ЛИДЕР В СФЕРЕ СПУТНИКОВОГО МОНИТОРИНГА
RU EN

Новая технология космического контроля половодий на реках России

03 Июля 2009
Мониторинг
Инженерно-технологический Центр (ИТЦ) «СканЭкс» разработал и протестировал на практике новую российскую технологию оперативного многоспутникового мониторинга объектов, процессов и явлений. Ключевые роли в новой технологии, получившей наименование <b>ScanNet</b>, играют универсальные станции приема космической информации «УниСкан», оперативное нацеливание спутников на районы съемки, параллельная потоковая обработка в квазиреальном масштабе времени изображений от группы спутников с разной аппаратурой детальной съемки Земли и применение сетевых геопортальных технологий.


Технология оперативного многоспутникового мониторинга ScanNet была испытана в ходе пилотного проекта «Половодье-2009» по мониторингу весеннего ледохода на крупных реках России, выполненного в апреле – июне 2009 года в интересах МЧС и Росгидромета. Всего заказчикам из региональных подразделений двух ведомств было поставлено более 1100 оптических и радиолокационных снимков высокого и среднего пространственного разрешения. В проекте участвовали также станции «УниСкан» МЧС РФ в Красноярске и Вологде из состава ведомственной системы космического мониторинга ЧС.

Центр «СканЭкс» передал более 580 снимков бассейнов крупных рек в адрес 9 региональных управлений Росгидромета: Архангельского, Мурманского, Приволжского, Северо-Западного, Западно-Сибирского, Иркутского, Краснодарского, Ставропольского и Якутского УГМС.

Подробное описание технологии ScanNet на примере спутникового мониторинга половодья в бассейне Северной Двины приведено в материалах <a href="http://www.scanex.ru/ru/publications/pdf/publication65.pdf" target="blank" >отчета</a>, доступного в разделе «Публикации» сайта ИТЦ «СканЭкс».

Региональные управления Росгидромета традиционно наблюдали за ходом весеннего половодья по снимкам низкого пространственного разрешения оптических сканеров MODIS спутников Terra и Aqua (США), но информация MODIS не позволяла проводить системный и эффективный мониторинг ледохода из-за сложных погодный условий российского Севера. С помощью комбинации данных оптических и радиолокационных датчиков семи спутников удалось отследить основные этапы схода ледяного покрова в бассейнах крупных рек России.

<b>Елена Скрипник</b>, начальник отдела речных и морских гидрологических прогнозов Гидрометцентра ГУ «Архангельский ЦГМС-Р», отметила:
— Для слежения за продвижением ледохода ранее проводилась ледовая разведка, которая из-за дороговизны прекращена. Снимки <a href="http://www.scanex.ru/ru/data/default.asp?submenu=modis&id=index" target="blank" >MODIS</a> показывают общую картину. По нашему району мы располагаем одним снимком в день, что не позволяет отслеживать движение ледохода, очаги заторообразования и разливы. Результаты, полученные в ходе проекта «Половодье-2009», явились не только важным источником оперативной информации, но позволят в дальнейшем подготовить схемы участков затопления (установить глубину затопления и площадь) для предупреждения о развитии неблагоприятных явлений органов МЧС России и муниципальных образований, что ранее сделать было невозможно из-за отсутствия точных данных. Кроме того, космическая информация использовалась для подтверждения факта затопления территории при подготовке справок для страховых компаний на возмещение ущерба пострадавшим.

В ходе спутникового мониторинга ледохода на Северной Двине, выполненного Центром «СканЭкс» в интересах Архангельского ЦГМС-Р в рамках проекта «Половодье-2009» принято и обработано более 70 радиолокационных и оптических спутниковых изображений высокого и среднего пространственного разрешения (3–60 м): <a href="http://www.scanex.ru/ru/data/default.asp?submenu=radarsat&id=index" target="blank" >RADARSAT-1</a>, <a href="http://www.scanex.ru/ru/data/default.asp?submenu=envisat&id=index" target="blank" >ENVISAT-1</a>, <a href="http://www.scanex.ru/ru/data/default.asp?submenu=irs&id=index" target="blank" >IRS-1D</a>/<a href="http://www.scanex.ru/ru/data/default.asp?submenu=irsP6&id=index" target="blank" >-P6</a>, <a href="http://www.scanex.ru/ru/data/default.asp?submenu=spot&id=index" target="blank" >SPOT 2/4</a> операторов CSA, MDA, Eurimage, ESA, ANTRIX и SPOT Image. В проекте приняла участие компания Infoterra (Германия), которая в оперативном режиме предоставляла снимки радиолокационного спутника <a href="http://www.scanex.ru/ru/data/default.asp?submenu=terrasar&id=index" target="blank" >TerraSAR-X</a>.

В результате были получены уникальные временные серии снимков, иллюстрирующие динамику вскрытия рек и развития половодья в басейне Северной Двины на протяжении более 650 км, которое сопровождались образованием продолжительных заторов льда и значительным подъемом уровня воды. Высокодетальные радиолокационные снимки TerraSAR-X продемонстрировали уникальные возможности для решения задач детальной оценки последствий затопления территорий: при сравнении снимков TerraSAR-X с высокодетальными оптическими изображениями определялись подтопленные объекты инфраструктуры (мосты, дороги, поселения и застройки).

Реализация заложенного в технологии ScanNet принципа оперативного доступа к геопродуктам потребовало создания в ИТЦ «СканЭкс» новых решений, обеспечивающих параллельную многоканальную потоковую обработку данных съемок нескольких спутников ДЗЗ в масштабе времени близком к реальному. Заказчик получал готовые геопродукты по каналам интернет связи и с помощью <b>геосервиса «Космоснимки — Половодье»</b>, который обеспечивал визуализацию, хранение продуктов и возможность проведения экспресс-анализа результатов съемок за разные даты.

По итогам испытаний технологии ScanNet на примере проекта «Половодье-2009» разработана методика оперативного заказа, обработки и доведения комплексных продуктов спутниковой съемки высокого разрешения, позволяющая определять набор информативных параметров, в том числе идентифицировать положение кромки льда, отслеживать продвижение ледохода, оценивать площадь и динамику затопления пойменных территорий.

— Отдел космического мониторинга НЦУКС совместно с центром мониторинга и прогнозирования ЧС Сибирского регионального центра МЧС России на основе метеопрогноза и данных космосъемки оценивали ситуацию и вырабатывали краткосрочный прогноз по движению ледостава и развитию паводковой обстановки, — рассказал начальник филиала космического мониторинга НЦУКС <b>Виктор Иванов</b> (г. Красноярск). — В соответствии с этим прогнозом и оценкой скорости движения льда производился предварительный заказ космической съемки высокого разрешения районов ожидаемых ЧС. Полученные космические снимки после дешифровки и детектирования мест образования заторов предоставлялись в оперативную дежурную смену НЦУКС и в Центр мониторинга Сибирского РЦ для оценки текущей обстановки, прогноза и последующих заказов спутниковых данных. Одновременная съемка с использованием радарных и многоспектральных датчиков высокой разрешающей способности повышала эффективность и достоверность обнаружения ЧС гидрологического характера.

— Помимо задач всепогодного детального и оперативного космического мониторинга половодий новая технология ScanNet может быть применена для наблюдения за различными процессами и явлениями, например, для контроля нелегальной хозяйственной деятельности в заповедниках, нелегального рыболовства, загрязнения водной среды и других задач, — сказала вице-президент ИТЦ «СканЭкс» <b>Ольга Гершензон</b>. — Мы продолжим совершенствование и адаптацию новой технологии для решения актуальных задач рационального природопользования, мониторинга, управления и контроля.

Схема обмена данными между ИТЦ "СканЭкс" и ЦГМС-Р в ходе проекта "Половодье - 2009"

Схема планирования спутниковой съемки высокого разрешения с учетом динамики ледохода на Северной Двине весной 2009 года. Приведены контуры некоторых снимков для характеристики охвата района русла реки на протяжении 650 км от В. Устюга до устья

Ледовый затор в изгибе Северной Двины в районе н.п. Орлецы (зона желтого цвета), а также мокрый лед за ледовым затором (зона оранжевого цвета). Видна полынья с открытой водой (черная стрелка), а также сохранившаяся ледовая переправа (синяя стрелка). SPOT 4, 05.05.2009. (SPOT Image, SCANEX, 2009)

Динамика ледохода и затопления в районе Красавино. Образовавшийся затор у Котласа привел к быстрому подтоплению поймы. Временная разница – 2,5 часа. На снимке нанесен контур русла реки. Слева – RADARSAT-1, 01.05.09 07:27 мск лтн, справа – IRS-1D/LISS-3 1.05.09 10:00 мск лтн. (CSA, MDA, ANTRIX, SCANEX, 2009)

Динамика ледохода на р. Енисей в районе устья р. Нижняя Тунгуска. Временная разница – 67 часов. Слева – RADARSAT-1, 07.05.09 04:27 мск, справа – SPOT-4 10.05.09 09:25 мск, виден выход льда из устья р. Нижняя Тунгуска (CSA, MDA, Spot Image, 2009)

Наблюдение за состоянием зимней автомобильной трассы по руслу реки Нижняя Тунгуска в районе н.п. Ярцево, видны подтопления трассы в устьях малых притоков. SPOT 4, 21.04.09 (Spot Image, 2009)

Ледовый затор во время ледохода в районе н.п. Орлецы. В полынье и на чистой воде хорошо заметны процессы «фонтанирования», что говорит о высокой мощности заторов. Ледовый затор в районе н.п. Орлецы задержал ледоход на 36 часов и вызвал обширное подтопление поймы выше по течению. TerraSAR-X, 08.05.09 (DLR, Infoterra, 2009)

Все новости
Наверх