Рекомендации Рекомендации

для развития мониторинга озерных для развития мониторинга озерных системсистем

ДТОО «Институт космических исследований имени академика У.М.Султангазина»

Причины изменений в состоянии озерных систем: - площадь озер зависит от водности года (в т.ч зимне-весенних осадков) и расхода в р. Сырдарие;

- площади озер изменяются в течение года, в результате большого испарения, частичного оттока воды обратно в р. Сырдарию из-за отсутствия водозаборных сооружений на каналах, подающих воду в озера.

Эффективность - космическая информация позволяет проводить регулярный мониторинг озерных систем, особенно в труднодоступных и удаленных районах; определять их сезонные и межсезонные изменения

Риски – уязвимость, маловодность: пересыхание , обмеление

Последствия - нарушение экологической и экономической стабильности региона

NOAA AVHRRNOAA AVHRRNOAA AVHRRNOAA AVHRRNOAA-16, NOAA-18NOAA-16, NOAA-18

Высота орбиты 850 km

Ширина полосы обзора 2700 km

Разрешение в надире 1100 m

Разрядность 10 бит

Число спектральных каналов 5

Высота орбиты 850 km

Ширина полосы обзора 2700 km

Разрешение в надире 1100 m

Разрядность 10 бит

Число спектральных каналов 5

Ch1 – 0Ch1 – 0,,58-058-0,,6868 mkmmkm

Ch2 – 0Ch2 – 0,,725-1725-1,,11 mkmmkm

Ch3 – Ch3 – 3,55-3,93 3,55-3,93 mkmmkm

Ch4 – Ch4 – 10,3-11,3 10,3-11,3 mkmmkm

Ch5 – Ch5 – 11,5-12,5 11,5-12,5 mkmmkm

Ch1 – 0Ch1 – 0,,58-058-0,,6868 mkmmkm

Ch2 – 0Ch2 – 0,,725-1725-1,,11 mkmmkm

Ch3 – Ch3 – 3,55-3,93 3,55-3,93 mkmmkm

Ch4 – Ch4 – 10,3-11,3 10,3-11,3 mkmmkm

Ch5 – Ch5 – 11,5-12,5 11,5-12,5 mkmmkm

TERRA/AQUATERRA/AQUAMODISMODIS

TERRA/AQUATERRA/AQUAMODISMODIS

Высота орбиты 705 кмШирина полосы обзора 2330 км 36 спектральных каналовВ диапазоне от 0,405 до 14,385 мкмРадиометрическое разрешение

12 битПространственное разрешение250 m (1-2), 500 m (3-7), 1000 m (8-36)

Высота орбиты 705 кмШирина полосы обзора 2330 км 36 спектральных каналовВ диапазоне от 0,405 до 14,385 мкмРадиометрическое разрешение

12 битПространственное разрешение250 m (1-2), 500 m (3-7), 1000 m (8-36)

IRSIRS P6P6IRSIRS P6P6

Сканер LISS-IV LISS-III AWiFS

Mono MSS MSS MSS

Пространственное разрешение, м

GreenRedNIRSWIR

5,8 5,85,85,8

23,523,523,523,5

56565656

Полоса обзора, км 70 23 140 740

Радиометрическое разрешение, бит

10 10 7 10

Спектральный диапазон, км

GreenRedNIRSWIR

620-680 520-590620-680770-860

520-590620-680770-860

1550-1700

520-590620-680770-860

1550-1700

Примеры космических снимков различного пространственного разрешения (р.Черный Иртыш)

NOAA/AVHRR, 1000 м TERRA/Modis, 250 м

IRS/PAN, 5.8 мIRS/LISS, 23 м

Спутниковый снимокСпутниковый

снимокСпутниковый снимокСпутниковый

снимок

Предварительная обработка:

распаковка, (перекачивание с сайта),радиометрическая и геометрическая коррекции; спектрометрическая калибровка данных (L1B). Дополнительно осуществляется трансформация космоснимка в географическую проекцию с привязкой по баллистическим данным либо по реперным точкам с известными координатами (L2A).Ликвидация краевых эффектов («расчески») для снимков LANDSAT. Составление мозаики из n сцен с цветовой тонировкой

Процедуры тематического дешифрирования:

решение конкретных целевых задач мониторинга, включая: распознавание объектов подстилающей поверхности, классификацию, расчеты геометрических и физических параметров, анализ изменений характеристик объектов и т.д.

Стоимость тематической обработки зависит от перечня решаемых задач и их сложности.

