Митакович С.А., Зав. лабораторий ИТ, к.т.н.,
Научно-исследовательский институт безопасности
жизнедеятельности Республики Башкортостан, г. Уфа,
тел.: +7(3472) 287-634, факс: +7(3472) 287-590, E-mail: Misean@mail.ru
В настоящее время Научно-исследовательский институт безопасности жизнедеятельности Республики Башкортостан (НИИ БЖД РБ) является головной организацией в РБ по решению задач связанных с анализом, предупреждением и прогнозированием чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера. С целью своевременного информационного обеспечения контроля территориальных процессов на базе отдела мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций (ЧС) в 1995 году в нем создан центр оперативного приема космических данных.
Учитывая потребность органов власти в систематическом получении информации по всей территории РБ, основной акцент в создании и развитии центра был направлен на прием и обработку космических снимков низкого и среднего пространственного разрешения. За время существования центра на базе станций приема «СканЭкс» и «СканЭр» сформирован значительный банк космических снимков NOAA и Resurs, а также снимков Terra (MODIS, Aster), Landsat (TM, ETM+), Spot 4 и других, полученных по сети Интернет или путем обмена/покупки.
Возможность получения данных от местных территориальных ведомств привела к развитию геоинформационных технологий на основе интеграции двух типов потоков данных – космических и наземных. Работы в центре регулярно ведутся по нескольким направлениям.
Мониторинг паводковой обстановки. Исходной информацией являются архивные космические снимки Terra (MODIS, Aster), Resurs, Landsat и многолетние данные об уровнях воды на гидропостах. С использованием методов статистического анализа определяются и прогнозируются зоны затопления и подтопления. В качестве дополнительной информации по развитию паводковой ситуации используются карты заснеженности водосборов, полученные по оперативным снимкам NOAA (рис. 1).
Рис. 1. Мониторинг паводковой обстановки.
Мониторинг пожароопасной обстановки. На основе оперативных снимков NOAA в автоматическом режиме детектируются источники открытого огня площадью ~100м2, а результаты детектирования верифицируются на «местах». Кроме того, перед пожароопасным периодом на основе температурных карт определяются наиболее опасные ареалы растительности (рис. 2).
Рис. 2. Мониторинг взрывопожарной обстановки.
Мониторинг атмосферы. По оперативным данным NOAA формируются карты аэрозольных выбросов промышленных предприятий на территории крупных городов РБ, которые интегрируются с результатами геоинформационного моделирования загрязнения атмосферы от промышленных, передвижных источников и с данными наземных постов контроля (рис. 3).
Рис. 3. Мониторинг загрязнения атмосферы.
Экологическая экспертиза состояния природоохранных объектов. На основе данных Resurs, Terra (Aster) классифицируются лесные массивы по степени техногенной угнетенности, определяется степень загрязнения крупных водоемов, выявляются нарушения природоохранных зон охраняемых территорий в результате хозяйственной деятельности (рис. 4).
Рис. 4. Анализ экологического состояния территорий.
Корректировка топографической основы. Состояние объектов, отражаемых на электронных картах, в ряде случаев не соответствует действительности. Изменяются лесные массивы, водные объекты, появляются новые дороги. На основе снимков среднего/высокого пространственного разрешения ведется систематическая работа по корректировке карты и совершенствованию ее достоверности.
Центр также периодически осуществляет работу в других областях:
- изучение распределения озона в атмосфере;
- определение изменений рельефа в связи с антропогенной деятельностью;
- анализ овражно-балочной и эрозионной сети;
- оценка степени засоления и структурных изменений почвенного покрова;
- изучение фитосанитарного состояния и динамики развития растительного покрова;
- оценка ареалов загрязнения снежного покрова
- и др.
Одним из основных направлений деятельности НИИ БЖД РБ является разработка документов промышленной безопасности для предприятий, городов, региона. В последнее время космические снимки и здесь находят свое применение. В основном это снимки высокого и среднего пространственного разрешения. Так, например, для создания планов ликвидации аварийных разливов нефти используются стереопары, позволяющие воспроизвести достаточно реальный рельеф вблизи опасных объектов, или анализируется почвенный состав для моделирования растекания и впитывания нефти. Детальные космические снимки позволяют более точно определить местоположения и площади свалок, отстойников и т.п.
Помимо прикладных задач, в центре оперативного приема космических данных ведутся разработки в научно-теоретическом плане, в частности: исследование фрактальной структуры космических изображений с помощью вейвлет преобразований; создание алгоритмов распознавания образов, применимых в случае неполной информации о вероятностных характеристиках классов и др.
Программно-аналитическую основу решения вышеуказанных задач составляют программные продукты от мировых лидеров в области геоинформационных технологий Leica Geosystems и ESRI. Многофункциональность и построенная на единых стандартах модульная структура последних разработок программных продуктов ERDAS IMAGINE 8.7, LPS 8.7, ArcGIS 9, дополненных собственными моделями и модулями, позволила существенно автоматизировать обработку, предоставление космических данных и более эффективно решать многие научно-прикладные вопросы.
