Космические системы наблюдений на службе регионов

Приложения данных спутниковых наблюдений в комитетах по экологии и природопользования субъектов Российской Федерации развиваются в направлении инвентаризации природных ресурсов и оценки экологического состояния соответствующих регионов. Типичными являются приложения, демонстрирующие пространственное распределение различных классов наблюдаемых объектов природно-техногенной сферы (лесные, сельскохозяйственные, другие экосистемы вместе с транспортной инфраструктурой, геотехническими сооружениями и т.п.) на обрабатываемых многоспектральных изображениях. Новыми являются технологии количественной оценки параметров состояния наблюдаемых объектов для каждого элемента космического изображения. Один из таких параметров - объем биомассы растительности, который может определяться региональными специалистами при точечных наземных обследованиях отдельных тестовых участков территории.
Разрабатываемые инновационные технологии позволяют отображать получаемую информационную продукцию обработки многоспектральных космических изображений в терминах биомассы для выделенных классов почвенно-растительного покрова по всей области охвата территории данными дистанционного зондирования при конкретном пространственном разрешении измерительной аппаратуры. Технологии основаны на использовании исходных данных, представленных в абсолютных энергетических величинах, что открывает возможности подключения в процесс обработки методов вычислительной математики при создании программного обеспечения восстановления указанных параметров, инвариантных относительно угловых условий съемки, освещения объектов Солнцем и состояния атмосферы в момент съемки. На примере Тверской области показаны примеры реализации указанных технологий по космическим изображениям разного пространственного разрешения (аппаратура MODIS/Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer и ASTER/Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer спутника Terra, аппаратура ETM+/Enhanced Thematic Mapper спутника Landsat-7). Вместе с результатами восстановления биомассы на выбранной территории проводится классификации объектов (водные поверхности, облачность, почвенно-растительный покров) с выделением типов лесных экосистем (лиственные, хвойные, смешанные), типов подстилающей поверхности (леса, болота, сельскохозяйственные поля и др.). Демонстрируются более широкие возможности разработанного программного обеспечения обработки многоспектральных космических изображений в сравнении с традиционными подходами, которые основаны на стандартной обработке исходных многоспектральных яркостей или их комбинаций (вегетационные индексы), изменчивых от одной обрабатываемой сцены к другой. Региональным специалистам предоставляются новые возможности получения информационной продукции космического мониторинга разного пространственного разрешения в том виде, с которым они имеют дело в своей повседневной практике.
Работы проводятся в рамках проектов РФФИ №05-05-64199, №05-07-90176.