Космический мониторинг и экологические проекты компании «совзонд»

      Комментарии к записи Космический мониторинг и экологические проекты компании «совзонд» отключены

Космический мониторинг и экологические проекты компании «совзонд»

Б.А. Дворкин, С.А. Дудкин

Космический мониторинг активно применяются при изучении ландшафтной структуры, типов природопользования и природных ресурсов, и для анализа степени загрязнения воздуха, земельных и водных ресурсов, в работах по оценке антропогенного и техногенного действия на внешнюю среду. Применение методик ДЗЗ разрешает оперативно решать самые различные задачи в экологии и области природопользования.

При создании совокупностей экологического мониторинга нужно соблюдения следующих ключевых принципов:

  • достоверность и объективность первичной, аналитической и прогнозной информации;
  • систематичность наблюдений за состоянием окружающей природной среды и техногенными объектами, воздействующими на нее;
  • достоверности оперативности и повышение получения первичных данных за счет применения идеальных разработок процессов сбора, обработки и накопления экологической информации на всех уровнях местного самоуправления и государственного управления;
  • совместимость технического, информационного и ПО ее составных частей качества и повышение уровня информационного обслуживания потребителей экологической информации на всех уровнях функционирования совокупности на базе сетевого доступа к распределенным ведомственным и интегрированным банкам данных, использования информации и комплексной обработки для принятия соответствующих ответов;
  • оперативность доведения экологической информации до органов аккуратной власти вторых заинтересованных органов, предприятии, учреждений и организаций;
  • доступность экологической информации для населения.

Реализация всех этих правил вероятна при включении в совокупность экологического мониторинга трех необходимых структурных элементов:

  1. Применение в сочетании со всеми вторыми видами информации современной космической съемки. На сегодня космическая съемка есть надежным, подробным, регулярным, актуальным источником информации о большинстве объектов, явлений, процессов на поверхности Почвы. Основное уровень качества данных приобретаемых методом космической съемки — их достоверность, объективность, независимость от любых субъективных факторов. Так, космические снимки в сочетании со всеми вторыми видами информации смогут обеспечить реализацию большинства из вышеприведенных правил.
  2. внедрение и Разработка автоматизированных программно-технологических комплексов (АПТК), снабжающих автоматизированную обработку, дешифрирование космических снимков, исполнение анализа приобретаемой информации, ее синтез со всеми вторыми видами информации. Такие комплексы обеспечат большую достоверность, воспроизводимость результатов мониторинга, точность интерпретации космических снимков в один момент с обеспечением высокой производительности совокупности мониторинга, большой оперативности приобретаемых результатов для обеспечения управленческих ответов, формирования публичного мнения.
  3. Создание единого распределенного геоинформационного ресурса (геопортала), базирующегося на материалах, взятых методом дистанционного зондирования Почвы из космоса и интегрирующего в себе все другие виды информации, располагающего интерфейсами и программными средствами для максимально дешёвого, эргономичного отображения информации в целях принятия управленческих ответов, аналитическими функциями, инструментами своевременной оценки экономического и экологического ущерба.

Среди основных задач, решаемых при проведении космического  экологического мониторинга возможно выделить:

  • оценка масштаба проявления и темпов развития эрозионных процессов (водных и ветровых) с применением двух главных способов изучения: по оптическим и радарным снимкам, по цифровым моделям рельефа (ЦМР), создаваемым на базе снимков;
  • прогнозирование процессов и автоматический мониторинг заболачивания и опустынивания, засоления, всех видов карста, береговых геоморфологических процессов, степных пожаров и т. д.;
  • наблюдение фактически в реальном времени за антропогенными объектами и быстроизменяющимися экосистемами с применением как оптических, так и радарных данных (расширение городов, промышленных территорий, транспортных магистралей, пересыхание водоемов и т. п.);
  • изучение экологического состояния воздуха по ранневесенним снимкам (загазованности воздуха и выявление запылённости по загрязнению снегового покрова);
  • обнаружение локальных источников загрязнения вод и земель, и последствий их действия на экосистемы методом комплексного дешифрирования космических снимков большого и среднего разрешения;
  • контроль территорий, находящихся в территориях морских отливов и приливов и сгонно-нагонных явлений;
  • синтетическая оценка экологического состояния регионов, определение экологической комфортности территорий.

Серьёзное значение разработки ДЗЗ в силу собственных неповторимых изюминок (широкий территориальный охват, оперативность, контроль за отдаленными районами, всепогодность при применении радарной съемки и т. д.) имеют для экологического контроля в таких сферах экономической деятельности, как нефтегазовый комплекс, сельское, лесное и водное хозяйство.

