Изображения, полученные со спутников, представляют собой постоянно обновляемый источник информации. Данные ДЗЗ успешно применяются в следующих областях [129].
1. Сельское хозяйство:
выделение и идентификация различных типов земной поверхности, использование при планировании пахотных работ для создания оптимальных условий культивирования растений в зависимости от типа почв;
оценка ущерба нанесенного сельскохозяйственным районам в результате стихийных бедствий, прогнозирование урожайности.
2.Лесное хозяйство:
выделение и идентификация различных пород деревьев;
выделение и картографирование засушливых областей леса;
выявление повреждений лесных массивов, определение источников повреждений;
определение зон для проведения профилактических мероприятий по предотвращению лесных пожаров;
контроль и оптимизация национальных парков;
анализ ущерба, нанесенного окружающей среде в результате вырубки леса;
работы, связанные с логистическим планированием транспортировки лесоматериалов и маршрутов доступа к зонам вырубки.
3.Экология:
моделирование областей наводнений и других природных явлений, а также влияния этих факторов на процесс эрозии почвы;
определение степени риска возникновения лесных пожаров и выделение областей, которым может быть нанесен ущерб в результате пожаров;
определение убытков, вызванных незаконной вырубкой леса;
анализ факторов, вызывающих загрязнение земли и воды;
определение зон, загрязненных промышленными выбросами и выявление связанных с этим проблем;
охрана биологического разнообразия животного и растительного мира; осуществление экологических проектов.
4. Геология: создание карт, демонстрирующих структуру, литологию и изменение пород (метаморфическое вытеснение) для определения запасов природных ресурсов в исследуемой области;
обновление геологических карт;
выделение и идентификация типов пород;
определение геологической структуры.
Опыт развитых зарубежных стран убедительно свидетельствует, что на современном этапе наиболее эффективные средства информационной поддержки принятия решений в сфере территориального управления базируются на использовании систем космического мониторинга и методов геоинформационного моделирования. Казахстан с его огромной, слабо контролируемой территорией, сильной дифференциацией в распределении ресурсов и уровне развития регионов особенно остро нуждается в подобных средствах. Они незаменимы при решении задач комплексного анализа и оценки состояния регионов, прогнозе возможных последствий различных управляющих воздействий, выработке рекомендаций по устойчивому развитию природно-территориальных комплексов.
Экономическая эффективность космического и планируемого подспутникового мониторинга чрезвычайно высока. Несмотря на высокую стоимость космических снимков, на сегодняшний день это наиболее эффективный и экономичный способ получения оперативной информации по большим территориям. Подспутниковые исследования существенно пополнят научные знания и помогут развить новые и существующие методы дистанционной диагностики состояния земной поверхности, что ускорит внедрение современных наукоемких отечественных технологий в практическую деятельность соответствующих министерств и ведомств Казахстана, позволит выйти республике на качественно новую ступень использования космических технологий.
Работы по созданию системы космического мониторинга ведутся в Казахстане уже несколько лет. В 1991-1992 гг., организованная по инициативе Национальной Академии наук рабочая группа, в которую вошли представиинститутов, разработала концепцию создания системы космического мониторинга в Казахстане, которая и легла в основу всех дальнейших работ в этой области [139].
Благодаря усилиям Института космических исследований (ИКИ), с 1996 г. в Алматы функционирует Центр приема и обработки космической информации (ЦПКИ). С помощью методов распознавания образов, кластерного нализа разработаны технологии обработки аэрокосмических изображений, моделирования процессов управления космическими объектами [140].
В 2003 г. на базе Евразийского Университета им. Л. Гумилева в столице Казахстана открыт филиал ИКИ - Центр космического мониторинга (ЦКМ). Сегодня аппаратно-программные комплексы (АПК), установленные в ЦПКИ и ЦКМ, обеспечивают оперативный прием, предварительную обработку и архивацию данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с американских спутников NOAA (разрешение 1100 м), Terra и Aqua (250 м), российского спутника «Метеор - 3 М» (37 м), индийских спутников IRS 1C/1D (5,6 м) и канадского спутника Radarsat-1 (от 8 до 25 метров). Эти данные используются для решения широкого круга прикладных задач [139, 141,142].
С 1997г. развивается система космического мониторинга сельскохозяйственных угодий, с помощью которой ежегодно определяются площади посевов и состояние зерновых культур, оцениваются перспективы на урожай, контролируются сроки и качество проведения агротехнических мероприятий. В рамках сотрудничества с Агентством РК по чрезвычайным ситуациям разработаны и внедрены технологии космического мониторинга пожаров и наводнений. В целях охраны окружающей среды ведется постоянное наблюдение за состоянием регионов с повышенной техногенной нагрузкой и зон экологических бедствий республики: Семипалатинским испытательным ядерным полигоном, Аральским регионом, бассейном Каспийского моря и др. [143-146].
Приказом Министра образования и науки РК ДГП «Институт космических исследований» был определен головной организацией по реализации Программы "Национальная система космического мониторинга Республики Казахстан" на 2004-2006 гг.. В 2004 г. завершился первый этап программы, в рамках которой выполнялись НИР по восьми проектам:
1. Разработка базовых технологий приема и предварительной обработки данных дистанционного зондирования.
2. Создание национального архива цифровых изображений территории Казахстана.
3. Создание опорной сети станций приема данных ДЗЗ и корпоративной сети для распространения результатов мониторинга.
4. Разработка геоинформационных технологий для решения приоритетных задач космического мониторинга.
5. Создание сети подспутниковых полигонов.
6. Создание математических моделей и алгоритмов спектрального анализа цифровых изображений.
7. Разработка и внедрение математических моделей и алгоритмов для решения прикладных задач охраны окружающей среды.
8. Создание базы данных ИК - спектральных образов льдов водоемов Казахстана.
Получены следующие основные результаты [140].
Впервые в Казахстане в ЦКМ (г. Астана) внедрена технология лицензионного приема и предварительной обработки данных IRS 1С/ ID на основе АПК «Унискан». Подписано соглашение с фирмой Antrex, официальным представителем Индийского космического агентства, предоставляющее Институту космических исследований право приема и коммерческого распространения данных приборов PAN, LISS и WIFS, а также результатов их обработки. Проведено дооборудование АПК «Унискан» трактами приема данных с КА RADARSAT-1 (Канада), EOS AM - Terra и EOS PM - Agua, подписаны трехсторонние соглашения с фирмой RADARSAT Int. (Канада) и ИТЦ Сканэкс (Россия) о сертификации АПК "УниСкан" и лицензионном приеме данных RADARSAT. В результате сертификации первая Казахстанская станция будет включена в международную сеть станций приема данных RADARSAT и получит право на прием и коммерческое распространения данных CAP RADARSAT, a также результатов их обработки.
Данные активного зондирования с КА RADARSAT позволяют получать качественные изображения земной поверхности независимо от наличия облачного покрова и времени суток. Радарные снимки особенно эффективны при определении участков затопления, картировании береговой линии и выявлении нефтяных загрязнений акватории, наблюдении за динамикой ледового покрытия, оценке состояния рисовых чеков и хлопковых плантаций, мониторинге зон экологических бедствий и др.
Разработана концепция и архитектура корпоративной информационной сети Национальной системы космического мониторинга, объединяющей:
- опорную сеть станций приема данных ДЗЗ;
- национальный архив космических изображений;
- информационную сеть тестовых подспутниковых полигонов;
- информационную сеть распределения результатов мониторинга.
Разработана структура базовой сети станций приема данных ДЗЗ на территории Казахстана, в состав которой входят Центр приема космической информации ИКИ в Алматы, Центр космического мониторинга (ЦКМ) - филиал ИКИ в г. Астана и приемный комплекс ТОО «Казгеокосмос» в г. Атырау.
Определены и согласованы с МИР РФ и РКА спецификации оборудования и программных средств обслуживания центра отображения результатов мониторинга, который планируется организовать на базе ЦКМ в г. Астане.
Разработан проект Национального архива космических изображений. Определена структура хранения данных на оперативном и долговременном уровнях. Предложена технологическая схема интерактивного доступа к каталогу космоснимков. Разработаны спецификации технического и программного обеспечения НАЦАИ.
Разработана технологическая схема определения стоимости земель сельскохозяйственного назначения. По данным дистанционного зондирования рассчитаны временные ряды вегетационных индексов территории Казахстана за период с 1999 по 2004 гг. и сформирована база данных ГИС- технологии для комплексной оценки продуктивности пашни и пастбищ.
Разработана экспериментальная методика распознавания свежеубранных полей зерновых культур. Проведены подспутниковые наблюдения на территории Акмолинской области и построены критерии распознавания. Сформирована база данных ГИС-технологии контроля темпов и качества уборки зерновых культур.
Разрабатываются методы анализа и диагностики данных дистанционного зондирования на примере задачи прогноза объема зернового производства Северного Казахстана Разработаны методы обработки спутниковых данных в задачах оценки площади спутниковых сельскохозяйственных масок; распознавания ярового сева и структуры зернопарового севооборота. Осуществлена адаптация автоматической классификации спутниковой информации к задачам распознавания яровых посевов и реконструкции параметров зернопарового севооборота [147].
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 |
