С 15 по 17 апреля в Москве прошла III Международная конференция на тему «Космическая съемка – на пике высоких технологий», в которой приняла участие делегация нашего института в составе сотрудников отдела гидрологии и отдела инженерной геодезии.
Организатором конференции выступила московская компания «Совзонд» при поддержке компании «Digital Globe», которая является одним из ведущих мировых поставщиков космических данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) высокого разрешения с космических аппаратов Quick Bird, World View.
Основными темами конференции явились:
1. Современное состояние и тенденции развития российских и зарубежных программ ДЗЗ;
2. Программные комплексы, системы и решения для обработки данных ДЗЗ от ведущих российских и зарубежных разработчиков;
3. Опыт решения практических задач с использованием данных ДЗЗ и другие темы.
В конференции приняли участие более 250 представителей из России, США, Германии, Франции, Канады, Белоруссии, Украины. Среди них присутствовали ведущие российские и зарубежные операторы космических систем ДЗЗ, а также компании-поставщики программного обеспечения для обработки ДЗЗ, представители научных и производственных, государственных и частных компаний, специализирующихся в области геоинформационных систем и картографии, решении тематических задач для нефтегазовой отрасли, энергетики, городского, административного и муниципального управления, экологии и рационального использования природных ресурсов.
Здесь хотелось бы дать небольшое пояснение, что же такое Дистанционное зондирование Земли – это наблюдение поверхности Земли авиационными и космическими средствами, которые оснащены различными видами съемочной аппаратуры. Космические аппараты ДЗЗ создаются для решения задач метеорологии, изучения природных ресурсов Земли, для комплексного решения геопространственного анализа.
Космические аппараты оснащаются, в основном, оптико-электронной и радиолокационной аппаратурой.
Среди выступлений докладчиков на конференции вызвал, интерес доклад руководителя научного центра ОМЗ Новиковой Н. Н. Она рассказала о том, что в России разработана Федеральная Космическая программа по развитию космической системы из аппаратов различного назначения: аппаратов для детального разрешения, аппаратов гидрометеорологического назначения, для мониторинга чрезвычайных ситуаций, кадастров и т.п.
В своем докладе она отметила, что их научный центр является оператором ДЗЗ с российских космических многоспектральных аппаратов «Ресурс-ДК» и привела примеры использования информации ДЗЗ:
- в мониторинге эрозии почв;
- деградация земель из-за отвалов и отложений;
- мониторинг наводнения;
- обнаружение пожароопасных участков в лесной зоне и не только;
- мониторинг нефтегазовых месторождений;
- мониторинг горнодобывающей промышленности;
- мониторинг строительных работ.
Законодательным разрешением снимка является величина 0,5 м, это разрешение несекретно.
Среди космических спутников США был отмечен аппарат Geo-Eye. Спутник запущен 6 сентября 2008 года, на 7-летний срок эксплуатации без перерыва, ресурсов – на 12 лет работы.
Разрешение спутников – 41 см, т.е. это совершенно «потрясающие качество», как было сказано докладчиком. Полоса захвата съемки – 15 км. После выступления докладчику задали интересный вопрос, окупается ли спутник и за какой период. Ответ был таким: стоимость спутника 504 млн. долларов, из них половину средств выделило правительство США. Окупаемость – 3-4 года.
На конференции выступил генеральный директор ФГУП «Госцент «Природа» Седельников В. П. с докладом о новых задачах Федерального Агентства Геодезии и картографии. Главной темой прозвучал вопрос о создании и обновлении государственных топографических карт и планов, обеспечении обороны и безопасности. Было отмечено, что прямые задачи Роскартографии, а также: создание навигационных карт, открытых карт, комплексный мониторинг и другие специальные задачи требуют наличия космической съемки. Российский аппарат «Ресурс-ДК» территорию России за съемочный период может снять только на 30%, причем облачность должна быть не более 20%. Приведен пример о том, что на территорию Свердловской области за 30 лет не нашли ни одного безоблачного снимка.
Аппарат «Ресурс-ДК» является оптико-электронным, поэтому ввиду облачности с аппарата нет той видимости, которую обеспечивают радиолокационные космические аппараты, и необходимо переходить именно на них.
За год нашим аппаратом возможно заснять 1,8 млн кв. км площади. Картографические материалы в масштабе 1:100 000 и 1:200 000 обновляются на всю территорию России, но для выпуска карт Министерство Финансов отказал Роскартографии в необходимых средствах, мотивируя отказ тем, что «карты делать просто, а денег вы просите много».
В рамках конференции состоялся семинар – практическая демонстрация на тему «Возможности использования современных данных дистанционного зондирования Земли для решения навигационных и диспетчерских задач», на котором мы также участвовали в качестве слушателей.
На семинаре выступил технический директор компании Digital Globe господин Вальтер Скотт, он рассказал о достоинствах и особенностях группировки спутников ДЗЗ. Компания обладает самым большим архивом космической съемки и предоставляет доступ к более чем 600 млн.кв.км данных высокого разрешения, полученным со спутников Quick Bird, World View-1, а также продолжает получать более 1 млн.кв.км. новой съемки каждый день.
