Оценка эффективности использования многоспектральных и гиперспектральных спутниковых данных для обнаружения загрязнений в прибрежных акваториях океана

Прибрежные акватории, граничащие с плотно заселенными зонами, подвергаются сильному антропогенному воздействию, одним из элементов которого являются глубинные стоки в океан. Динамика различных процессов в береговой зоне океана, подвергшейся загрязнению такого типа, мало исследована. Методы наземных измерений, хотя и обладают высокой точностью, весьма дороги и не позволяют получить полную картину распределения шлейфа загрязнения. Поэтому задача обнаружения областей загрязнения и оценки физико-химических характеристик загрязненных вод дистанционными методами является весьма актуальной.
На основе данных вертикального профилирования спектров поглощения и рассеяния, собранных на различных участках акватории бухты Мамала (Гавайи) в августе-сентябре 2004 году с использованием прибора АС-9, построена биооптическая модель загрязненных вод, основным источником которых является система сброса с очистных сооружений на острове Санд. С использованием полученных результатов разработан алгоритм оценки концентрации базовых примесей (внутриклеточный хлорофилл, растворенные органические вещества и гетеротрофные бактерии) по данным многоспектральных и гиперспектральных спектрорадиометров. Алгоритм основан на методе нелинейной оптимизации, что позволяет учесть вариабельность всего спектра отражения, а не только значений коэффициента отражения для отдельных спектральных кана-лов, а также провести автоматическую коррекцию поверхностного отражения. Так как концентрация фитопланктона и гетеротрофных бактерий коррелирует с концентрацией нутриентов (неорганических соединений), а концентрация растворенных органических веществ определяет степень загрязнения органическими компонентами, полученные оценки концентраций позволяют оценить степень общего загрязнения сбросовыми водами.
Приводятся результаты оценки эффективности использования многоспектральных (ALI/EO-1, MODIS/TERRA) и гиперспектральных (Hyperion/EO-1) спутниковых изображений, синхронных с измерениями AC-9, с целью обнаружения областей загрязнения и оценки степени загрязнения в бухте Мамала (о-в Оаху, Гавайи), используя вышеописанный алгоритм. Для атмосферной коррекции спутниковых данных использовался пакет MODTRAN 4.