Технология контроля ледового покрова на основе семантической сегментации облака точек

Inga K. Fomina; Egor A. Smirnov

doi:10.37890/jwt.vi86.684

Inga K. Fomina Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, Saint Petersburg, Russia https://orcid.org/0000-0003-0999-3339
Egor A. Smirnov Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, Saint Petersburg, Russia https://orcid.org/0009-0007-7621-3140

DOI: https://doi.org/10.37890/jwt.vi86.684

Abstract

Monitoring the ice situation on rivers and reservoirs remains a challenging applied task for ensuring the safety of ice crossings, recreation areas, and ice fishing sites, as well as preventing natural and man-made disasters in regions with seasonal ice cover. This article proposes a technology for instrumental monitoring of ice strength using mobile lidar scanners and semantic segmentation methods for point clouds, which can help reduce risks to human life, water infrastructure, and the overall economy of the industry. The implementation is aimed at the mass user, in the form of a mobile application that performs calculations locally using high-performance libraries with C/C++ cores.

Keywords: lidar, mobile 3D scanning, point clouds, semantic segmentation, ice cover, polynya, ice thickness determination, point-in-polygon, OpenCV, NumPy, Shapely, Ultralytics, Open3D

References

1. Романов А.В. Дорожная карта современных гидрологических прогнозов водного режима // Метеорология и гидрология. 2023. № 12. С. 12-26. – DOI 10.52002/0130-2906-2023-12-12-26.
2. Квач Е.Г. Особенности гидрологического режима трансграничных водных объектов Республики Беларусь и Российской Федерации // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2023. № 4. С. 93-104. DOI 10.35567/19994508_2023_4_3.
3. Каюмов А.К., Расулзода Т.Х., Курбонов Н.Б., Восидов Ф.К. Влияние изменения климата на гидрологический режим водных артерий бассейна реки Пяндж // Криосфера. 2022. № 1(5). С. 91-104.
4. Бураков И.И., Федоров В.О. Использование библиотек NUMPY, NUMPY-STL И OPENCV при построении трехмерной модели зуба // Оригинальные исследования. 2022. № 4(12). С. 48-59.
5. Семенов И.А., Шефер П.П. Использование библиотеки Numpy для языка программирования Python в работе ученого и инженера // Современные технологии и научно-технический прогресс. 2024. № 11. С. 167-168.
6. Масаев С.Н., Ильгов А.Р. Применение генетического алгоритма для оптимизации двумерных массивов с использованием библиотеки Numpy в Python // Информатизация и связь. 2025. № 2. С. 27-32. DOI 10.34219/2078-8320-2025-16-2-27-32.
7. Ненашев В.А., Воронов Р.М., Березин А.В., Матвеев А.Д., Лосев В.К. Распознавание наземных объектов в авиационных системах потоковой обработки оптических кадров // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2024. № 4(22). С. 85-90.
8. Тарануха С.Н., Кузьмин А.А., Фомина И.К., Фомин В.В. Сверточные нейронные сети в задачах оценки формирования компетенций обучающихся основам сварки // Транспортное дело России. 2025. № 2. С. 116-120.
9. Козин В.М., Лебедев А.А. Энергоэффективные технологии разрушения ледяного покрова судами на воздушной подушке резонансным методом // Вестник инженерной школы ДВФУ. 2022. № 3. С. 20-26.
10. Фомина И.К., Супрунец М.И., Корниенко К.Ю., Фомин В.В. Применение нейросетевых технологий для контроля состояния остановочных павильонов городского транспорта // Транспортное дело России. 2025. № 4. – С. 86-90.
11. Фомин В.В., Фомина И.К., Шабунин А.П. Исследование потенциала BERT-трансформера для тематической классификации новостных и научных статей // Информатизация образования и науки. 2025. № 2(66). С. 59-69.

Author Biographies

Inga K. Fomina , Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, Saint Petersburg, Russia

Associate Professor, PhD, Tech., Associate Professor at the Department of Computing Systems and Networks at the St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation. (FGAOU VO GUAP) 190000, Saint Petersburg, Bolshaya Morskaya Street, 67, Building A

Egor A. Smirnov , Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, Saint Petersburg, Russia

Bachelor of the Department of Computing Systems and Networks of the St. Petersburg State University of Aerospace Instrumentation. (FGAOU VO GUAP) 190000, Saint Petersburg, Bolshaya Morskaya str., 67, lit. A. egor4e4ik@gmail.com

Technology for ice cover control based on semantic segmentation of a point cloud

Abstract

References

Author Biographies