1295

С помощью радарных снимков на морской поверхности можно детектировать следующие типы нефтяных загрязнений: сырая нефть, мазут, дизельное топливо и т.п., выносы нефтепродуктов с речным стоком, технологические сбросы с судов, буровые воды и шлам, выходы нефти из грифонов на морском дне.

Технология обработки космических снимков и анализ радиолокационного изображения реализует методические подходы Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН с использованием программного обеспечения для работы с данными ДЗЗ: ScanEx SAR_Processor®,

ScanExImage Processor® и др.

В 2009 г. по заказу Федеральной службы по надзору в сфере природопользования МПР РФ выполнен пилотный проект «Экомониторинг морей России» по сбору оперативной информации о загрязнении акватории нефтью и нефтепродуктами. Объекты мониторинга – моря Балтийское, Черное, Каспийское, Охотское, Японское, Баренцево и Белое, а также Ладожское озеро. За время проекта принято и обработано более 100 снимков спутников RADARSAT-1 и ENVISAT-1, на 50 из них обнаружены антропогенные загрязнения различного характера и масштаба (табл. 5.4).

Таблица 5 . 4

Распределение числа съемок по акваториям морей вокруг России и их результативность

* По акваториям Японского, Баренцевого морей и Ладожского озера проводились контрольные съемки.

111

Использование ДЗЗ позволяет с высокой точностью определять нефтяное загрязнение участков суши.

Потери нефти за счет аварийных ситуаций на объектах отрасли составляют до 25 млн т в год. По некоторым данным количество нефтезагрязненного грунта составляет порядка 510 млн т.

Источниками информации о нефтяном загрязнении территории континентов являются КА: Landsat ETM+, Landsat TM, Terra ASTER (все США), SPOT HRVIR (Франция), IRS 1C/1D LISS (Индия). Россий-

ские КА для мониторинга нефтяных и газовых разработок – «Ресурс-1», «Алмаз». Для уточнения границ загрязнения и типов промышленных объектов применяются снимки высокого разрешения со спутников

IKONOS, QuickBird (оба США), EROS B (Израиль).

Применение данных ДЗЗ для оценки нефтезагрязненных территорий основано на анализе спектральных характеристик объектов, расположенных на земной поверхности. В процессе дешифрирования учитывают признаки объекта или явления, геоморфология ландшафта, специфика природных зон (тундра и лесотундра, малоосвоенные территории лесной зоны, освоенные территории лесной зоны, лесостепь и степь, сухая степь и полупустыни и др.).

Космические снимки используются в качестве документальных доказательств в оценке последствий аварий при добыче и транспортировке нефти. Возможность ранжирования площади нефтяного загрязнения по состоянию нефти (открытые участки нефтяных разливов, замазученная почва и т.д.) позволяет оценивать масштабы загрязнений, ущерб земельным ресурсам и окружающей среде.

Комбинирование данных спутниковой съемки, полученных в различных спектральных каналах, позволяет получать информацию о специфике изучаемых объектов, оценивать изменение состояния растительного покрова, водных объектов, условий увлажнения и гидрологического режима исследуемых территорий (табл. 5.5).

Пятна нефтяного загрязнения в видимой области спектра трудно отличить от небольших водоемов или участков повышенного увлажнения. Использование инфракрасной области спектра позволяет с высокой степенью точности различать их, что связано с существенным различием характеристик поглощения солнечной энергии нефтью и водой в красной и инфракрасной областях спектра.

112

Таблица 5 . 5

Возможности систем ДЗЗ с разным пространственным разрешением для оценки последствий деятельности и аварий

Для детектирования площадных загрязнений нефтью и нефтепродуктами наиболее эффективно использовать данные, полученные за период от окончания весеннего паводка до установления снежного покрова. Зимние снимки для этой цели недостаточно информативны, так как снежный покров на загрязненных участках может быстро восстанавливаться или не нарушаться, если разлив загрязняющего вещества происходит в грунте. Использовать весенние снимки также нежелательно: высокая влагонасыщенность грунтов в паводковый период может привести к существенным ошибкам при определении площадей загрязнения.

