Экологические исследования

Функционирующие в настоящее время космические системы природоведческого, метеорологического и океанологического назначения могут эффективно использоваться в интересах экологических исследований глобального, регионального и локального характера.
Особенность экологической экспертизы состоит в необходимости получения разносторонних, зачастую междисциплинарных данных, охватывающих сферу технических, биологических, социально-экономических, физико-математических и других наук. При этом должен обеспечиваться требуемый территориальный охват, достоверность, точность и необходимый объем данных, определенная периодичность, координатная и временная привязка наблюдений. Информационное обеспечение полноценных экспертных экологических исследований практически невозможно без спутникового зондирования Земли.

Например, с борта орбитальных станций зафиксирована динамика усыхания Аральского моря (рис.18). В сочетании с наблюдениями за вертикальными движениями земной коры, уровнем грунтовых вод, фильтрацией стока Амурдарьи и Сырдарьи, развитием искусственных водохранилищ и сбросами коллекторных вод космические снимки позволяют оптимизировать проектные проработки по преодолению экологического кризиса в Приаралье.

На рис. 29. Представлен космоснимок пятна нефти у берегов Испании по данным радиолокатора со спутника ERS-2[73]. Такие снимки позволяют следить за распространением пятна нефти и организовать эффективные работы по ликвидации последствий такого сорта аварий.
По материалам космических съемок оценены масштабы фильтрации воды из Большого Каракумского канала. На расстоянии до 100 км от русла канала зафиксирован выход воды на дневную поверхность в понижениях, заболачивание и засоление земель, а в результате выход их из сельскохозяйственного оборота [4].

Съемки со спутника "Ресурс-Ф" позволили получить объективную информацию о гидродинамических процессах в Невской губе до и после строительства дамбы. Космомониторинг показал, что причиной осложнения экологической обстановки на этой акватории является не столько плотина, сколько, главным образом, сбросы отходов из городских канализаций и промышленных предприятий в Невскую губу, реку Неву и бассейн Ладожского озера.

В ТУСУР (г. Томск) проводятся исследования влияния техногенных загрязнений приземной атмосферы на природную среду и здоровье человека по данным космической съемки территории [51, 52].

На рис. 30 представлен сканерный космоснимок со спутника "Ресурс-О" Кузбасса, принятый станцией Томского госуниверситета в начале весны 1998г. Отчетливо виден черный ореол на снегу вокруг городов региона, свидетельствующий об осевших загрязнениях за зимний период. Электронная обработка космоснимка позволяет определить ореол осаждения и распределение загрязнений, а привязка к наземным измерениям содержания загрязнений в снеге дает возможность построить количественную картину загрязнения региона.

 

 

Рис. 18

 

На рис. 31 представлен сканерный космоснимок со спутника "Ресурс-О" разработанного месторождения нефти вблизи г. Нижневартовска. Отчетливо видны сеть трубопроводов, узлов добычи нефти и загрязнения озер нефтью (синий цвет).

В настоящее время реализуется более 20 международных экологических проектов глобального класса, в которых использование спутниковых данных имеет решающее значение [4], например: международная геосферно-биосферная программа "Глобальные изменения", цель которой - прогноз глобальных изменений природной среды и биосферы на 20-100 лет.

 

 

 

Рис. 29.

 

 

 

 

 

Геоинформационные системы и автоматизированные системы управления

В настоящее время геоинформационные системы (ГИС) получают развитие на локальном, региональном, национальном и глобальном уровнях.

Глобальные ГИС развиваются как мероприятия ООН. Это: глобальная база информационных данных об обще планетарных ресурсах - ГРИД; глобальная система динамической информации об окружающей среде ГСМОС; Всемирная почвенная карта; карты растительности ЮНЕСКО; Всемирная геологическая карта; Всемирная физико-географическая карта, наполнение которых происходит со всех источников информации, в том числе, большая часть поступает и со спутникового мониторинга.

Наряду с ГИС глобального характера все большее распространение получают региональные и узкоспециализированные информационные системы. Например, автоматизированные ГИС городов обеспечивают работникам, занятым управлением, анализом и планированием, получение графической информации, отражающей самые различные стороны жизни города, карты улиц, кварталов, земельных участков, текущего землепользования, по жилищным вопросам, карты рельефа и климата позволяют моделировать чрезвычайные ситуации и т.д. В настоящее время в качестве картоосновы для построения ГИС городов все шире применяются обработанные космоснимки высокодетального разрешения [5], рис. 32 [47].

 

 

Эти продукты создаются в электронном виде, что открывает не доступные ранее возможности для анализа, проигрывания различных ситуаций типа "что будет если", облегчающие планирование, тренинг персонала, решение тематических задач и т. д. [4], что особенно важно для анализа или прогноза чрезвычайных ситуаций.

Тематические задачи часто подразделяют на инвентаризационные и оценочные. Инвентаризационные задачи в основном связаны с кадастром важнейших природных ресурсов - земельных, водных, лесных, минеральных. При решении инвентаризационных задач получают данные о пространственном размещении природных ресурсов, их контурах, площадях и других стабильных параметрах. Повторные космические съемки (раз в год) позволяют вести мониторинг природных ресурсов и по мере совершенствования техники ДЗЗ улучшать качество инвентаризации природных ресурсов.

Оценочная информация предназначена для определения состояния объекта на момент дистанционных измерений. Например, оценка состояния сельскохозяйственных угодий и растительности, объектов гидрографии, лесов, пастбищ, наблюдение за ходом сельскохозяйственных работ, контроль лесопользования, мониторинг чрезвычайных ситуаций. Здесь требуется более высокая периодичность космических съемок: например для наблюдения за лесными пожарами проводится многократная ежедневная съемка с помощью спутников NOAA.