Компании сообщаютНовости компаний

| 28.12.2020

Рисунок 1 – Композитное изображение на основе данных спутника Suomi NPP

Спутниковые данные играют немаловажную роль при картографировании территорий. Существующие данные дистанционного зондирования Земли (далее ‒ ДЗЗ) используются как для топографического, так и для
тематического картографирования. Тематический картографический продукт – это результат проведения тематического дешифрирования, классификации и пространственного анализа, выполняемого экспертом с
применением технологий дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий. Его создание можно назвать завершающим этапом в процессе использования материалов спутниковой съемки.
При картографировании осуществляется выявление искомых объектов и их параметров на основе оптимальных комбинаций спутниковой съемки. Результатом тематического картографирования может являться карта
любой тематической направленности.

В рамках реализации проекта «Внедрение инноваций Программы «Коперникус» для сферы охраны окружающей среды и обеспечения безопасности в регионе Балтийского моря» (R036, Speeding up Copernicus
Innovation for the BSR Environment and Security, BalticSatApps), Программа трансграничного сотрудничества «Интеррег. Регион Балтийского моря» на период 2014-2020 годов было проведено исследование
«Картографирование основных нужд и требований пользователей Программы «Коперникус». В ходе анализа результатов исследования был определен список основных прикладных задач, которые решаются в сфере
картографирования территорий:

• создание и обновление картографической основы на территорию;

• определение глубин водоемов;

• картографирование рельефа местности;

• определение изменений границ антропогенных объектов;

• тематическое картографирование (картографирование лесных массивов, с/х угодий).

Для решения тематических задач в сфере тематического картографирования применяются многовременные серии снимков / тематических продуктов, для мониторинга объектов и анализа динамики их изменений на
определенный период времени. При этом применяются как оптические, так и радарные данные высокого пространственного разрешения.

Возможности использования данных ДЗЗ

Использование данных ДЗЗ в сфере картографирования территорий предоставляет широкие возможности для упрощения и улучшения рабочего процесса. Космические данные дают преимущество при решении многих
тематических задач, среди которых можно назвать следующие:

• мониторинг и управление территорией;

• соблюдение законодательства;

• оценка привлекательности земли для инвестиций;

• контроль за строительством объектов.

Примеры из российской практики

1)            Один из главных источников данных для сервиса Яндекс.Карты — спутниковые снимки. Получая маску по спутниковому снимку,
разработанные нейронные сети выделяют достаточно большие скопления точек, принадлежащих домам, собирают их в связные области и представляют границы областей в векторной форме в виде
многоугольников.

Рисунок 2 ‒ Работа нейросетей Яндекс со спутниковыми данными при тематическом картографировании

2)   Примером успешного применения данных ДЗЗ в сфере картографирования территорий является проект, направленный на развитие фонда пространственных данных Ленинградской области.
Целью проекта является развитие инфраструктуры пространственных данных в целях формирования единого геоинформационного пространства Ленинградской области.

В рамках проекта лабораторией информационных технологий в системном анализе и моделировании Санкт-Петербургским Федеральным исследовательским центром Российской академии наук выполнены разработки
по 3 направлениям:

1.                Создание аналитического модуля определения (расчета) и построения связанностей между
пространственными объектами в ФПД.

2.                Создание модуля автоматического выявления изменений на территории на основе обработки материалов
космической съемки.

3.                Создание подсистемы каталогизации и заказа космических снимков, включающей модули каталогизации,
заказа и обработки снимков с космических аппаратов «Ресурс-П» и «Канопус-В».

Ссылка на проект: https://litsam.ru/index.php/ru/portfolio/fpd-lo

Экологический мониторинг

Рисунок 3 ‒ Концентрация мелкодисперсных частиц PM 2,5 в небе над Сибирью. 30 июня 2020 года. Фото: Windy.com

 В связи с возрастающими масштабами антропогенного воздействия на природу повышается актуальность проведения объективного экологического мониторинга. Использование космических снимков в данном
случае позволяет добиться полного единовременного охвата территории, провести экологическую оценку не только в пределах отдельных пунктов наблюдений, но и на любом выбранном участке, независимо от
его удаленности и транспортной доступности. Данные дистанционного зондирования Земли позволяют дать оценку современному экологическому состоянию запрашиваемой территории с учетом природных
катаклизмов, например, пожары, наводнения, загрязнение водоёмов, а также дать прогноз будущим катаклизмам, например, таяние ледников, состояние лесов, опустынивание и т.д. Помимо этого, за счет
широкого территориального охвата у специалистов появилась возможность провести экологический мониторинг как на конкретный участок территории, так и в более широком охвате.

Спутниковый мониторинг осуществляется практически непрерывно, что позволяет оследить изменения и динамику экологических процессов.

Экологический мониторинг на основе применения ДЗЗ отвечает требованиям существующих экологических стандартов и нормативов.

В ходе анкетирования, проводившемся в рамках исследования «Картографирование основных нужд и требований пользователей Программы «Коперникус» респонденты назвали следующие прикладные задачи, при
решении которых в своей профессиональной деятельности они используют спутниковые данные:

• оценивание границ гарей;

• выявление участков загрязнения акваторий;

• определение степени зарастания (трофности) водоемов;

• определение изменений границ свалок;

• выявление изменений границ экосистем.

Для решения указанных задач специалисты используют отдельно взятые космические снимки / тематические продукты на конкретные даты для единовременного определения границ экосистем и многовременные
серии снимков / тематических продуктов для мониторинга объектов и анализа динамики их изменений на определенный период времени. При этом применяются как оптические, так и радарные данные высокого
пространственного разрешения.

Возможности использования данных ДЗЗ

Космические данные предоставляют определенные возможности и преимущества для специалистов, работающих в сфере экологического мониторинга. Ниже приведен список областей, рабочие процессы которых
можно значительно улучшить при помощи данных ДЗЗ:

• управление развитием территорий;

• соблюдение законодательства;

• соблюдение экологических норм;

• обеспечение экологической безопасности производства.

 Примеры из российской практики

1)   ОАО «Газком» (дочернее предприятие ОАО «Газпром») совместно с Ракетно-космиечской корпорацией «Энергия» разрабатывает технологически новую для Росии космическую систему
наблюдения и картографирования «СМОТР» (Система Мониторинга Трубопроводов), предназначенной для всепогодного, не зависящего от времени суток наблюдения и картографирования объектов и территорий с
целью информационного обеспечения решения широкого круга задач нефтегазовой отрасли, основой которой является ОАО «Газпром». Разработанная система внесет вклад в обеспечение комплексной
безопасности, включающей экологическую защиту окружающей среды.

 

Рисунок 4 ‒ Использование космических систем наблюдения в нефтегазовой    отрасли с целью защиты окружающей среды.

 2)   Примером успешного использования данных ДЗЗ в сфере экологического мониторинга является научно-исследовательская работа, посвященная комплексному моделированию и
космическому мониторингу природных и техногенных объектов: V.F. Mochalov, A.V. Markov, O.V. Grigorieva, D.V. Zhukov, O.V. Brovkina, I.Y. Pimanov. Remote Sensing for Environmental Monitoring.
Complex Modeling //Advances in Intelligent Systems and Computing vol. 466, Springer International Publishing Switzerland, 2016, pp. 497-506. https://doi.org/10.1007/978-3-319-33389-2_47

3)   Тематический сервис, основанный на данных наблюдения Земли – система оперативного мониторинга СКАНЭКС, проект «Карта пожаров».

Рисунок 5 – Стартовая страница сайта «Карта пожаров»

Система оперативного мониторинга природных пожаров базируется на основе сети приемных центров российской компании СКАНЭКС. Главная цель
сервиса ‒ доведение результатов мониторинга пожаров до широкого круга заинтересованных пользователей. Проект ориентирован как на обычную интернет-аудиторию, так и на специалистов. В качестве
базовой компоненты сервиса используется технология, основанная на алгоритме автоматического детектирования пожаров по «тепловым» каналам спутниковой съемки.

Компания СКАНЭКС ведет прямой прием этих данных на станции в приемных центрах в Москве, Мегионе, Иркутске и Магадане. Принятые данные поступают в автоматическую цепочку обработки и подготовки
продуктов, которая включает стадию первичной обработки данных, создание на основе базовых продуктов космической съемки тематических продуктов высокого уровня (таких как маски ледового и снежного
покровов, маска облачности, температура поверхности, пожары и тепловые аномалии), подготовку продуктов для интернет-доступа и публикацию в портале.

Ссылка на сервис: https://fires.ru/

                 

Источники

1) Беленко, В. В. Анализ данных дистанционного зондирования (ДДЗ), применяемых для ландшафтно-экологического картографирования // Молодой ученый. — 2009. — № 10 (10). — С. 34-36. — URL:
https://moluch.ru/archive/10/741/

2) NASA Earth Observatory. Night Lights 2012 Map [Электронный ресурс] ‒ Режим доступа: https://earthobservatory.nasa.gov/images/79765/night-lights-2012-map

3) Исследование «Картографирование основных нужд и требований пользователей Программы «Коперникус», проведенное в рамках реализации проекта «Внедрение инноваций Программы «Коперникус» для
сферы охраны окружающей среды и обеспечения безопасности в регионе Балтийского моря» (R036, Speeding up Copernicus Innovation for the BSR Environment and Security, BalticSatApps), Программа
трансграничного сотрудничества «Интеррег. Регион Балтийского моря» на период 2014-2020 годов.

4) Компания СКАНЭКС. Тематическое картографирование. URL: https://www.scanex.ru/service/kartografiya-i-deshifrirovanie/tematicheskoe-kartografirovanie/

5) Как превратить спутниковые снимки в карты. Компьютерное зрение в Яндексе. URL: https://habr.com/ru/company/yandex/blog/431108/

6) Развитие фонда пространственных данных Ленинградской области. URL: https://litsam.ru/index.php/ru/portfolio/fpd-lo

7) Компания СОВЗОНД. Экологический мониторинг. URL: https://sovzond.ru/industry-solutions/ecology/

8)  V. F. Mochalov, A. V. Markov, O. V. Grigorieva, D. V. Zhukov, O. V. Brovkina, I. Y. Pimanov. Remote Sensing for
Environmental Monitoring. Complex Modeling. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-319-33389-2_47

9) Тематический сервис «Карта пожаров» [Электронный ресурс] ‒ Режим доступа: https://fires.ru/

10) Использование космических систем наблюдения в нефтегазовой отрасли. Газпром. Космические системы. URL: https://www.gazprom-spacesystems.ru/ru/m/news/8645/

 

Комитет по информатизации и связи Санкт-Петербурга