Схему анализа космических снимков для целей мониторинга нефтезагрязненных земель можно представить следующими этапами

(рис. 5.4):

1.Получение оперативных и/или архивных снимков.

2.Формирование карт и базы описаний нефтезагрязненных земель.

3.Выделение нефтезагрязнений и анализ разновременных космических снимков.

4.Предварительная обработка космических снимков.

5.Создание фотокарты лицензионных участков и база описаний нефтезагрязнений.

113

Рис. 5.4. Этапы анализа космических снимков для целей мониторинга нефтезагрязненных земель (по данным сайта Югорского НИИ ИТ http://ugrafmsh.ru)

Кроме оценки нефтезагрязненных грунтов к задачам, решаемым на основе данных дистанционного зондирования, относятся:

•дешифрирование и картирование трубопроводов, буровых вышек и промысловых кустов, дорог, просек, линий электропередач, разведочных просек;

•выявление и картирование учаcтков заболачивания и подтопления грунтовыми и поверхностными водами производственных объектов;

•картирование проявлений карста и термокарста;

•обнаружение участков техногенного возникновения и развития овражной и поверхностной эрозии почв в зоне нефтепроводов;

•обнаружение участков несанкционированных земляных работ вблизи трасс внутрипромысловых и магистральных трубопроводов;

•оценка проседания грунта на нефтяных полях в результате нефтедобычи;

•картирование плановых и высотных смещений трубопроводов

иплощадных объектов в результате морозного пучения грунтов;

•выявление представляющих потенциальную опасность нарушений природных ландшафтов вблизи охранной зоны и технических коридоров трубопроводов.

114

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Дистанционное зондирование Земли, его цели. Задачи, решаемые средствами дистанционного зондирования для предотвращения чрезвычайных ситуаций и ликвидации их последствий.

2.Перечислить условия нахождения средств космического мониторинга, влияющие на качественные характеристики материалов ДЗЗ.

3.Перечислить типы отечественных и зарубежных космических аппаратов, используемых для мониторинга природных факторов риска, значимых для территориального планирования, проектирования и эксплуатации природно-техногенных комплексов и промышленных объектов.

4.Перечислить типы отечественных и зарубежных космических аппаратов, используемых для метеорологических наблюдений.

5.В чем заключается процесс обработки (дешифрирования) космических снимков?

6.Какой принцип положен в основу детектирования лесных пожаров методами ДЗЗ?

7.Какие виды наблюдений за состоянием лесов осуществляются

спомощью ДЗЗ? Перечислить типы отечественных и зарубежных космических аппаратов для мониторинга лесных пожаров.

8.Какой принцип положен в основу детектирования нефтезагрязнения акваторий морей и океанов методами ДЗЗ?

9.Как оцениваются площади загрязненной нефтью почвы и последствия аварий при добыче и транспортировке нефти?

10.Какие космические аппараты используютя в мониторинге нефтезагрязненных территорий?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПО ТЕМЕ

1. Трифонова Т.А., Мищенко Н.В., Краснощеков А.Н. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях: учеб. пособие для вузов. – М.: Академический Проект,

2005. – 352 с.

2.Рис У.Г. Основы дистанционного зондирования: пер. с англ. – 2-е изд. – М.: Техносфера, 2006. – 336 с.

3.Кравцова В. И. Космические методы исследования почв: учеб. пособие для студ. − М.: Аспект Пресс, 2005. − 190 с.

115

4.Лурье И.К., Косиков А.Г. Теория и практика цифровой обработки изображений // Дистанционное зондирование и географические информационные системы. – М.: Научный мир, 2003. – 168 с.

5.Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований. − М.: Академия,

2004. − 336 с.

6.Аковецкий В.Г. Аэрокосмический мониторинг месторождений нефти и газа: учеб. пособие. – М.: Недра, 2008. – 208 с.

7.Лабутина И.А., Балдина Е.А. Использование данных дистанционного зондирования для мониторинга экосистем ООПТ: метод. пособие / Всемир. фонд дикой природы (WWF России). – (Проект ПРООН/ГЭФ/МКИ «Сохранение биоразнообразия в российской части Алтае-Саянского экорегиона»). – М., 2011. – 88 с.

8.Перминов А.Н. Состояние и перспективы космической деятельности России // Земля и Вселенная. – 2005. – № 2. – С. 18–28.

9.Гершензон В.Е., Кучейко А.А. Космические системы ДЗЗ среднего и низкого разрешения //Пространственные данные. – 2005. – №1. –

С. 44–48.

10. Михайлов С.И. Мониторинг территории с использованием данных ДЗЗ. Детектирование воздействия нефтегазовой индустрии на окружающую среду // Управление развитием территории. – 2008. –

№ 4. – С. 51–53.

Электронные ресурсы

Дистанционное зондирование земли из космоса / Ин-т солнечно-

земной физики СО РАН. – URL: www.ckm.iszf.irk.ru

Центр дистанционного зондирования и геоинформационных сис-

тем «Терра». – URL: www.gis-terra.kz

Электронный журнал по геодезии, картографии и навигации. –

URL: www.geoprofi.ru

Космический мониторинг акватории и побережья Черного моря. –

URL: www.blacksea-online.com

Ведение дистанционного зондирования. – URL: http://www.gasu.ru/

resour

Всемирная метеорологическая организация. Региональный учеб-

ный центр ВМО в России. – URL: http://meteovlab.meteorf.ru

ДЗЗ и географические информационные системы на территории стран СНГ. – URL: http://mapexpert.com.ua

Интернет-семинары Межуниверситетского аэрокосмического цен-

тра. – URL: http://www.geogr.msu.ru/science/aero/acenter/seminars.htm

116

Интернет-каталоги космических снимков

1. Каталоги разнообразных типов снимков, различного разрешения (в приблизительном порядке популярности, по О.В. Тутубалиной, 2009, ссылки актуализированы на начало 2011 г.):

Зарубежные

• USGS Earth Explorer – каталог Геологической службы США

URL: http://edcsns17.cr.usgs.gov/NewEarthExplorer/ –

Бесплатно – Landsat MSS, TM, ЕТМ+; SPOT HRV (на территорию Северной Америки в 1986–1998 гг.); радиолокационные снимки SIR-C/X- SAR, а также ЦМР SRTM. За незначительную плату – аэрофотоснимки на США и отдельные районы мира; космические фотоснимки миссии

CORONA. За плату – ЕО-1 АН, Hyperion.

База постоянно пополняется. Организован новый доступ к этой базе на основе Java: http://glovis.usgs.gov/, через него доступны и некоторые снимки радиометра ASTER (Terralook).

• Warehouse Inventory Search Tool (WIST) – каталог-портал дос-

тупа к данным центров НАСА и партнерских организаций

URL: http://wist.echo.nasa.gov/~wist/api/imswelcome/

Бесплатно и за плату – Terra/Aqua MODIS, Terra M1SR, ICESat GLAS, Aqua AMSR/AMSR-E, Terra ASTER и др.

• Earthnet – On Line Interactive Stand Alone client (EOLI-SA) –

программа, обеспечивающая поиск снимков, распространяемых под эгидой Европейского космического агентства

URL: http://earth.esa.int/EOLi/EOLi.html.

За плату и бесплатно – ENVISAT/ASAR, ERS/SAR, JERS/SAR, Proba/CHRIS, HRC Landsat, IKONOS, DMC, ALOS, SPOT/HRV(IR), Kompsat, IRS, Nimbus, NOAA, SCISAT, SeaStar, Terra/Aqua.

• Gateway to Astronaut Photography of Earth – снимки, выполнен-

ные астронавтами и космонавтами с орбиты с 1961 г. (база данных НАСА).

URL: http://eol.jsc.nasa.gov/.

Бесплатно.

• Earth from Space – NASA Space Shuttle Earth Observations Photography database of images – избранные снимки с кораблей Shuttle с аннотациями.

URL: http://earth.jsc.nasa.gov/sseop/efs/.

Бесплатно.

117

• Global Change Master Directory – данные, карты и снимки, соб-

ранные под эгидой программы изучения глобальных изменений.

URL: http://gcmd.gsfc.nasa.gov/.

Бесплатно.

Российские

• ScanEx Satellite Image Catalogue – интерактивный каталог сним-

ков, получаемых на приемные станции российского ИТЦ«СканЭкс».

URL: http://catalog.scanex.ru/dewb/step1.pl

Платные снимки – IRS AWIFS, LISS, PAN;SPOT HRV(IR); RADARSAT SAR; Landsat 5 TM, EROS NA30.

• Генеральный каталог российского Научного центра опера-

тивного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) (преимущественно данные российских съемочных систем).

URL: http://sun.ntsomz.ru/ data_new/.

Платные снимки по программам МКФ-6, Ресурс-О, Ресурс-Ф, Природа, Метеор, Океан, Монитор, Ресурс-ДК, ERS-2 и др.

2. Каталоги, предлагающие снимки преимущественно очень высокого и сверхвысокого разрешения:

• Проект «Космоснимки» – геопортал ИТЦ СканЭкс, предлагающий поиск платных снимков со спутников IKONOS, QuickBird, EROS-A, EROS-B, WorldView-1, GeoEye-1 для последующего заказа, а

также космических фотомонтажей («мозаики»). URL: http://www.kosmosnimki.ru

• DigitalGlobe ImageFinder

URL: http://browse.digitalglobe.com/imagefinder/main.jsp.

Платные снимки – WorldView-1,2, QuickBird, аэроснимки на территории США и Канады.

• GeoFUSE Online Maps v Pl.O

URL: http://geofuse.geoeye.com/maps/.

Платные снимки – IKONOS, GeoEye-1, OrbView-2.Sirius Online Catalogue. Платные снимки со спутников SPOT, KOMPSAT-2.

URL: http://sirius.spotimage.com/.

3. Каталоги снимков преимущественно относительно высокого разрешения:

• Earth Science Data Interface (ESDI) at the Global Land Cover Facility – избранные снимки Landsat (Landsat MSS, TM, ETM+); Terra ASTER; а также ЦМР SRTM; фотокарты Landsat TM, ETM+.

118

Модуль 3 МОНИТОРИНГ ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ РИСКА

И ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ

Чрезвычайные ситуации техногенного характера связаны с производственной деятельностью человека и могут быть с загрязнением и без загрязнения окружающей среды. Наибольшую опасность в техногенной сфере представляют радиационные аварии, аварии с выбросом аварийно химически опасных веществ, аварийные разливы нефти и нефтепродуктов и др. В настоящее время опасность техногенного характера значительно превосходит опасность стихийных бедствий. Потери от техногенных поражающих факторов в 4–6 раз превосходят потери от стихийных бедствий.

Основной причиной возникновения чрезвычайной ситуации техногенного характера в России является износ технологического оборудования, достигающий в ряде случаев предаварийного уровня. В техногенной безопасности можно выделить и другие общие причины возникновения ЧС: технологическая отсталость производства, низкие темпы внедрения ресурсо- и энергосберегающих и других технически совершенных и безопасных технологий; нерациональное размещение потенциально опасных объектов производственного назначения; снижение профессионального уровня работников; недостаточность контроля за состоянием потенциально опасных объектов; ненадежность системы контроля за опасными или вредными факторами.

На территории России функционирует более 45 тыс. опасных объектов. В их числе 3600 объектов, имеющих значительные запасы аварийно химически опасных веществ (АХОВ), 10 АЭС с 30 ядерными энергетическими установками, 113 исследовательских ядерных установок, 12 предприятий ядерного топливного цикла, 16 специальных комбинатов по переработке и захоронению радиоактивных отходов, 30 крупных нефтеперерабатывающих предприятий с общей мощностью по переработке нефти 261,6 млн т, а также 80 мини-НПЗ с общей мощностью переработки 11,3 млн т. Все они представляют потенциальную опасность в случае возникновения на них аварий и катастроф, сопровождающихся выбросами АХОВ ирадиоактивных веществ, разливом нефти и нефтепродуктов.

Город Пермь и другие города Пермского края относятся к городам с высокой потенциальной опасностью возникновения ЧС. Большую угрозу для населения представляют аварии на химических и нефтехими-

120