Дистанционные методы экологического мониторинга

В данной выпускной квалификационной работе был проведен анализ использования дистанционного зондирования в мониторинге окружающей среды.
Использование дистанционного зондирования позволяет получать актуальную, полную и достоверную информацию о состоянии природной среды и хозяйственной деятельности на любой удаленной территории.
Фактические области применения космических и авиационных систем наблюдения в мониторинге являются:
- контроль за восстановлением нарушенных природных ландшафтов в результате их промышленного использования;
- изменение территорий, занимаемых городами, поселками, промзонами, их состояние;
- экологический мониторинг, выявление зон экологических нарушений (загрязнение почвы, атмосферы, водоемов);
- мониторинг отдельных объектов городской инфраструктуры (дорог, мостов, промышленных объектов);
- выявление объектов утилизации отходов производства и потребления;
- градостроительство, строительство, транспорт, ЖКХ;
- кадастровые работы.
Проанализировав состав проблемы дистанционного зондирования объектов населенных пунктов, можно выделить следующие основные области применения информации дистанционного зондирования и кратко сформулировать их особенности:
- экологический мониторинг распространения загрязнения во всех трех основных природных зонах (атмосфера, поверхность земли, водная среда), развитие эрозии и других процессов деградации природной среды; выявление факта и целенаправленная локализация крупных промышленных и других источников загрязнения окружающей среды; мониторинг крупнейших кластеров промышленных предприятий;
- мониторинг чрезвычайных ситуаций, включая оценку степени и характера разрушений; прогнозирование землетрясений и других разрушительных природных явлений; предупреждение о цунами, наводнениях, оползнях, химическом и другом загрязнении территории, лесных пожарах, крупных разливах нефти и т.д.;
- создание и обновление широкого спектра общегеографических и тематических картографических материалов (топографические карты, карты в цифровом виде, ГИС различного назначения);
- информационная поддержка мероприятий по землеустройству, прокладке автомобильных дорог, строительству промышленных объектов и градостроительству, подготовке инвентаризаций.
В ходе исследования выявлено, что информация удаленного мониторинга, полученная в интересах решения вышеуказанных задач, должна отвечать ряду требований к ее параметрам, основными из которых являются следующие:
- пространственное разрешение (то есть разрешение),
- радиометрическое разрешение (характеризует количество градаций яркости на спутниковых изображениях или чувствительность устройств дистанционного зондирования),
- количество спектральных каналов или спектральное разрешение,
- частота просмотра (перерывы между повторениями наблюдений на одних и тех же участках),
- область захвата полос.
Результаты, полученные в ходе выполнения работы, позволяют сформулировать следующие основные выводы.
1. На основе спутникового мониторинга российского сектора Черного и Азовского морей, проведенного в апреле-октябре 2015 года, выявлены основные признаки загрязнения морской среды, в том числе содержание взвесей, обводнение, наличие пленок нефтепродуктов и органических веществ биогенного происхождения, не выявлено. Оценка влияния динамических структур в прибрежной зоне моря на пространственно¬временное распределение основных параметров загрязнения морской среды, а также их вклад в механизмы очистки и самоочищения вод.
2. Ежегодный спутниковый мониторинг обеспечивает накопление гидрологических и метеорологических данных, необходимых для выяснения и детализации типичных ситуаций динамики воды, которые определяют характеристики притока и перераспределения загрязнений в прибрежных зонах Азовского и Черного морей. Мониторинг текущего года позволил получить новые данные об элементах циркуляции воды, ответственных за перенос загрязнений и влияющих на процессы самоочищения воды. Выявленные закономерности распределения загрязнения способствуют получению более достоверных оценок существующей экологической ситуации, в том числе прогнозированию динамики распространения загрязнения на основе знания ключевых факторов, их определяющих.
3. Спутниковый мониторинг в 2015 году подтвердил, что специфика внутримассового загрязнения вод прибрежной зоны Черного моря во многом зависит от воздействия на морскую среду гидрометеорологических процессов, характеризующихся широким разнообразием форм, масштабов и времени существования. Чтобы понять эту специфику, необходимо постоянно отслеживать все эти воздействия на морскую среду, что возможно только посредством регулярных спутниковых наблюдений.
4. В дополнение к спутниковому мониторингу гидрометеорологическая ситуация была проанализирована с использованием данных из сети прибрежных метеорологических станций и гидрологических постов на реках. Сравнение наземных данных с данными дистанционного зондирования из космоса позволяет проверять последние, а также своевременно выявлять опасные погодные явления, влияющие на экологическую ситуацию в прибрежной зоне.
5. Учитывая значимость и важность полученных результатов, а также принимая во внимание зарубежный опыт приоритетного развития спутниковых наблюдений за загрязнением морской среды, работа по спутниковому мониторингу российского сектора Черного и Азовского морей требует дальнейшего продолжения.

Купить