Эти ДЗЗ активно применяются при ответе разных задач территориального нефтегазового комплекса. Использование способов  ДДЗ разрешает радикально снизить цена рекультивационных и других природоохранных работ, снабжая комплексное изучение большую территорию, обычно недоступных по тем либо иным обстоятельствам для классических способов. В районах интенсивной нефтегазодобычи космическая съемка снабжает:

  • опись существующих и строящихся объектов с составлением широкомасштабных тематических планов и карт;
  • мониторинг инфраструктуры объектов транспортировки и добычи нефти и газа;
  • обнаружение мест повреждений трубопроводов;
  • своевременное обнаружение несанкционированных врезок в мониторинг появления и магистральные трубопроводы техногенных объектов в охранных территориях;
  • мониторинг территории контроля подземных магистральных трубопроводов;
  • картографирование мест сжигания попутного газа и контроль функционирования факельных установок;
  • мониторинг экологического состояния территорий в районах добычи, переработки, транспортировки нефти и газа;
  • обнаружение территорий, загрязненных нефтепродуктами, мониторинг аварийных разливов нефти, контроль темпов и оценка эффективности рекультивационных мероприятий;
  • изучение и районов оперативное определение аварий транспортной доступности к ним, что разрешает оптимизировать работу обслуживающих и ремонтных бригад.

Сельское хозяйство — одна из самых перспективных сфер для применения данных ДЗЗ. Съемка из космоса разрешают значительно усовершенствовать способы прогноза урожая состояния и оперативного контроля посевов как в региональном, так и локальном масштабах, решать экологические  задачи. В частности применение космического мониторинга разрешает оперативно выявлять негативные природные явления, которые связаны с сельскохозяйственным природопользованием (ветровая и водная эрозия, засоление, стравливание растительности, вытаптывание почвогрунта скотом и т. д.), в целях учета этих процессов при планировании сельскохозяйственного природопользования.

В широкий круг задач, решаемых способами ДЗЗ для потребностей лесного хозяйства, входит и мониторинг экологических неприятностей:

  • обнаружение существующих незаконных гарей и вырубок, своевременный автоматизированный мониторинг появления новых участков, пройденных пожарами, и вырубок (в т. ч. несанкционированных), определение экономического и экологического ущерба;
  • своевременное обнаружение очагов происхождения лесных и торфяных пожаров;
  • продвижения и прогнозирование развития очагов лесных пожаров на базе знаний о влиянии на этот процесс метеорологических пирогенных факторов и условий;
  • обнаружение определение и гарей их площадей, своевременный автоматизированный мониторинг появления новых участков, пройденных пожарами, определение экономического и экологического ущерба;
  • оценка ущерба, нанесенного лесному хозяйству пожарами;
  • изучение негативных процессов, влияющих на лесные массивы: болезней и влияния вредителей, иссушения либо переувлажнения лесов, приводящих к их гибели и деградации;
  • оценка состояния лесных насаждений с хронической формой ослабления деревьев заболеваниями, промышленными выбросами, чрезмерной рекреационной нагрузкой и т.п.;
  • обнаружение массивов леса, всецело либо частично поваленного ураганными ветрами, определение площадей ветровалов;

Космические снимки разрешают смотреть за развитием негативных процессов в реках, озерах, водохранилищах, предвещать возможность их происхождения и темперамент протекания, выявлять их последствия и оценивать все виды ущерба, осуществлять мониторинг состояния гидротехнических сооружений. Методики ДЗЗ разрешаю решать задачи, которые связаны с экологией в сфере водного хозяйства:

  • обнаружение антропогенно-спровоцированных и естественных трансформаций водной массы (эвтрофирование, изменение неспециализированной минерализации, наличие взвесей);

оценки степени зарастания русел рек.

  • моделирование процессов затопления территории на протяжении половодий по трехмерным моделям на базе космической стереосъемки;
  • обнаружение источников загрязнения вод;
  • комплексная экологическая оценка водных ресурсов;
  • контроль и оценка загрязнений поверхностного слоя внутренних водоемов.

Эффективность применения геоинформационных и космических разработок для целей охраны внешней среды подтверждают проекты, выполненные компанией «Совзонд».

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОТОТИПА ИАС КОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ДЛЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ и МИНИСТЕРСТВА ЭКОЛОГИИ УКРАИНЫ

 КЛИЕНТ: ООО «Украинские космические разработки»

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Информационное обеспечение прототипа информационно-аналитической совокупности (ИАС) космического мониторинга для природных ресурсов и Министерства экологии Украины.

ВЫПОЛНЕННЫЕ РАБОТЫ:

Осуществлена тематическая обработка и поставка архивных данных ДЗЗ очень высокого пространственного разрешения со спутников WorldView-1, QuickBird, IKONOS, и большого разрешения со спутников RapidEye очень защищаемых природных территорий Украины.

