Создание гис водных объектов по материалам космической съемки

      Комментарии к записи Создание гис водных объектов по материалам космической съемки отключены

Создание гис водных объектов по материалам космической съемки

Т. Г. Злобина

Независимое учреждение «Управление Министерства природных охраны и ресурсов внешней среды Удмуртской Республики» (АУ «Управление Минприроды УР») ведет работу по пополнению и созданию геоинформационных совокупностей (ГИС) эколого-природоресурсного направления Удмуртской Республики c 2000 г. Применение новейших технологий, средств обработки, хранения, обмена и передачи информацией разрешает проводить комплексную оценку обстановки и формирует базу для принятия более разумных ответов в ходе деятельности. Для актуализации данных и пополнения ГИС эколого-природоресурсного блока точной информацией употребляются эти дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ).

С 2008 года  АУ «Управление Минприроды УР» сотрудничает с компанией «Совзонд», у которой был куплен программный продукт ENVI для применения в обработке данных ДЗЗ, и где работе с данным продуктом были научены эксперты.

На данный момент особенное внимание уделяется экологическим проблемам, связанным с ухудшением состояния водных объектов. Негативная обстановка предопределяет необходимость получения максимально правильной постоянной и точной информации о состоянии водных объектов и источниках их загрязнения, воздействующих на уровень качества воды. С целью этого ведется блок геоинформационной совокупности: водные объекты, гидротехнические сооружения, отстойники промышленных водоохранные зоны и вод.

Посредством космической информации решаются следующие задачи:

  • опись водохранилищ, прудов и других водных объектов;
  • наблюдение за состоянием гидротехнических сооружений;
  • наблюдение за трансформацией береговой линии других водоёмов и рек;
  • мониторинг экологического состояния водных объектов, а также отстойников промышленных вод, и обнаружение источников загрязнения;
  • мониторинг состояния водоохранных территорий, несанкционированного строительства промышленных и жилых объектов в их пределах.

На начальной стадии применения информации ДЗЗ, в силу своеобразных природных и экономических изюминок территории республики, был совершён анализ наличия космических снимков обследуемой территории у организаций, предоставляющих эти ДЗЗ.

В следствии в качестве источников информации выбраны изображения большого разрешения с космических аппаратов (КА) ALOS, WorldView-2, Pleiades, «Ресурс–ДК1», полученные в различное время во время с 2008 по 2013 гг.

На предварительном этапе применения материалов ДЗЗ проводится сбор информации об объектах изучения, на снимках выделяются эталонные участки, и косвенные и признаки и прямые объектов с привлечением дополнительных материалов — картографических данных; штудируются имеющиеся документы об исследуемых объектах и базы данных.

В будущем ведется яркая работа с материалами космической съемки. опознавание и Обнаружение сочетаний природно- территориальных комплексов, их хозяйственного применения проводится на базе анализа спектральности и структуры рисунка изображения.

Для оценки водных объектов космические снимки большого разрешения разрешают определять показатели с приемлемой погрешностью. Тут направляться подчернуть, что погрешности определения главных морфометрических показателей водных объектов на космических снимках сопряжены, в основном, с прочтением спектральных черт, разделяющих линию суши и водного объекта.

 Дело в том, что маленькие по размеру, небольшие водоемы, отстойники промышленных вод, в большинстве случаев, имеют большое количество взвешенных минеральных и органических частиц. Именно это ведет к «размыванию» береговой линии и к повышению неточностей (рис. 1).

Рис. 1. Изображение маленького водоема в населенном пункте на космическом снимке WorldView-2 (слева — в естественных цветах, справа — в спектральном изображении)

Для определения контура водных объектов, фактически береговой линии, употребляется панхроматическая съемка. Как продемонстрировала практика, снимки со спутников ALOS и «Ресурс-ДК1» по охвату и качеству территории дают объективную и в полной мере точную данные на территорию обследования с выделением водоемов, впредь до небольших по размеру акваторий (рис. 2).

Рис. 2. Снимок размещения прудов с КА ALOS (PRISM)

Для дешифрирования прибрежной территории водоемов, выявления и рек техногенных объектов более целесообразно применять мультиспектральную съемку. Для работы с данными материалами используются разные способы дешифрирования — от разделения объектов по прямым, косвенным дешифровочным показателям, до разделения по спектральным каналам с применением контролируемой и неконтролируемой классификации.

Способы используются с целью проведения обследования трансформации береговой линии рек (подмыв берега) в пределах населенных пунктов; обнаружения размещения отстойников промышленных вод; определения сброса стоков; отслеживания поведения взвешенных частиц в водных весах рек (рис. 3).

Рис.3. Мониторинг трансформации береговой линии реки по разновременным снимкам

Комплексное применение съемки большого разрешения в сочетании с применением разных способов дешифрирования разрешает самый с уверенностью распознать источники загрязнения и техногенные объекты воды. Как показывает опыт, яркий сброс стоков в водные объекты согласно данным ДЗЗ проследить сложно, фактически нереально. Работа осуществляется, за счет отслеживания и обнаружения косвенных показателей размещения сточных вод.

Прежде всего, одним из прямых показателей наличия сброса сточных вод являются отстойники хозяйственно-бытовых стоков. Объекты находятся конкретно в месте поступления сточных вод. Отстойники на снимках имеют четко выраженную площадную форму, значительно чаще их размеры не превышают 5 га. По периметру отстойников, биопрудов, создается обваловка, т. е. объект на снимке имеет четкую геометрическую выраженность (рис.

4).

Рис. 4. Изображение отстойников на снимке спутника Pleiades

Для слежения за вероятным распространением загрязняющих веществ в акватории водоемов употребляется способ классификации мультиспектральных изображений. Использование таких данных разрешит, к примеру, не просто обнаружить ферму в зоне водосбора, но и разрешит возможность оценить интенсивность ее функционирования, найти места складирования отходов и тальвеги, по которым загрязненные стоки устремляются в водоем.

Причем установить этот факт возможно будет не вероятностно (овраги, по которым может осуществляться загрязнение), а в действительности. Это же относится к вторым объектам — промышленным и канализационным стокам, местам несанкционированного складирования жидких отходов всех видов и вторым локальным источникам загрязнения.

По мере возможности проводится необходимое полевое сравнение результатов дешифрирования космических снимков. На протяжении полевых выездов планируют эталоны спектральных черт разных генетических типов водных объектов, характерных для территории изучений. Повышение числа направляться эталонов на протяжении предстоящих полевых изучений территории разрешает создавать все более детализированные тематические карты с более точной информацией.

Результатом работы есть ведение и формирование геоинформационной совокупности водных объектов, которая снабжает объективную интегрированную картину состояния водных акваторий, водоохранных зон и водосборов, и появляется возможность осуществлять прогнозы и планировать природоохранные мероприятия (рис. 5).

Рис. 5. Фрагмент карты размещения отстойников хозяйственно-бытовых стоков и точек выпуска сточных вод

Перечень литературы:

  1. Востокова Е. А., Сущеня В. А., Шевченко Л. А. Экологическое картографирование на базе космической информации. – М.: Недра, 1988.
  2. Фокина Н. А. Изменение береговой линии согласно данным снимков космических совокупностей ДЗЗ. техногенная безопасность и Строительство — 2010. — Выпуск 33-34 — с. 304-312.
  3. Абросимов А. В., Дворкин Б. А. Применение данных ДЗЗ из космоса для мониторинга водных объектов. Геопрофи, 2009. — №5 — с. 40-45.
  4. Учебное пособие ENVI.

Великолепные НАСА Видео Ролики по данным с Космических Аппаратов. Земля, Юпитер и многое другое


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: