Каспийский институт Международного научного комплекса «Астана» в соответствии с техническим заданием Ситуационного центра Атырауской области проводит научно-прикладное исследование по созданию информационно-аналитической системы (далее – ИАС) выявления нефтезагрязнений Казахстанского сектора Каспийского моря в пределах Атырауской области на основе применения данных Дистанционного зондирования земли и Геоинформационных систем
На сегодняшний день МНК «Астана» завершил первый этап работ, в котором были поставлены следующие задачи:
- Проведение анализа современных методов космического мониторинга процессов нефтезагрязнения акваторий морей и внутренних водоемов.
- Проведение сбора сведений по нефтезагрязнениям акватории Казахстанского сектора Каспийского моря в пределах Атырауской области.
Развертывание ИАС выявления нефтезагрязнений позволит Ситуационному центру Атырауской области самостоятельно вести мониторинг нефтезагрязнений КСКМ в пределах Атырауской области.
ИАС выявления нефтезагрязнений необходима для своевременной и слаженной координации действий, направленных на охрану окружающей среды, на реагирование фактов нефтезагрязнений, а также заблаговременного предупреждения об опасных природных и техногенных явлениях.
Краткий обзор проблемных вопросов.
Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в мировых акваториях. Основными антропогенными факторами загрязнения вод и донных отложений нефтью являются: регламентные работы при транспортировках нефти, аварийные разливы при транспортировке и добычи нефти на морском шельфе, сброс промышленных и бытовых сточных вод, и мусора. Проблема загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами в результате человеческой деятельности, связанной с использованием нефти и нефтепродуктов, бесспорно является одной из наиболее значимых экологических проблем не только в Казахстане, но и во всем мире. В этой связи одной из важнейших задач научно-прикладных исследований является разработка эффективных способов обнаружения и идентификации загрязнений нефтью и нефтепродуктами.
Каспийское море представляет очень чувствительную экосистему. За последние десятилетия под воздействием антропогенных и биохимических факторов резко ухудшилось состояние экосистем в целом, и особенно северо-восточной части моря. Экосистема Казахстанского сектора Каспийского моря оценивается экспертами как предкризисная и может ухудшиться в результате крупномасштабного вторжения в природную среду из-за освоения мелководий в пределах Атырауской области для добычи нефти. Главным загрязнителем моря, безусловно, является нефть. Нефть, попадая в открытое море, вызывает значительные, порой необратимые изменения ее свойств. Покрывает огромные участки водной поверхности, нарушая кислородный, углекислотный и другие виды газового обмена. Эти изменения влекут за собой ухудшение состояния и биопродуктивности морской флоры и фауны, а также сезонные колебания уровня моря и сгонно-нагонные явления, обусловленные мелководностью шельфа Северного Каспия и низменностью его прилегающего побережья, усиливают воздействие последствий нефтезагрязнения на прибрежные экосистемы, на социальные, хозяйственные и производственные объекты. При решении вопросов, связанных с экологической безопасностью всего региона первоочередная задача заключается в предупреждении и своевременном обнаружении загрязнения окружающей природной среды в результате несанкционированных сбросов или аварийных разливов нефти.
Решением данной проблемы является оперативный мониторинг нефтезагрязнений КСКМ в пределах Атырауской области, который позволил бы своевременно реагировать на факты загрязнения вод нефтью и нефтепродуктами. Проведение мониторинга уже невозможно представить без использования информации, получаемой с помощью данных дистанционного зондирования, установленных на специализированных искусственных спутниках Земли. Спутниковый мониторинг является эффективным методом контроля морской среды и позволяет своевременно отслеживать появление нефтяных загрязнений на обширных акваториях, одновременно включая территориальные воды сопредельных стран, что особенно важно в случае трансграничного переноса загрязнений течениями.
Способы применения данных ДЗЗ для обнаружения нефтяных загрязнений морской поверхности и моделирования дальнейшего дрейфа.
В настоящее время благодаря совершенствованию бортовой съемочной аппаратуры, развитию цифровых методов обработки данных и обеспечению высокой периодичности съемки наиболее востребованными стали методы ДЗЗ из космоса. Широкий выбор технологических ресурсов ДЗЗ, таких как, использование радиолокационных и оптических диапазонов, алгоритмы для моделирования ситуаций в совокупности с наземной верификацией и возможностью работы с открытыми и коммерческими данными, позволяют применять комплексно-прикладные методики для решения задач мониторинга нефтеразливов в мировых акваториях. Исходя из многолетних исследований, следует отметить, что эффективное выявление нефтяных загрязнений возможно только в рамках мультисенсорного подхода.
Возможности радиолокационной съемки для обнаружения нефтяных загрязнений.
На современном этапе обнаружение, мониторинг и контроль нефтяных загрязнений на поверхности моря неосуществим без применения современных методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Важную роль в мониторинге играют радиолокаторы с синтезированной апертурой, благодаря следующим характеристикам:
- Возможность круглосуточной работы благодаря использованию активного зондирования, причём характеристики изображения от времени суток не зависят.
- Возможность всепогодной съёмки, т.к. атмосфера практически прозрачна для используемого РСА микроволнового излучения;
- Диэлектрические свойства воды в микроволновом диапазоне однородны, что позволяет считать вариации рассеянного сигнала связанными только с геометрическими параметрами возмущений и тем самым облегчает интерпретацию снимков;
- Высокое пространственное разрешение современных космических РСА позволяет с необходимой точностью детектировать нефтяные загрязнения даже относительно небольшого размера и оценивать их параметры.
Основой метода спутникового мониторинга загрязнения морских вод является возможность выявления областей морской акватории, покрытых поверхностными нефтяными пленками (так называемыми пленочными сликами) методами спутниковой радиолокации. Наличие поверхностной пленки приводит к понижению интенсивности волно-ветрового взаимодействия и к затуханию резонансной гравитационно-капиллярной компоненты поверхностного волнения. В этом случае на поверхности океана образуются выглаженные области (слики), которые проявляются на радиолокационных снимках как области пониженного рассеяния, которые служат индикаторами наличия загрязняющих пленок на морской поверхности.
Возможности оптической съемки для верификации обнаруженных нефтяных загрязнений.
Сочетание радаров с синтезированной апертурой (далее – РСА) и оптических сенсоров в мониторинге нефтяных и загрязнений – перспективное направление в области обнаружения нефтезагрязнений. Данные РСА выявляют эффекты гашения волнения пленками, а оптические сенсоры позволяют получить информацию об относительной толщине пленок, размерах пятен и присутствии диспергированной нефти. До последнего времени спутниковые оптические данные мало использовались из-за низкого разрешения первых оптических сенсоров, проблем, связанных с облачностью и т.п. Появление таких инструментов, как MODIS, MERIS и PROBA CHRIS с улучшенными спектральными и пространственными разрешениями, а также возможность получения одномоментных РСА и оптических данных со спутника Envisat позволяет рассчитывать на существенные результаты их совместной обработки и анализа. Это в особенности касается Казахстанского сектора Каспийского моря, где условия облачности благоприятствуют оптической съемке морской поверхности. Оптико-электронные спутниковые системы Дистанционного зондирования Земли позволяют получать пространственную информацию о земной поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах длин электромагнитных волн.
Они способны распознавать пассивное отраженное излучение земной поверхности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. В оптико-электронных системах ДЗЗ, как правило, используются датчики с постоянным построчным сканированием. Полный угол сканирования поперек маршрута — называется углом обзора, а соответствующая величина на поверхности Земли — шириной полосы съемки. Оптико-электронные системы ДЗЗ проводят съемку в оптическом диапазоне электромагнитных волн. Панхроматические изображения занимают практически весь видимый диапазон электромагнитного спектра (0,45–0,90 мкм), и поэтому являются черно-белыми. Мультиспектральные (многозональные) съемочные системы формируют несколько отдельных изображений для широких спектральных зон в диапазоне от видимого до инфракрасных электромагнитных излучений.
Моделирование нефтяного дрейфа.
При планировании и проведении работ по борьбе с аварийными разливами в море возникает необходимость прогнозирования распространения нефти в море. Такие прогнозы позволяют, в частности, предупреждать о возможности загрязнения нефтью береговой зоны, о пересечении нефтяным пятном районов интенсивной хозяйственной деятельности, курсов судов и т.д. Распространение нефти в море при аварийных разливах представляет собой сложный процесс, для описания которого необходим учет большого количества разнообразных факторов. Для случая разлива нефти и нефтепродуктов в морской акватории, этот процесс схематически можно представить следующим образом. Сначала наблюдается растекание нефти по поверхности моря под действием сил, обусловленных гравитацией (плотность воды больше плотности нефти, поэтому нефть “возвышается” над поверхностью моря) и вязким трением, а затем — силы, обусловленной поверхностным натяжением.
На определенном этапе работа сил, обусловленных поверхностным натяжением, меняет знак и растекание прекращается. Помимо изучения механизма распространения пятна нефти относительно его центра тяжести большое значение имеет исследование движения, т. Е. дрейфа пятна нефти, который определяется воздействием ветра, течения и поверхностного волнения.
Подходы к моделированию растекания нефтяной пленки. В настоящее время существует большое количество подходов к моделированию растекания нефтяной пленки по поверхности моря. В работах процесс растекания нефтяной пленки по поверхности моря представлен в виде последовательности трех фаз: инерционной, гравитационновязкой и фазы поверхностного натяжения. На основе такого упрощения процесса растекания для каждой фазы разработан алгоритм определения зависимости радиуса нефтяной пленки от времени. Для инерционной фазы эта зависимость определяется из приближенного равенства сил, обусловленных горизонтальным градиентом давления и инерцией, для гравитационно-вязкой фазы — из приближенного равенства сил, обусловленных горизонтальным градиентом давления и вязкостью, для фазы поверхностного натяжения — из приближенного равенства сил, обусловленных вязкостью и поверхностным натяжением. Наиболее перспективным является подход, при котором основные параметры и уравнения усредняются по толщине пленки
Результаты и мировой опыт применения спутникового мониторинга нефтяных загрязнений морской поверхности.
Проблема загрязнения морей и прибрежных акваторий в настоящее время приобрела глобальный характер. Недропользователи хорошо осведомлены о том, что нефтяные загрязнения наносят практически невосполнимый ущерб окружающей среде. Они не только оказывают пагубное воздействие на флору и фауну, нарушая процессы физико-химико-биологического обмена в системе море-берег-атмосфера, но и влияют на социальные процессы, нанося непоправимый урон сельскому хозяйству и индустрии туризма, которые несут огромные материальные потери. Своевременное обнаружение и принятие экстренных мер по ликвидации загрязнения может если не предотвратить, то снизить ущерб в десятки раз. Таким образом, назрела жизненно важная необходимость мониторинга нефтезагрязнений Казахстанского сектора Каспийского моря. Вследствие географической удаленности и большего размера самой акватории КСКМ.
На современном этапе мониторинг экологической безопасности не только Каспийского моря, но и всего мирового океана, берет за свою основу получение и интерпретацию данных ДЗЗ для обнаружения нефтяных загрязнений. В последнее время во всем мире запущено большое количество спутников с научной аппаратурой на борту, работающей в разных диапазонах электромагнитного спектра. Огромное количество поступающей со спутников информации используется не только в чисто научных целях, но и для решения многих хозяйственных и природоохранных задач. Непрерывно возрастает загрязнение нефтепродуктами мировых акваторий. Это вызвано, прежде всего, увеличением объемов перевозок морским транспортом, в частности, перевозки экспортируемой нефти водным путем, вводом в эксплуатацию новых нефтяных терминалов и морских буровых установок, выносом реками загрязненных вод.