Схема обработки спутниковой информации

Блок-схема технологии космического мониторинга водных объектов, обводнительных систем и анализа водопотребления

Предварительная обработка:

радиометрическая коррекция, геопривязка

Архив спутниковых снимков различного разрешения

Исходные данныеАнализ разновременных снимков исследуемой территории с определением изменений объектов мониторинга

Определение по космической информации характерных параметров объектов (длина водотока, площадь открытого зеркала, динамика береговой линии, орошаемые площади т.д.)

ортотрансформирование с привлечением опорного снимка;

приведение снимков к единой проекции;

ручная сшивка изображений (глобальная цветовая коррекция, создание линий сшивок, локальная цветовая коррекция);

автоматическая сшивка изображений

озеро Камышлыбаш

155,30153,54 152,43

167,70

158,69155,84

140,00

145,00

150,00

155,00

160,00

165,00

170,00

август сентябрь октябрь апрель июнь июльмесяцы

площ

адь,

кв.

км

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

1989 2001 2011год

чи

сл

о п

икс

ел

ей

Создание мозаик космических снимков

Масштаб карт Разрешение космоснимка

(размер пикселя в м)

Полоса обзора

(в км)

Спутник

1: 1000 000 250 1000-2000 MODIS

1: 100 000 20-30 150 - 200 Landsat

Соотношение пространственных характеристик исходных космических снимков и масштаба результирующих карт

Источники информации Стоимость, тенге

Космический аппарат

Съемочный прибор

Характеристики съемочного прибора Стандартная обработка

Пространственное разрешение, м

Кол-во спектр. каналов/ спектр. диапазон, мкм

Полоса захвата, м

Уровень обработки

1 сцена

TERRA, AQUA

MODIS 250, 1000 2/(0,6-0,8) 2300 L1B (hdf) 10300

LANDSAT TM,ETM+ 30 6/(0,45-1,75) 185 L2A (geotiff) 175000

Resoursesat

LISS-3 23 4/(0,52-1,7) 140

1B (hdf)L2A (geotiff)

185000

AWIFS 56-70 4/(0,52-1,7) 740 215000

Стоимость услуг по заказу прицельной съемки, приему и предварительной обработке данных дистанционного зондирования Земли

Технология комплексного мониторинга озерных системТехнология комплексного мониторинга озерных систем

Наземные обследования Космический мониторинг

Подбор снимков низкого и среднего разрешения за период 1980 – 2012 гг.

Детектирование водных объектов (озера)

Расчет площадей водных зеркал

Определение тенденций (цикличности) в изменениях зеркал озер

Анализ сезонной и многолетней изменчивости площадей водного зеркала

Выбор репрезентативных озерных систем

Результаты совместного анализа данных наземных обследований и дистанционного зондирования

Рекомендации по космическому мониторингу озерных систем

1. Выбор объекта мониторинга

2. Определение периода съемки – весна (максимум наполнения), лето (минимум наполнения) режим

3. Определение сезонных изменений площади зеркала – март – ноябрь, периодичность 1 раз в месяц степень водности года

4. Определение многолетних изменений площади зеркала – ежегодно в одно и тоже время, например осень (октябрь) тенденции

5. Определение площади болотных угодий – июнь, октябрь

6. Определение состояния растительного покрова прилежащей территории степень водности года

Объекты Параметры Параметры космосъемки

Озера

Площадь открытого зеркала

Уровень и масштаб: Обз-1000; Осн-200; Разрешение, м: 170-500; 30; 5-15

Спектр. диапазоны, мкм: 0.4-1.1 3.5 – 70см

Съемочный прибор: MODIS; ETM+; LISS-III; ASTER; PAN; IKONOS, Сезон съемки: - Бесснежный Площадь водосбора

Динамика изменения границ зеркала внутри сезона и межсезонные.

Уровень и масштаб: Обз-1000; Осн-200; Дет-25;

Разрешение, м: 170; 30; 5-15;

Спектр. диапазоны, мкм: 0.7-1.1

Съемочный прибор: LISS-III; ASTER; PAN; DMC

Сезон съемки: Бесснежный

Рекомендации по космическому мониторингу водных объектов

Камышлыбашская

Акшетаушская

Правобережная

Левобережная

Снимок IRS LISS (23 м) 11 июля 2008 г.

озеро Камышлыбаш

155,30153,54 152,43

167,70

158,69155,84

140,00

145,00

150,00

155,00

160,00

165,00

170,00

август сентябрь октябрь апрель июнь июльмесяцы

площ

адь,

кв.

км

Оценка площади водного зеркала водоемов

озеро Раимколь

6,24

7,59 7,907,44

6,40 6,11

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

август сентябрь октябрь апрель июнь июльмесяцы

площ

адь,

кв.км

Примеры космического мониторинга озерных систем