Применение дистанционных технологий при мониторинге водных ресурсов

Представлен мониторинг водных ресурсов и метода его применения, дистанционные технологии, система SeaDAS.

Мониторинг -это система наблюдения, контроля, прогнозирования, оценки качества окружающей природной среды, и антропогенное влияние на нее.

Мониторинг состоит из двух частей:

• наблюдение за влиянием среды на состояние здоровья людей, то есть биоэкологический мониторинг;
  
• наблюдение за изменениями природных экосистем и их преобразования.
  

Мониторинг включает в себя 5 видов, но выделяет самый значимый и масштабный, глобальный мониторинг.

Глобальный мониторинг осуществляется на основе международного сотрудничества и оценивает современное состояние всей природной системы Земли.

Существует проект ООН, в котором создана глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС).

В проекте участие принимают:

• программа ООН по окружающей среде(ЮНЕП);
  
• Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ);
  
• Всемирная метеорологическая организация (ВМО);
  
• ООН по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО).
  Программа имеет определенные задачи:
  
• мониторинг распространения и трансформации загрязняющих веществ водных объектов;
  
• уведомление о нарушении состоянии водной среды;
  
• напоминание правительствам о принятия мероприятий по охране, восстановлению и улучшению природной среды.
  

Программа включает основные пункты:

1. Создание сети станций мониторинга.
   
2. Разработка единой методики отбора и анализа проб воды.
   
3. Использование систем хранения, распространения информации.
   
4. Повышение квалификации специалистов.
   
5. Подготовка методических справочников.
   
6. Обеспечение оборудованием.
   

Методы мониторинга водных объектов:

Наземный подразумевает наблюдение поверхности Земли на выбранных тестовых участках в связи с дистанционными исследованиями.

Биоиндикационный метод обнаружения и оценки воздействия абиотических и биотических факторов на живые организмы. Численность обитателей водоема зависит от свойств воды.

Физико -химический метод представляет собой отбор проб воды на проточных и непроточных водоемах. Обычно пробы отбираются в трех точках, но после ее взятия необходимым условием является указать направление ветра, дату и время.

Рассмотрим подробно еще один метод мониторинга -дистанционное зондирование.

Дистанционное зондирование представляет собой бесконтактную регистрацию электромагнитного поля и интерпретацию полученного изображения.
Основные элементы дистанционного зондирования:

• банк данных;
  
• восполнение банка аэрокосмических материалов;
  
• система дешифрирования.
  

Дистанционные методы делятся на пассивные и активные.

Пассивное - простейшее исследование Земли оптическим методом.

Активное - исследование Земли с помощью посылающих сигналов, регистрирующий их отражение от земной поверхности. к ним относятся радары и лидары, то есть лазерные радары

В настоящее время наиболее отработанным методом обработки спутниковых данных цветности воды является система SeaDAS.

Система позволяет не только получать параметры качества воды, но и оценивает концентрацию хлорофилла и температуру поверхности воды.

Пакет SeaDAS (SeaWiFS Date Analysis System) является "развитой системой анализа изображений, которая предназначены для обработки, отображения и анализа, и оценки качества данных цветности воды".

ПО SeaDAS было разработано в Goddard Space Flight Center NASA и позволяет обрабатывать данные сенсоров SeaWIFS MODIS CZCS OCTS.

Функциональность ПО SeaDAS включает:

• преобразования данных из уровня обработки L1A к уровню L1B;
  
• тематическая обработка данных (уровеньL2);
  
• обобщение данных для конкретного региона за данный промежуток времени (уровеньL3).
  

Дополнительно SeaDAS позволяет обрабатывать данные MODIS, представляющиеся в режиме Direct Broadcast (преобразования данных из уровня L0 данные уровне L1A, а также геопривязку данных). Основной компонент тематической обработки спутниковых данных пакете SeaDAS -компонент MSL12(Multi Sensor Level 1 to Level 2).

Этот пакет позволяет получать следующий тематический продукты из данных MODIS:

• исходящее излучение на разных длинах волн;
  
• параметры атмосферной коррекции снимков для территории морей и океанов;
  
• концентрация хлорофилла в воде;
  
• температура водной поверхности.
  

ПО MSL12 было разработано для обработки данных сенсора SeaWIFS, имеющих только 8 каналов в видимой и ближней инфракрасной области спектра. В версии SeaDAS 5,0 комплекс MSL12 был расширен специально для обработки данных MODIS, в частности в средневолновой.

В итоге мониторинг водных объектов позволяет с достаточной точностью выявить очаги загрязнения и выработать адекватное управляющее воздействие на технологических экономических уровнях. Таким образом, единая государственная система экологического мониторинга, несмотря на известные трудности обеспечивает формирования массива данных для составления экологических карт разработки ГИС, моделирования и прогноза экологических ситуаций в различных регионах.

Библиографический список

1. Баренбойм Г.М. Научно-технологические проблемы проектирования систем мониторинга водных объектов / Мат-лы 8-го Междунар. конгресса "Вода: экология и технология" ЭКВАТЕК-2008. (Электронный ресурс) / Г.М. Баренбойм, Е.В. Веницианов, В.И. Данилов-Данильян. М.: ЗАО "Фирма СИБИКО Интернешнл". 2008. С. 9-19.
   
2. Барсегян А.А. Технологии анализа данных: Data Mining, Visual Mining, Text Mining, OLAR / А.А. Барсегян [и др.]. - СПб.: БХВ-Петербург, 2007. С. 35-41.
   
3. Лошаков А.В., Одинцов С.В., Федосеева Е.В. Применение дистанционных технологий при мониторинге состояния сельскохозяйственных угодий / А.В. Лошаков, С.В. Одинцов, Е.В. Федосеева // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства (Краснодар, 24-25 марта 2015 г.). Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет, 2015. С. 658-660.
   
4. Одинцов С.В. Геоинформационные технологии как средство определения гидроморфометрических характеристик реки Кума на территории Буденновского и Левокумского районов / С.В. Одинцов, В.И. Фаизова, Ю.В. Сивоконь, И.А. Халин, Е.В. Федосеева // СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ. Пенза: "Академия Естествознания", 2014. №6. С. 1683.
   
5. Федосеева Е.В., Горбачев С.Ю. Применение мультиспектральной съемки при государственном мониторинге земель / Е.В. Федосеева, С.Ю. Горбачев // YOUNG SCIENCE, 2014. С. 63-66.
   
6. Федосеева Е.В., Есаулко А.Н., Седых Е.А. Применение данных дистанционного зондирования земель на территории Ставропольского края / Е.В. Федосеева, А.Н. Есаулко, Е.А. Седых // ОБРАЗОВАНИЕ. НАУКА. ПРОИЗВОДСТВО - 2013: 77-я научно-практическая конференция (Ставрополь, 15-17 октября 2013 г.). Ставрополь: "Параграф". 2013. С. 192-195.
   

1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
   
2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
   
3. Комплексное использование природных ресурсов
   
4. Современные вопросы геологии
   
5. Физика горных пород
   
6. Новые технологии в природопользовании
   
7. Применение современных информационных технологий
   
8. Экономические аспекты недвижимости
   
9. Мониторинг использования объектов недвижимости
   
10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