Примеры использования космической информации в экологическом мониторинге. Мониторинг загрязнения окружающей среды

Обнаружение загрязнения окружающей среды. Распознавание чаще всего базируется на том факте, что конкретный район с наибольшей вероятностью может подвергнуться загрязнению только определенным веществом (субстанцией). По космическим изображениям можно практически непрерывно прослеживать контуры однородных крупномасштабных областей загрязнения. Идентификация в значительной степени облегчается возможностью оценки пространственных размеров таких областей.

Загрязнение почвы сточными водами. Его можно обнаружить на космических изображениях высокого разрешения, получаемых, на-пример, с помощью радиометра MSS спутника Landsat, который для отображения полного кадра 185×185 км2 использует 28 000 линий с 3200 элементами изображения на каждой линии.

Загрязнение воздуха дымными шлейфами, газовыми веществами или атмосферными аэрозолями можно оценить по спутниковой информации. Достаточно узкие лентообразные (а иногда и с заметной клиновидностью) атмосферные рассеивающие системы, которые на спутниковых снимках выглядят более светлыми в любом участке диапазона длин волн 0,5–1,1 мкм, можно дешифрировать как характерные облака, инверсионные следы за самолетами или морскими судами, шлейфы пыли или дыма.

Концентрация газообразных веществ (SO2, NH3, N2O и CН4) поддается контролю со спутников в случае значительного загрязнения (когда велико произведение концентрации загрязняющего вещества на высоту). В случае N2O и H2S (характерная концентрация у земной поверхности составляет всего лишь 0,002 млн –1) контроль за областями загрязнения практически неосуществим. Полоса поглощения СН4 обнаруживается на длине волны 7,7 мкм.

В последнее десятилетие разработан метод обнаружения и измерения концентрации газовых компонентов, основанный на корреляционной спектроскопии и заключающийся в сравнении измеренного спектрального сигнала с известными спектральными линиями поглощения загрязняющего вещества. Корреляционную спектроскопию можно приспособить к спектрам поглощения со многими выраженными пиками (локальными максимумами) и впадинами (локальными минимумами), например, для полосы поглощения SO2 на волне 300 нм или для полосы поглощения NO2 на длинах волн 400–440 нм. На измеренные спектральные яркости накладывается специальная маска так, чтобы можно было снять только два показания. Одно показание представляет собой сумму энергетических яркостей на длинах волн, соот-ветствующих пикам поглощения, а другое — сумму энергетических яркостей на длинах волн, соответствующих впадинам. Разница между этими отсчетами, деленная на их сумму, зависит от произведения концентрации загрязняющего вещества на вертикальную протяженность области загрязнения и почти не зависит от солнечного излучения во время измерений (высоты Солнца, облачного покрова). Проверка метода с помощью воздушного шара, перемещающегося на высоте 35 км над большей частью озонного слоя, показала возможность проведения контроля со спутников

В качестве исходной информации использовались космические изображения высокого разрешения с различных КС: панхроматическое и многозональное изображения со спутника SPOT прибора HRV, два многозональ-ных изображения со спутника «Ресурс», а также радиолокационные изображения, полученные со спутников ERS-1 и «Алмаз», ERS( В Сургутском районе)