В данной работе рассмотрен и проанализирован мировой опыт современных методов спутникового мониторинга процессов нефтезагрязнений. Широкий объем данных позволил провести анализ уже примененных методик выявления нефтезагрязнений и получить статистически надежные выводы о решении задач обнаружения и прогнозирования разливов нефти и нефтепродуктов. Значительное внимание уделяется практическому использованию данных Дистанционного зондирования земли и Геоинформационных систем для контроля за нефтяными загрязнениями. На основе ряда мировых успешно примененных Методик обнаружения, были выделены наиболее образцовые и разнохарактерные решения космического мониторинга районов добычи и транспортировки нефти и нефтепродуктов.
Сравнение методов проводилось по таким техническим возможностям, как пространственное разрешение, размер сцены космического снимка, комплексное использование дистанционной и наземной съемки, возможность моделирования нефтяного дрейфа, а также актуальность используемых спутниковых данных.
Cпутниковый мониторинг нефтяных загрязнений Мексиканского залива.
День 20 апреля 2010 г. стал чёрным днём календаря для компании British Petroleum (ВР) и персонала буровой платформы Deepwater Horizon (компания-оператор Transocean). Сразу после аварии начались съёмки места аварии из космоса с оптических (Aqua, Terra, SPOT, WorldView и др.) и радиолокационных (Envisat, Radarsat, TerraSAR-X, Cosmo-SkyMed и др.) спутников. Непрерывные ежедневные съёмки позволяли точно установить размеры и конфигурацию пятна, направление его дрейфа и ряд других характеристик.
Более того, оперативные съёмки из космоса способствовали получению актуальной информации в масштабе реального времени о воздействии разлива нефти на окружающую среду и выявлению зон риска. В целом, профессиональное использование данных ДЗЗ в нефтегазовой отрасли позволило существенно уменьшить экологические и социо-экономические риски. В первые дни экологической катастрофы специалисты по охране окружающей среды начали активно сотрудничать с провайдерами спутниковых данных, среди которых были космические агентства (NASA, ESA, CSA, JAXA, DLR и др.) и различные коммерческие компании. Радиолокационные ERS-2, ENVISAT, Radarsat-1/2, TerraSAR-X, CosmoSkyMed-1/2/3, ALOS и ресурсные спутники дистанционного зондирования Terra, Aqua, SPOT 4, Landsat, IKONOS, Quickbird, WorldView месяцами отслеживали из космоса это нефтяное пятно, начиная с 22 апреля.
Действительно, в ликвидации этой катастрофы, данные ДЗЗ сыграли одну из главных ролей — причем как в мониторинге самого разлива, так и в оценке его влияния на окружающую среду. В итоге было получено и проанализировано более 650 спутниковых снимков. Впервые в полной мере были профессионально реализованы преимущества мультидатчикового подхода для мониторинга катастрофического разлива нефти, включающие способность различных датчиков ДЗЗ получать квазисинхронные снимки из космоса в различных спектральных диапазонах, с различным обзором и разрешением. Помимо этого, на основе данных ДЗЗ, ГИС- и интернет технологий были созданы специальные интерактивные средства, визуализирующие снимки из космоса, сам разлив, а также различные его параметры и характеристики, включая индексы экологического неблагополучия (индексы ESI) для побережья штатов Луизиана, Миссисипи, Алабама и Флорида. В частности, был создан ряд online-сервисов, базирующихся на данных ДЗЗ и предоставляющих наглядную информацию о разливе в реальном масштабе времени. К проблеме подключились корпорации ESRI и Google, создавшие собственные сервисы на основе ГИС и Google Earth технологий. Наконец, научно-исследовательские институты США, численно моделировавшие циркуляцию вод Мексиканского залива с целью определения наиболее вероятных траекторий дрейфа нефтяного пятна (использовались 6 различных моделей), также проводили сравнение полученных результатов с данными ДЗЗ.
Данная экологическая катастрофа застала врасплох мировое сообщество и обнаружила острую необходимость в научно-прикладных решениях в сфере ДЗЗ и ГИС-технологий для сбора и консолидации информации в пространственном контексте, обеспечивая отслеживание последствий и своевременное реагирование. Мексиканский залив стал своего рода тестовым полигоном, на котором были применены технологии всех ведущих космических агентств, что создавало беспорядочный поток данных и ряд неструктурированных способов идентификации и верификации нефтяных загрязнений. Но в условиях кризисной ситуации эмпирическим путем, и анализом полученных материалов было положено начало для формирования современных методик по космическому мониторингу процессов нефтезагрязнений мировых акваториях.
Спутниковый мониторинг пленочных загрязнений Кольcкого залива.
Сразу после событий в Мексиканском заливе ведущие нефтедобывающие страны, в том числе Россия, обратили пристальное внимание к проблеме нефтезагрязнений и оценке риска экологической безопасности. В России большая часть нефтедобычи производится в морских акваториях северо-ледовитого океана в арктических и субарктических широтах. Арктика является территорией, разливы нефтепродуктов на которой особенно опасны в силу природно-климатических условий: последствия разливов ликвидировать здесь труднее, чем в других регионах. Из-за неблагоприятных факторов внешней среды процессы самоочищения в арктических морях крайне замедлены, что способствует длительному негативному воздействию нефтяной пленки на окружающую среду.
Спутниковый мониторинг нефтеразливов Кольского залива начался в июне 2011 г. Космические данные, предварительно проанализированные в оперативном режиме специалистами ГК «СКАНЭКС», поступали в центр мониторинга ГОУ «Управление по ГОЧС и ПБ Мурманской области». Они активно использовались в работе центра мониторинга и прогнозирования Мурманского ГОЧС для мониторинга нефтеразливов на акватории и в прибрежной зоне залива в 2011–2014 гг. Мониторинг залива продолжался четыре года, космоснимки и продукты, полученные во время мониторинга, выкладывались на геопортал с возможностью доступа посредством сети Интернет. Для обнаружения и идентификации пленочных загрязнений моря в Кольском заливе использовались данные космической радиолокационной съемки спутников Radarsat-1 и Radarsat-2, которые принимались в оперативном режиме на наземные станции приема компании «СКАНЭКС» «УниСкан-24» и «Унискан-36». На этих спутниках установлены РСА бокового обзора, позволяющие получать радиолокационные снимки морской поверхности независимо от освещенности и погодных условий, что являлось важным преимуществом в специфических физико-географических условиях Мурманской области.
За весь период мониторинга было принято, обработано и проанализировано 200 радиолокационных снимков спутников Radarsat-1 и Radarsat-2; из них на 137 снимках (68,5%) были обнаружены пленочные загрязнения. В 2011 г. проведено 58 сеансов радиолокационной съемки, на 32 радиолокационных снимках обнаружены пленочные загрязнения. В 2012 г. количество полученных радиолокационных снимков составило 78, а загрязнения обнаружены на 55 из них. В 2013 г. количество съемок Кольского залива уменьшилось до 33 кадров, на 22 из которых наблюдались пленки. В 2014 г. на 28 радиолокационных снимков из 31 полученных были обнаружены пленочные загрязнения. В процентном отношении в 2011 г. пленочные загрязнения были обнаружены на 55% полученных радиолокационных снимков, в 2012 г. — на 70,5%, в 2013 г. — 66,5%, а в 2014 г. — на 90%. По данным анализа радиолокационных снимков, полученных в 2011–2014 гг., были созданы интегральные карты надежно идентифицированных пленочных загрязнений, обнаруженных в Кольском заливе в период мониторинг. Наибольшая загрязненность поверхности моря тяготеет к основным портам Кольского залива.
В итоге, по результатам четырехлетнего спутникового радиолокационного мониторинга с использованием ГИС подхода для Кольского залива были впервые созданы карты фактического распределения пленочных загрязнений, проанализировано их пространственно-временное распределение и выявлены основные источники нефтяного загрязнения. Показано, что периодически в заливе наблюдались обширные пленочные образования в виде пленок нефти и нефтепродуктов. Основными источниками загрязнений являлись предприятия министерства обороны, морского транспорта и жилищно-коммунального хозяйства, а также прибрежные нефтехранилища и нефтебазы. Существенный вклад в общее загрязнение внесли систематические сбросы различных загрязняющих веществ с судов, проходящих по акватории залива. По результатам мониторинга Кольский залив по степени загрязненности нефтью и нефтепродуктами может рассматриваться одной из «горячих точек» российской Арктики.
Спутниковый мониторинг нефтяных загрязнений Персидского залива.
В 2017 году «СКАНЭКС» и Институт океанологии РАН (ИО РАН) реализовали пилотный проект по спутниковому мониторингу Персидского залива. Результаты исследований подтвердили информацию о его серьезном нефтяном загрязнении. Акватория Персидского залива подвергается нефтяному загрязнению постоянно: по сообщениям информагентств загрязненность его вод неуклонно возрастает в результате добычи нефти, которая ведется на 34 месторождениях и более чем из 800 скважинах, танкерных перевозок (до 20-30 тыс. танкеров ежегодно), утечек нефти на трубопроводах, стандартных судовых операций и аварий судов. По оценкам экспертов в воды залива тем или иным путем попадает в среднем от 100 до 160 тыс. тонн нефти и нефтепродуктов ежегодно, а уровень нефтяного загрязнения превышает средний мировой показатель в 47 раз.
Для наблюдения за состоянием акватории залива специалистами применялась разработанная «СКАНЭКС» технология комплексного оперативного спутникового мониторинга, позволяющая обнаруживать нефтяные загрязнения с высокой достоверностью. Для мониторинга использовались радиолокационные снимки спутников Sentinel-1A и Sentinel-1B, которые размещались, обрабатывались и анализировались на специальном геопортале, созданном на базе веб-ГИС платформы GeoMixer. Основными подспорьем для анализа и идентификации обнаруженных пятен стали детальные навигационные карты с объектами морского нефтегазового комплекса и карты судовой обстановки в заливе. При необходимости для верификации радиолокационных данных и оценки экологического состояния морской среды дополнительно применялись оптические данные спутников Terra, Aqua, Suomi NPP, Sentinel-2 и Landsat-8. Всего в ходе реализации проекта в 2017 году было получено и проанализировано более 300 радиолокационных снимков с европейских спутников Sentinel-1A и Sentinel-1B, полностью или частично покрывающих Персидский залив (территориальные воды и экономические зоны Ирана, Ирака, Кувейта, Саудовской Аравии, Катара и Объединенных Арабских Эмиратов). В общей сложности на 209 радиолокационных снимках было обнаружено 4905 пятен пленочных/нефтяных загрязнений.
На основе анализа интегральных карт загрязнения специалистами было сделано заключение, что Персидский залив подвержен серьезному нефтяному загрязнению, главным образом, в результате интенсивной нефтедобычи, транспортировки нефти и активного судоходства. Сложившаяся ситуация угрожает экологии залива, даже при формальном соблюдении общемировых стандартов и требований к охране окружающей среды. Систематическая радиолокационная съемка акватории способна помочь природоохранным ведомствам стран Персидского залива проводить ежедневный мониторинг залива, а также может использоваться в качестве доказательной базы.
В настоящее время радиолокационный спутниковый мониторинг продолжает являться эффективным инструментом контроля нефтяного загрязнения, в том числе вод Персидского залива. Анализ собранных в ходе мониторинга радиолокационных данных позволил наглядно увидеть масштабы загрязнения одного из самых уникальных водоемов Мирового океана и дал новую информацию для понимания сути проблемы.
Мониторинг нефтеразливов в акватории порта Актау.
Республика Казахстан на фоне сложившейся острой ситуации поддержала мировую тенденцию по борьбе с загрязнениями водоемов нефтью и нефтепродуктами. В 2011 научный-производственный центр «Мекенсак» совместно со специалистами компании «Совзонд» выполнил космический радиолокационный мониторинг нефтеразливов в акватории порта Актау по данным спутниковой группировки COSMO-SkyMed (Италия). Космический мониторинг нефтеразливов в акватории такого крупного порта, как Актау, представляется крайне желательным, если не необходимым для подержания экологической безопасности в регионе.
В Каспийском море разрабатывается множество месторождений нефти и газа. Доказанные ресурсы нефти в Каспийском море составляют около 10 млрд т, общие ресурсы нефти и газоконденсата оцениваются в 18–20 млрд т. Город Актау, расположенный на восточном побережье Каспийского моря, является крупным грузовым портом, и в частности единственным портом Казахстана, предназначенным для международных перевозок сырой нефти и нефтепродуктов.
На первом этапе проекта НПЦ «Мекенсак были выбраны радиолокационные спутники для выполнения мониторинга нефтеразливов. По сумме технических характеристик, была выбрана спутниковая группировка COSMO-SkyMed — компанией e-GEOS (Италия). Затем был выбран оптимальный режим съемки (ScanSAR Huge Region, пространственное разрешение – 30 м, сцена – 200 х 200 км). Поскольку основной задачей было выявление нефтеразливов, то съемки были запланированы в поляризации VV. Далее НПЦ «Мекенсак» – была определена необходимая частота съемок (два раза в месяц).
Каждый снимок после выполнения съемки поступал в центр обработки радиолокационных данных компании «Совзонд» в виде амплитудного снимка в радиолокационной геометрии «дальность/азимут». Далее к каждому снимку применялась последовательность операций предварительной обработки. Благодаря возможностям автоматизации, реализованным в программном комплексе SARscape, данная операция не выполнялась по отдельным шагам, а выполнялась в виде один раз записанной последовательности шагов. Далее каждый снимок анализировался визуально специалистами по обработке радиолокационных данных компании «Совзонд». Те области, которые были интерпретированы как нефтеразливы, оконтуривались векторным полигоном. Далее каждому полигону (нефтеразливу) присваивались определенные атрибуты (площадь, периметр, дата и время обнаружения и т.д.). По каждому снимку составлялись краткие информационные отчеты, содержащие информацию о выделенных нефтеразливах обнаруженных на данном снимке.
На снимке датированным от 22 сентября 2011 года, было обнаружено 6 нефтеразливов на поверхности воды, в том числе два нефтеразлива непосредственно в районе порта Актау. Все шесть обнаруженных нефтеразливов поставлены заказчику в виде векторного полигонального шейп-файла, в атрибутах каждого нефтеразлива записаны площадь разлива в кв. км, дата и время обнаружения.
Итоги первого этапа работ.
В пределах Атырауской области был проведен анализ мировых методик космического мониторинга обнаружения нефтяных загрязнений четырех различных акваторий. Данные полученные в ходе многолетних спутниковых наблюдений районов Каспийского моря, Мексиканского, Кольского и Персидского заливов, для этих акваторий был накоплен большой объем данных дистанционного зондирования. Следует отметить, что эти моря существенно различаются по своим характеристикам и по гидродинамическим процессам, протекающим в них, что не способствует выработке обобщенного подхода, дающего возможность применения универсальной методики спутникового мониторинга к различным акваториям Мирового океана.
Исходя из ключевых характеристик четырех методов дистанционной диагностики нефтеразливов в заданных акваториях, сделаны следующие выводы:
В ходе выполнения мониторинга состояния морских акваторий на основе спутниковых данных выявлялись пленочные загрязнения 2 основных типов, обусловленные антропогенным и естественным происхождением
Успешное решение перечисленных выше задач базировалось на своевременном приеме, обработке и совместном анализе космических изображений в микроволновом, видимом и инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра, полученных с помощью различных приборов дистанционной диагностики, установленных на различных спутниках, специализированных на дистанционном зондировании Земли.
Ведущую роль в мониторинге играют радиолокаторы с синтезированной апертурой. Радиолокационная съемка, как не зависящая от облачности и освещенности, представляется оптимальным источником непространственной информации для экологического мониторинга.
Важным условием надежной верификации результатов является сопоставление радиолокационных изображений с данными оптической съемки, несущие информацию о полях температуры поверхности моря и мезомасштабной динамике вод.
Работоспособность методики космического мониторинга нефтяных загрязнений подтверждается подспутниковыми наблюдениями в том числе, лабораторным анализом
Для оперативного реагирования на экологические катастрофы, важным преимуществом является наличие алгоритма для расчета траектории движения нефтеразливов.
Возможности ИАС выявления нефтезагрязнений