В рамках семинара специалисты компании «Совзонд» провели практическую демонстрацию возможностей использования комических снимков в качестве актуальной и высокоточной основы для решения задач навигации. Мы получили возможность наблюдать реальный процесс обработки космических снимков с применением программных продуктов ENVI, INPHO, Bentley и Arc GIS.
Назначение перечисленных программных продуктов:
- визуализация и обработка ДЗЗ;
- обработка и анализ мультиспектральных снимков;
- исправление геометрических и радиометрических искажений;
- интерактивное улучшение изображений;
- пространственная привязка изображения;
- ортотрансформирование;
- создание ЦМР на основе стереоизображения;
- трехмерная визуализация;
- интерактивное дешифрирование и классификация;
- анализ растительности;
- анализ снимков в радиодиапазоне;
- векторизация растровых данных, поддержка широкого диапазона растровых и векторных форматов;
- калибровка и атмосферная коррекция.
Область применения ПО:
- обработка ДЗЗ, полученных со спутников;
- любые приложения для ГИС и данных цифровой картографии.
Характеристика интерфейса, достоинства системы программных продуктов представлены в каталоге компании «Совзонд».
Хотелось обратить Ваше внимание на следующем:
На базе материалов ДЗЗ возможно создание и обновление специализированных и тематических карт и планов. Тематическая обработка космических снимков позволяет решать самые различные задачи. Остановимся на примерах, которые прямо или косвенно могут участвовать в проектных решениях нашего предприятия.
Космические изображения используются на стадии геологоразведочных работ для оценки залежей природных ресурсов и состояния разрабатываемого пласта, определения величин просадок земной поверхности на разрабатываемых месторождениях нефти и газа с целью предотвращения аварий на инфраструктуре промыслов и оценки современных движений блоков на уровне продуктивных горизонтов; создания современной топографической основы на базе космических снимков высокого разрешения для проведения поисково-разведочных работ; оценки угроз тектонического и сейсмологического характера на основе точнейшей оценки подвижен разломов и их динамики, оказывающих существенное воздействие на современные инженерно-геологические процессы; поиск и обоснование перспективных площадей под поисковые работы на рудные и нерудные полезные ископаемые; поиск подземных вод и др. задачи.
Тематическая обработка ДЗЗ и геоинформационного анализа может стать основой для эффективного городского планирования, для решения таких задач как:
1. Мониторинг фактического использования земель муниципальных образований, решение проблем упорядочения существующей застройки и реконструкции многоэтажного и частного жилого фонда, определение точных границ застройки.
2. Оценка состояния основных коммуникаций, включая картирование и уточнение схем расположения коммунально-энергетических сетей, мониторинг состояния тепловых сетей, трубопроводов (диагностика их состояния и выделение предаварийных участков).
3. Мониторинг транспортной сети города, включая оценку состояния объектов дорожно-мостового хозяйства.
4. Инвентаризация зеленых насаждений, оценка их общей площади, выявление очагов заболеваний растений и т.п.
5. Обновление топографо-геодезической подосновы для корректировки генеральных планов перспективного развития городов, схем территориального планирования субъектов РФ, муниципальных районов.
Космические снимки позволяют следить за развитием негативных процессов в реках, озерах, водохранилищах, предсказывать возможность их возникновения и характер протекания, выявлять их последствия и оценивать все виды ущерба. В области «Водное хозяйство и ресурсы» возможны следующие решения:
1.Построение и анализ гидрологически корректных ЦМР.
2.Выявление речных и озерных бассейнов, водосбросов, моделирование направлений и скоростей стока при различных внешних условиях, процессов транспортировки взвешенных частиц, загрязняющих веществ.
3.Моделирование процессов затопления территории во время половодий по трехмерным моделям на базе космической стереосъемки (как без учета, так и с учетом гидравлики).
4.Определение биологической продуктивности водоемов, выявление водных биоресурсов.
5.Разработка и внедрение полуавтоматических методов мониторинга половодий по сериям космоснимков, ведение мониторинга в период половодий.
6.Осуществление мониторинга водного и ледового режима водоемов, наблюдение за процессами снеготаяния в целях прогнозирования стока и другие задачи.
Это лишь несколько примеров из широкого ряда задач, решаемых с использованием данных дистанционного зондирования земли.
Нами проведены переговоры с представителями отдела программного обеспечения компании «Совзонд» на предмет составления комплексного предложения по поставке и внедрению программного обеспечения для обработки данных ДЗЗ и использование этих данных в топографо-геодезических, гидрологических и геологических изысканиях, разработке технологий применительно к сфере деятельности нашего института, по обучению сотрудников и стоимости вышеперечисленных услуг.
Начальник ОИГиК Басова О. Ю.
Инженер ОГ Каменев Н. С.
Ведущий инженер ОИГиК Котяк Ю. П.
