Мониторинг чрезвычайных ситуаций Мониторинг наводнений

Обширность речных пойм и быстрота протекающих на них про-цессов затопления, с одной стороны, и недостаточная густота сети гидрологических постов –– с другой, затрудняют получение сведений о наводнениях наземными средствами. На основе космической инфор-мации возможно определение основных гидрологических параметров, характеризующих процесс наводнения. Интеграция данных ДЗ в ГИС совместно с картографическими материалами, результатами наземных обследований и другой геокодированной информацией позволит полу-чать принципиально новые информационные продукты.

Целью проекта НИЦ «Планета» является картирование районов наводнений на основе совместной цифровой обработки космической информации и комплексных гидрологических данных. Результаты картирования позволят прогнозировать зоны риска затопления, наблюдать за динамикой процессов затопления и опорожнения речных пойм и оценивать последствия наводнений. Данная работа осуществ-ляется совместно с Государственным гидрологическим институтом Росгидромета.

На исследуемом объекте (Волго-Ахтубинская пойма.) Исходной спутниковой информацией являются архивные и оперативные данные КА «Ресурс-01» (МСУ-Э, МСУ-СК), «Океан-0» (МСУ-В, МСУ-СК), «Океан-01». В рамках проекта работа проводится ежегодно (с конца апреля по конец июня.) В ходе ее выполнения осуществлен сбор и анализ текущей и архивной спутниковой информации по территории. Создана информационная база данных, включающая в себя спутниковые изображения среднего разрешения МСУ-СК ИСЗ «Ресурс-01» и результаты их обработки, результаты наземных измерений на гидрологических постах.

Обработка спутниковых данных включала в себя такие процедуры, как яркостная коррекция космических изображений, формирование картографической основы, трансформирование спутни-ковых данных в картографическую проекцию, выделение на снимках затопленных и незатопленных областей

При определении затопленных и незатопленных территорий изображения преобразовывались к бинарному виду с использованием порогового и кластерного методов. На основе космических данных построены картограммы затоплений для семи участков Волго-Ахтубинской поймы. Для каждого из участков проведена оценка пло-щади затопления. Построены графики зависимостей площадей за-топления от значения уровня воды для некоторых участков Волго-Ахтубинской поймы Полученные зависимости позволяют по измеренным на гидрологических постах значениям уровня воды оценивать площади затоплений поймы.

Наблюдение за лесными пожарами

Использование космических данных позволяет существенно улучшить противопожарную охрану лесов. Пожары, обнаруженные в течение 5–15 ч после их возникновения, обычно могут быть локализо-ваны и потушены. По истечении данного срока чаще всего этого сде-лать не удается, что приводит к массовой гибели леса.

Технологии ДЗ для управления риском лесных пожаров можно подразделить на три направления:

– предпожарные обследования — наблюдение за влажностью горючих материалов в лесу и оценка пожароопасности (риска пожара);

– обнаружение и прогноз распространения пожаров для оптими-зации мероприятий по их ликвидации;

– оценка ущерба от пожаров.

Для реализации мероприятий по второму направлению сущест-вует ряд оперативных и квазиоперативных систем, состоящих из трех компонентов:

– спутникового оперативного контроля;

– самолетного зондирования на базе ИК сканеров и СВЧ радиометров для обнаружения в условиях облачности и задымления;

– наземного пункта обработки данных.

Космическая информация используется для ежедневной оперативной оценки метеорологической и пожароопасной обстановки, обнаружения пожаров, контроля их динамики. В основном применяется информация с ИСЗ NOAA, «Метеор», позволяющая в пожароопасные периоды давать оценку обстановки дважды в сутки. При обработке используются температурные ИК диапазоны для обнаружения «горячих точек» либо каналы видимого диапазона для идентификации дымовых шлейфов. Для обнаружения пожаров и оценки местоположения и масштабности может быть использована информация высокого и среднего разрешения с ИСЗ серии «Ресурс». Ограничение таких систем предупреждения связано с необходимостью иметь безоблачные условия для наблюдений. В связи с этим большую роль играют исследования, направленные на использование спутниковых микроволновых данных для задач изучения лесов.

Ежедневное слеже-ние в пожароопасный период за появлением крупных гарей, определе-ние и картографирование их площадей возможно с использованием сканерных космических снимков системы NOAA (сканер AVHRR), которая позволяет оперативно регистрировать очаги пожаров и полу-чать объективные сведения о площадях гарей одновременно в грани-цах крупных административных районов.

Сканер AVHRR позволяет получать информацию об отража-тельных свойствах объектов в видимом диапазоне и об их температу-ре, используя данные инфракрасных каналов, которые позволяют оп-ределять температуру поверхности с точностью 1°. Основным дешиф-ровочным признаком очага пожара является его инфракрасное излуче-ние, максимум которого приходится на спектральный диапазон 3.1–3.7 мкм

Прогнозирование пожаров по космическим снимкам. Оценка параметров, характеризующих состояние лесов как одного из компо-нентов биосферы, относится к числу приоритетных задач использова-ния данных многоспектральных спутниковых измерений. Сущест-вующие методы обработки многоспектральных изображений можно разделить на два класса: