18.3. Особенности проведения экологического мониторинга дистанционными методами

Дистанционное зондирование зем­ной поверхности методами аэрофотосъ­емки или из космоса позволяет значи­тельно снизить стоимость получения информации и увеличить ее объем, обеспечить оперативность информаци­онных потоков, поскольку проводимый мониторинг осуществляется относи­тельно простыми, но высокотехнологи­ческими средствами. Например, спут­ник системы «Ландсат» (США) переда­ет изображения, ориентировочная сто­имость которых составляет 1 цент за 1 км² обследуемой территории. Для сравнения — при наземных исследова­ниях стоимость получаемых данных (разумеется, более детализированных), например по растительному покрову, достигает порядка 100 долл. за 1 км².

Необходимо иметь в виду при этом, что методология дистанционного мони­торинга, основанная на корректирова­нии, условно говоря, экстенсивных и интенсивных данных, получаемых в ре­зультате наземных, авиационных и спутниковых наблюдений, сопряжена с рассеиванием (утратой) определенной части информации. Не в последнюю очередь по этой причине целесообраз­ным и эффективным является построе­ние трехуровневого мониторинга, включающего одновременное исполь­зование данных наблюдений, зафикси­рованных в заданном временном интер­вале на земле, с воздуха и из космоса.

При осуществлении экологического

356

мониторинга, особенно дистанцион­ным путем, существенно возрастает значение интегральных характеристик экологических систем. Они позволяют достаточно объективно судить о круп­номасштабных изменениях природных комплексов, обусловленных влиянием антропогенных факторов (рис. 18.2).

Стратегия комплексного мониторин­га позволяет ограничиваться сбором на­земной информации лишь на ключевых участках. Дешифрирование же видеоин­формации по остальной исследуемой территории проводят на основе корреля­ций, устанавливаемых по ключевым уча­сткам. Получаемая полезная информа­ция уже сейчас дает достаточно значи­мые результаты несмотря на то, что база для корреляций данных пока еще нахо­дится на стадии формирования.

Для целей дистанционного монито­ринга были созданы специальные спут­никовые аппараты, спутниковые систе­мы «Метеор», «Метеор—Природа» (СССР - Россия); «Ландсат» (США). Еще в начале 70-х годов со спутника «Метеор» принимали изображения, по­зволяющие с достаточной для практи­ческих целей точностью характеризо­вать состояние пастбищной раститель­ности в различных районах б. СССР.

Интересная и обширная, а главное устойчивая информация о состоянии

природных систем и ресурсов, есте­ственных и антропогенных процессах на земной поверхности поступает с пи­лотируемых космических станций. Здесь особенное значение имеет воз­можность сбора информации по заранее заданной программе, целенаправленно­го поиска и обнаружения естественных и антропогенных аномалий и т. д.

В целом к настоящему времени по­лучены достаточно интересные и цен­ные сведения о состоянии лесов и сель­скохозяйственных угодий; о раститель­ном покрове суши; о фитопланктоне океанов и морей; о нарушениях почвен­ного покрова в результате антропоген­ной деятельности и эрозионных про­цессов, развития урбанизированных зон; о перераспределении водных ресурсов; о загрязнении атмосферы, суши и моря.

Дистанционные методы расширяют и обогащают возможности комплекс­ного изучения геосистем, различных сочетаний эко- и экотехнических обра­зований, природных и культурных лан­дшафтов, включая агроландшафты. Они служат надежным качественно но­вым инструментом познания в есте­ственных областях науки (география, почвоведение и др.), более совершен­ным средством исследования много­плановых биосферных процессов. Спутниковую информацию успешно

Рис. 18.2. Технологическая схема аэрокосмического мониторинга

357

применяют при изучении морфо- и геоструктур, определении структуры землепользования, оценке состояния сельскохозяйственных угодий. Ис­пользование многоспектральной съем­ки позволяет выявить и оценить состо­яние разных типов почв и их грануло­метрический состав. Дистанционные наблюдения с искусственных спутни­ков Земли поставляют исходный мате­риал для картирования почв, райони­рования их по отдельным признакам. По количественным характеристикам отражательной способности почв мож­но оценивать ее влажность, грануло­метрический состав, содержание гуму­са и его качественный состав, нару-шенность земельных угодий, засорен­ность полей, качественное состояние растительности и др.

Изменение спектральной яркости природных экосистем позволяет полу­чить также количественную информа­цию о нарушениях растительного по­крова в целом и отдельно по различным (в том числе и агро-) ландшафтам, выз­ванных естественными или антропоген­ными причинами. На основе получае­мой информации можно достаточно приемлемо оценить степень опустыни­вания, перевыпаса, распространения за­болеваний сельскохозяйственных куль­тур, накопления или потери раститель­ной биомассы. Все это очень важно, на­пример, для оперативного планирова-

ния в сельском хозяйстве. Аэрокосми­ческие измерения дают информацию о степени задымления тропосферы над экологически неблагоприятными терри­ториями, динамике выбросов и влиянии их на состояние эко-и агроэкосистем.

Космические съемки предоставляют широкие возможности для совершен­ствования геоботанического райониро­вания, изучения растительности (есте­ственных ценозов и агроландшафтов), определения продуктивности и запасов биомассы.

Наиболее актуальной задачей явля­ется организация такой системы мони­торинга, которая позволила бы надежно выделять из большого числа характери­стик наиболее существенные, приори­тетные с точки зрения обеспечения ре­шения поставленных задач. К ним от­носится, в частности, получение ин­формативных показателей о формиро­вании и развитии причинно-следствен­ных связей в изучаемых процессах. В конечном счете обогащаются возмож­ности изучения и понимания сущности биосферных изменений различного масштаба, природных и антропогенных воздействий на состояние любой экоси­стемы.

В общей системе мониторинга по це­левой установке, методическому подхо­ду, набору специфических решаемых задач особое место занимает агроэколо­гический мониторинг.