerhet og operativ effektivitet ved å utvikle og integrere maskinlæringsteknikker som kombinerer optiske data fra luftbårne plattformer med satellittbasert SAR-avbildning. Denne integrasjonen skal forbedre navigasjonsmetoder i isdekte arktiske farvann ved å reposisjonere og oppdatere SAR-bilder dynamisk for økt nøyaktighet.

Spesifikke delmål:

  1. Videreutvikle maskinlæring for kombinering av optiske og SAR-bilder av havis:
    Utvikle avanserte maskinlæringsmodeller og algoritmer for å trekke ut og analysere nøkkelparametre fra kombinerte optiske og SAR-datasett, tilpasset arktiske isforhold.
  2. Forbedre SAR-bildejustering ved hjelp av nøkkelpunkter fra optiske bilder:
    Utvikle en metode for dynamisk utvikling (warping) av satellittbaserte SAR-bilder basert på nøkkelpunkter identifisert i luftbårne optiske bilder.
  3. Fremme internasjonalt samarbeid og datadeling:
    Delta i globale partnerskap gjennom ICE-PPR for å dele data og innsikt, og styrke det internasjonale samarbeidsgrunnlaget.
  4. Støtte strategiske marine og arktiske interesser:
    Styrke Sjøforsvarets operative kapasitet i Arktis ved å tilby forbedrede navigasjonsverktøy.

Forskningsteam

Tom Rune Lauknes

Seniorforsker - Tromsø

tlau@norceresearch.no
+47 918 58 817

Stian Normann Anfinsen

Seniorforsker - Tromsø

stia@norceresearch.no
+47 56 10 78 43
+47 906 56121 (mobile phone)

Sigurd Løkse

Forsker - Tromsø

sigl@norceresearch.no
+47 56 10 78 59

Agnar Sivertsen

Seniorforsker - Tromsø

agsi@norceresearch.no
+47 918 38 463

Kontaktperson

Tom Rune Lauknes

Seniorforsker - Tromsø

tlau@norceresearch.no
+47 918 58 817