Комплексный мониторинг Байкальской природной территории по данным дистанционного зондирования Земли

Байкальская природная территория (БПТ) включает в себя озеро Байкал, являющееся уникальным природным объектом Всемирного наследия, водоохранную зону, прилегающую к озеру, а так же особо охраняемые территории, расположенные в прибрежной зоне озера Байкал, к которым относятся национальные парки, заповедники и заказники. БПТ находится на территории Республики Бурятия, Иркутской области и Забайкальского края и занимает площадь более 386 тыс. км2. Ежегодно БПТ подвергается природным и антропогенным воздействиям, оказывающим негативное влияние на окружающую среду. В связи с этим, возникает необходимость постоянного мониторинга объектов и процессов, происходящих на исследуемой территории. Данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) позволяют с высокой периодичностью вести комплексный мониторинг природно-территориального комплекса Прибайкалья.
Для создания информационных продуктов используются спутниковые данные с более чем десятка космических аппаратов (КА), оперативно принимаемых и обрабатываемых в Сибирском центре ФГБУ «НИЦ «Планета». На основе спутниковых данных создаются тематические карты ледовой, паводковой и пожарной обстановок, карты метеорологических параметров, осуществляется мониторинг снежного покрова.
Алгоритмы обнаружения тех или иных объектов, а также их классификация основаны на спектральных характеристиках веществ и их свойствах и всецело зависят от характеристик съёмочной аппаратуры спутников ДЗЗ.
Мониторинг снежного покрова осуществляется по данным ДЗЗ низкого пространственного разрешения, имеющим большой территориальный охват и наиболее высокую периодичность съемки. В СЦ ФГБУ «НИЦ «Планета» реализован геоинформационный ресурс мониторинга заснеженности речных бассейнов, где в автоматическом режиме выполняется классификация снежного покрова и расчет количественных характеристик, что наиболее актуально в период становления и таяния снежного покрова.
С началом холодов, при температуре воздуха ниже минус 20 градусов, в первые 3 - 4 дня ледовый покров в акватории озера Байкал нарастает по 4 - 5 см в стуки. Мониторинг ледовой обстановки осуществляется с использованием данных ДЗЗ как низкого, среднего, так и высокого пространственного разрешения – для более детального изучения поверхности льда акватории озера Байкал, а так же решается задача автоматической классификации ледовых полей с целью создания карт ледовой обстановки.
На основании оперативно принимаемых спутниковых данных с КА серии NOAA и Metop-B, при помощи разработанной методики, в автоматическом режиме создаются тематические кары метеорологических параметров облачности: карты температуры, высоты и классификации облачных образований. Карты метеопараметров позволяют отслеживать стадии развития циклонической деятельности и определять положения основных и вторичных атмосферных фронтов, а также выделять опасные грозовые ячейки. Основным достоинством данной методики является получение карт метеопарамтеров в любое время года и суток при полном покрытии БПТ спутниковыми данными.
Экологический мониторинг является одной из главных составляющих при проведении спутниковых наблюдений природно-территориального комплекса Прибайкалья. Более 80% всех экологических нарушений БПТ приходится на незаконную вырубку древесной и кустарниковой растительности. Использование разновременных рядов спутниковых данных и цифровых методов их обработки в СЦ ФГБУ «НИЦ «Планета» осуществляется мониторинг и выявление новых лесных вырубок.
Ежегодно во время пожароопасного периода леса Байкальской природной территории подвергаются серьёзной опасности. Созданная в Сибирском центре технология спутникового мониторинга пожарной обстановки позволяет идентифицировать очаги возгорания, выполнять подсчёт площади горящей кромки пожара, проводить мониторинг распространения дымовых шлейфов от действующих пожаров и определять значение аэрозольного индекса, характеризующего степень загрязнения атмосферы продуктами горения.
В совокупности со спутниковой информацией при мониторинге БПТ используются данные с наземной наблюдательной сети Росгидромета: данные с гидрологических постов о текущих уровнях воды в реках бассейна озера Байкал, сведения о толщине льда, а так же данные с метеорологических станций о загрязнении атмосферного воздуха.
Данные ДЗЗ являются важной информационной составляющей при проведении наблюдений за процессами и явлениями, происходящими на БПТ. Комплексное использование тематических продуктов, на основе спутниковых данных, позволяет значительно упростить принятие решений по предотвращению и снижению ущерба при чрезвычайных ситуациях.