ИСПОЛЬЗОВАННОЕ ПО: Trimble INPHO, ENVI, ArcGIS.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ космические снимки: и ДАННЫЕ со спутников WorldView-1, QuickBird, IKONOS и RapidEye.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

  • созданы ортотрансформированные изображения методом фотограмметрической обработки космических снимков без применения наземных опорных точек с разрешением 5 м (эти RapidEye, цветные изображения), с разрешением 0,5 м (WorldView-1, панхроматические изображения), с разрешением 0,6–1 м (QuickBird, IKONOS, цветные изображения);
  • организованы бесшовные мозаичные цветные изображения, с разрешением 5 м на базе разновременных ортотрансформированных изображений RapidEye для полного представления защищаемых территорий с прилегающими буферными территориями шириной 5 км;
  • на базе всех использованных космических снимков способами аддитивного синтеза созданы разновременные композиты, самый контрастно отображающие все случившиеся трансформации;
  • дешифрированы трансформации, случившиеся на согласованных территориях заповедно-природного фонда Украины и в буферных территориях, созданы векторные электронные картографические слои, отображающие случившиеся трансформации:
  • Для Ужанского национального парка, национального парка «Синевир», Карпатского национального парка, участков Карпатского биосферного заповедника, заповедника «Горганы» выяснены главные виды действий на лесной фонд: целые и выборочные рубки, рубки под инфраструктуру строительство больших промышленных, транспортных объектов разных типов на всех фазах; разработка нужных ископаемых; площади, пройденные ветровалами, пожарами, насаждения, пострадавшие от болезней и вредителей.
  • Для «Ливадийского», «Массандровского» и «Мисхорского» парков-монументов выяснены главные виды действий на садово-парковые ландшафты: рубки, пожары; строительство промышленных, транспортных, сельскохозяйственных, социальных объектов разных типов на всех фазах; разработка нужных ископаемых разных типов; коммунально-бытовое действие на среду, а также состояние разрешённых полигонов складирования жёстких отходов, места несанкционированного захоронения отходов (свалок), коммунальных стоков в водоемы.

Рис. 1–2 иллюстрируют реализацию проекта.

Рис. 1. Информация о вырубках в национальном парке «Синевир» Рис. 2. Обнаружение нарушений в парке-монументе «Массандровский»

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ДЕШИФРИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ОХРАННОЙ ЗОНЫ и ЗОНЫ МИНИМАЛЬНО-ДОПУСТИМЫХ РАССТЯОНИЙ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

КЛИЕНТ: ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург»

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Обеспечение данными космической съемки и проведение тематического дешифрирования участков магистральных газопроводов на территории ответственности ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург».

ВЫПОЛНЕННЫЕ РАБОТЫ:

  • обеспечена космическая съемка участков магистральных газопроводов неспециализированной протяженностью более 900 км;
  • сделано ортотрансформирование и пространственная привязка космических снимков на все участки магистральных газопроводов;
  • совершено тематическое дешифрирование на участке магистрального газопровода длиной 210 км с целью поиска негативных экзогенных процессов, антропогенных объектов, и для обнаружения границ смены растительных сообществ;
  • создана единая база геоданных, включающая материалы космической съемки и результаты тематического дешифрирования.

ИСПОЛЬЗОВАННОЕ ПО: ENVI.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

На протяжении тематического дешифрирования в пределах буферной территории магистрального газопровода были распознаны:

  • карстовые формы рельефа, заболоченные и обводненные участки;
  • результаты действия на рельеф природных факторов гидрологического генезиса — овраги, балки, переработки берегов и зоны аккумуляции водоемов и водотоков; страшные природные процессы, обусловленные действием гравитационных сил — оползни, осыпи, обрывы;
  • границы смены растительных ассоциаций, древесной, кустарниковой, луговой, культурной
  • растительности;
  • следы антропогенного действия — антропогенный рельеф (карьеры, отвалы), участки нарушенных земель, рубки леса, свалки ТБО, отдельные сооружения, урбанизированные территории, гидротехнические сооружения.

По результатам работ была выстроена база геоданных, составлены таблицы с чертями каждого выделенного объекта, представлены схемы их размещения, примеры проявления на снимках, и составлена сводная таблица результатов.

На рис. 3–5 продемонстрированы результаты анализа и обработки космических снимков.

Рис. 3. Участок проявления карста Рис. 4. Отвал горной породы Рис. 5. Заболоченные участки (переходное болото, заболоченный лес)

Эко сооружения. Экологические проекты.


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: