Космические снимки, цифровые карты,
геоинформационнные системы

8 (499) 904-82-27

Связаться с нами

    рус / eng
 

Anything in here will be replaced on browsers that support the canvas element

Случайное изображение

SPOT 6 Satellite Image -
Атолл Муруроа, Французская Полинезия


Анализ возможностей использования космических снимков IRS, Aster, Landsat-7 на примере диагностики состояния нефтепровода Кропоткин-Новороссийск

Проведение данного проекта было спровоцировано постоянно возникающим вопросами о целесообразности использования тех или иных материалов ДЗЗ для практических целей экологического мониторинга трубопровода.

В 2002 году научно-производственная фирма «ДИЭМ» победила в тендере на проведение организационно-методического руководства природоохранной деятельностью и экологического контроля объектов Каспийского Трубопроводного Консорциума (КТК).

    В задачи «ДИЭМ» по проведению экологического контроля входило:
  • разработка регламента измерений и наблюдений;
  • проведение плановых экологических измерений (включая отбор проб и химический анализ);
  • разработка разрешительной документации;
  • ведение соответствующих Баз Данных.

Разумеется, что эффективность полевых обследований трубопровода можно существенно повышать, проводя предварительный анализ состояния его трассы с использованием современных средств ДЗЗ.

Для подготовки предложений о возможностях космической съемки для оценки состояния нефтепровода и его влияния на окружающую среду «ДИЭМ» обратилась к нашей Компании.

    Нам было необходимо сделать следующее:
  • продемонстрировать возможности дешифрирования космических снимков различных типов для оценки состояния нефтепровода и его влияния на окружающую среду;
  • выработать рекомендации по использованию типов сенсоров, комбинаций спектральных каналов, их предварительной обработке для осуществления различных видов диагностики;
  • оценить эффективность привлечения космосъемки для планирования и оптимизации полевых обследований;
  • разработать предложения по организации системы производственно-экологического мониторинга с использованием материалов космической съемки.

Для выполнения работы был выбран участок трассы нефтепровода от Новороссийска до Кропоткина.


Снимки и их обработка

Для диагностики состояния объектов нефтепровода КТК было решено использовать три группы космических снимков – низкого, среднего и высокого разрешения в различных спектральных диапазонах (видимом, тепловом и коротковолновом).

Общий анализ ситуации в районе нефтепровода проводился по снимкам низкого разрешения(Landsat 7, Aster).

Более детальный анализ – по снимкам среднего (IRS) и высокого (QuickBird) разрешения.

В качестве материалов ретроспективной съемки были выбраны российские ч/б и спектрозональные снимки МК-4 октября 1995.

Современные снимки (полученные после строительства нефтепровода) представлены снимками ASTER, IRS и Landsat-7.

Все снимки были приведены в единую проекцию. Были созданы мозаики изображений.

Для всех снимков была проведена радиометрическая коррекция.


Тематическое дешифрирование

    В ходе тематического дешифрирования снимков выявлялись следующие процессы и объекты экологического мониторинга, способные в будущем привести к негативным изменениям состояния нефтепровода и окружающей среды:
  • участки подтопления-осушения, связанные с прокладкой трубопровода;
  • участки водной эрозии, предопределенные неотектонической активностью;
  • участки развития дефляции за счет ветровой эрозии;
  • участки с отсутствием биологической рекультивации и слабым зарастанием травяного покрова;
  • линейные объекты неясного происхождения (предполагаемые врезки), требующие специальной проверки на местности.

Сравнительный анализ ДЗЗ

По результатам сравнения было выявлено следующее.

    Снимки Landsat-7 очень хорошо позволяют контролировать такие опасные процессы как:
  • размыв берегов и прорывы стариц при паводках,
  • подтопление и заболачивание поймы,
  • нарушения дренажных систем, рисовых чеков и мелких водоемов.
    Снимки ASTER хорошо позволяют проводить общее районирование территорий и выявлять:
  • участки изменения почвенно–растительного покрова,
  • районы подтопления и осушения,
  • границы эрозионных и других опасных участков.

При дешифрировании целесообразно использовать, как каждый канал по отдельности, так и синтезированные цветные изображения.

Для более детального обследования природных и техногенных нарушений, на территории морского терминала и в районе г. Кропоткин применялись снимки среднего разрешения IRS.

Снимки IRS обладают меньшей обзорностью, чем снимки ASTER. Но, за счет более высокой разрешающей способности, они позволяют конкретизировать процессы, неразличимые на снимках низкого разрешения. Однако их узкий спектральный диапазон, 6 bit градаций серого, не обеспечивает широты их использования в экологических целях. Снимки IRS могут быть рекомендованы в качестве источника информации при топографическом дешифрировании.

Поэтому для увеличения информативности снимков IRS применялась технология синтеза с мультиспектральными данными ASTER.

При этом для дешифрирования различных объектов и процессов подбирались различные сочетания спектральных зон.

По таким материалам, за счет их хороших дешифровочных свойств и возможности проведения повторяющейся съемки, можно вести контроль состояния объектов, изменяющихся во времени.

Можно контролировать процесс рекультивации земель вдоль трассы нефтепровода и их возврат в хозяйственный оборот.

Можно контролировать состояние опасных обвально-осыпных участков (котлованов и оврагов).

При недостаточной надежности интерпретации сомнительных объектов и процессов, выполняется их соотнесение с объектами в базе данных КТК или проводятся специальные полевые обследования.

Кроме того, в большинстве случаев, пространственное разрешение таких материалов оказывается достаточным для контроля строительства и выявления нарушений землепользования в районе нефтепровода.

В процессе работы над проектом, было выявлено несколько конкретных случаев несанкционированного строительства в опасной близости от трассы нефтепровода.

По всем ним проведено специальное разбирательство.


Заключение

Одной из задач нашей работы было оценить возможность использования космоснимков для выявления врезок в трубопровод (линейных объектов неясного техногенного происхождения, требующих специальной проверки на местности).

Было изучено большое количество фактического материала, имеющегося в распоряжении «ДИЭМ» и КТК, по уже выявленным и ликвидированным врезкам.

Методика интерпретации по космоснимкам подобных объектов была специально адаптирована для условий Краснодарского края.

В основе методики лежит выявление подобных линейных объектов по свежим многозональным снимкам. При этом применяются красная и инфракрасная зоны спектра.

Особенно хорошие результаты дали снимки ASTER.

Дополнительно, на район морского терминала мы использовали мультиспектральный снимок QuickBird. Тип продукта - Pan-Sharpened (комбинация синего, зеленого, красного и инфракрасного диапазонов с панхроматическим диапазоном). Кроме того, они имеют высокую геометрическую точность.

Снимки QuickBird позволяют интерпретировать детали, необходимые для создания и регулярного обновления дежурных карт изменений геоэкологической обстановки на объектах нефтепровода. Хотя стоимость снимков QuickBird относительно высокая, но это компенсируется их высокой детальностью и хорошими радиометрическими свойствами.

Снимки QuickBird существенно превосходят снимки IRS. По снимками IRS выявляются участки, требующие дальнейшего уточнения. Затем по снимкам QuickBird проводится детальная интерпретация.

На рис. представлены снимки IRS и QuickBird на один и тот же участок. Оба снимка получены в один день - 18 апреля 2003.

    Можно видеть, что по снимкам QuickBird значительно надежнее распознаются:
  • жилые строения, расположенные в опасной близости от нефтепровода КТК;
  • возможное нарушение нормативной зоны отчуждения нефтепровода КТК;
  • отсутствие рекультивации буферной зоны морского терминала;
  • активная абразия (размыв) морских берегов;
  • активная линейная эрозия временных водотоков.

В качестве эксперимента, на район морского терминала нефтепровода нами использовался снимок, полученный с международной космической станции. Цветной снимок (полученный в надир) имеет разрешение на местности около 5 м. Снимок был получен в июле 2002.

По нашей оценке, данные с МКС могут весьма успешно применяться для проведения экологического контроля морской акватории и технического состояния береговых сооружений КТК.

Главным достоинством данного вида космической съемки является возможность получения снимков на заданную территорию с высокой периодичностью.

На основе проведенных исследований нами были разработаны рекомендации по использованию снимков Landsat-7, ASTER, IRS и QuickBird в системе мониторинга состояния нефтепровода КТК.

По каждому из подлежащих мониторингу процессов и объектов были выработаны конкретные рекомендации по виду и периодичности съемки, комбинации спектральных каналов, предварительной обработке.

Разумеется, при этом учитывались и экономические показатели.

Существует два типа мониторинга: плановый мониторинг и мониторинг по факту чрезвычайных ситуаций. К съемкам, рекомендуемым при возникновении чрезвычайных ситуаций, нами были отнесены данные ASTER, QuickBird и снимки с МКС.

    Без разнесения по разным типам объектов мониторинга, рекомендованная нами периодичность съемки выглядит в идеале следующим образом:
  • снимки Landsat-7 - 1 раз в год (или хотя бы 1 раз в 2 года)
  • снимки ASTER - 2 раза в год (весной и осенью)
  • снимки QuickBird - по мере необходимости детализации результатов дешифрирования снимков среднего разрешения на участки, требующие особого внимания.

Преимуществами использования дистанционных методов контроля состояния трубопровода перед наземными измерениями является возможность контроля на всем протяжении трубопровода.

Для оценки общего состояния ситуации на линейном участке трассы нефтепровода и объектах КТК достаточным является использование космоснимков ASTER и Landsat-7.

Для детальной оценки негативных социальных, техногенных и природных процессов в зоне ответственности КТК необходимо использовать космические снимки IRS и QuickBird.


ПАРТНЕРЫ

                           
 
ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ КАРТА САЙТА
         © Северная Географическая Компания, 2014. Производство сайта - KeyToWeb.RU
127410, Россия, г. Москва, проезд Черского, д. 13, корп. 4
+7 (499) 904-82-27, 904-82-36, info@ngeocomp.ru