Как сервисы предоставления спутниковых данных помогают при чрезвычайных ситуациях
Рисунок 1 ‒ Затопление села Владимировка, Амурская область, 2013 г. (WorldView-2)
Космический мониторинг ‒ важнейший источник информации, позволяющий оперативно реагировать на возникновение техногенных и природных чрезвычайных ситуаций (ЧС), объективно оценивать их масштабы и степень нанесенного ущерба, эффективно бороться с последствиями аварий и катастроф, повышать достоверность прогноза наступления кризисных ситуаций. Для России, характеризующейся огромными территориями и особыми климатическими условиями, применение результатов анализа данных дистанционного зондирования Земли является особенно актуальным.
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, решаемых при помощи данных наблюдения Земли, вошли следующие пункты:
-
выявление лесных пожаров при помощи выявления тепловых аномалий, определения их параметров, оценки наиболее опасных тепловых аномалий в пределах пятикилометровой зоны от населенных пунктов и объектов инфраструктуры.;
-
оценивание границ гарей определяется на космических снимках либо путем визуального дешифрирования снимка, либо на основе автоматической классификации элементарных природных выделов на снимке средствами ГИС. Визуальный способ определения контура гари в большинстве случаев оказывается более предпочтительным.;
-
мониторинг наводнений / выявление изменений границ водных объектов. Спутниковые данные используются для предупреждения разливов и предотвращения чрезвычайных ситуаций, возникших в период половодья и паводков. Мониторинг рек включает в себя прогнозирование паводковой обстановки, выявление фактов разлива, заторов, оценку последствий затоплений по данным детального и высокого разрешений. Высокая оперативность получения данных достигается благодаря комплексному использованию группировок спутников с аппаратурой различного охвата и пространственного разрешения, работающей в оптическом и радиолокационном диапазонах. Это позволяет получать информацию в любое время суток и при любой погоде (в том числе в условиях сплошной облачности).;
-
оценка ущерба при чрезвычайных ситуациях. Благодаря оперативности получения данных организации быстрого реагирования могут использовать возможности космических снимков для ускорения и улучшения всех аспектов своей деятельности — от предварительной оценки ущерба до быстрого реагирования и последующего восстановления;
-
выявление опасных деформаций земной поверхности и сооружений при помощи спутниковой интерферометрии для оперативного мониторинга деформационных процессов больших территорий. После выявления наиболее аварийных мест можно выполнять локальный геодезический мониторинг выявленных участков традиционными геодезическими методами для предотвращения потенциальной аварии.
Специалисты, осуществляющие свою деятельность в сфере мониторинга чрезвычайных ситуаций выделили две наиболее актуальные для Санкт-Петербурга и Ленинградской области задачи: оценка ущерба при чрезвычайных ситуациях и выявление опасных деформаций земной поверхности и сооружений.
Для решения этих двух задач специалистам требуются многовременные серии снимков / тематических продуктов, полученных с высокой частотой, для мониторинга объектов и анализа динамики их изменений во времени. При этом используются как радарные, так и оптические ДЗЗ высокого и среднего пространственного разрешения. Необходимым условием также является широкий пространственный охват данных и оперативность их получения. При этом основным источником данных являются материалы космического радиолокационного зондирования высокого и среднего (в частности - 20 м для спутника Sentinel-1) пространственного разрешения с широким пространственным охватом.
В сфере мониторинга чрезвычайных ситуаций использование ДЗЗ позволяет упростить работу специалистов и улучшить существующие бизнес-процессы за счёт:
-
организации эффективной системы мониторинга на основе данных наблюдения земли и наземных измерений;
-
снижения стоимости выполнения площадных измерений;
-
обеспечения производственной безопасности;
-
обеспечения безопасности оборудования;
-
снижения экономических потерь;
-
получения страховых взносов.
Рисунок 2 ‒ Мониторинг последствий цунами, Индонезия, космические снимки со спутника WorldView-3 © DigitalGlobe, октябрь 2018 год
Примеры из российской практики
Ниже перечислены научные работы, описывающие успешное применение данных ДЗЗ в сфере мониторинга чрезвычайных ситуаций:
1) Российский спутник дистанционного зондирования Земли «Канопус-В» запечатлел последствия взрыва в порту г. Бейрут (Ливан). Мощный взрыв произошёл 4 августа 2020 года в районе морского порта Бейрута поблизости от базы ВМС. На представленных снимках хорошо виден характер разрушений на набережной рядом с местом взрыва: целый ряд строений был снесен ударной волной. На фото также указан эпицентр взрыва. По информации местных властей, причиной трагедии стала детонация хранившихся на складе 2700 т конфискованной таможенными службами аммиачной селитры.
Рисунок 3 ‒ Спутниковый снимок, демонстрирующий последствия взрыва в порту г. Бейрут
2) Научно-исследовательская работа, посвященная применение данных ДЗЗ при мониторинге деформаций в районах ведения горных работ на Кольском полуострове (Россия): Ponomarenko M.R., Pimanov I.Yu. Implementation of Synthetic Aperture Radar and Geoinformation Technologies in the Complex Monitoring and Managing of the Mining Industry Objects // Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 574, Springer International Publishing Switzerland, pp. 291-299 https://doi.org/10.1007/978-3-319-57264-2_30
3) Мониторинг лесных пожаров в зоне отчуждения ЧАЭС (Киевская область, Украина), которые выполнялись с апреля 2020 года. В съемке задействована российская группировка космических аппаратов «Канопус-В» и «Метеор-М».
Рисунок 4 ‒ Космический мониторинг лесных пожаров
4) Научно-исследовательская работа, посвященная мониторингу и прогнозированию паводков на реке Северная Двина с применением данных ДЗЗ: Зеленцов В.А., Алабян А.М., Крыленко И.Н., Пиманов И.Ю., Пономаренко М.Р., Потрясаев С.А., Семёнов А.Е., Соболевский В.А., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Модельно-ориентированная система оперативного прогнозирования речных наводнений // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89. № 8. С. 831-843. DOI: 10.31857/S0869-5873898831-843
5) В рамках деятельности Международной Хартии по космосу и крупным катастрофам российскими спутниками выполнен мониторинг последствий урагана и наводнения в Республике Фиджи. В это же время на основе сообщений СМИ о природных и техногенных катастрофах по всему миру была запланирована космическая съемка наводнения и оползня в Бразилии, а также извержения вулкана на Гавайях.
Рисунок 5 ‒ Мониторинг извержения вулкана на Гавайях
Таким образом, можно сделать вывод, что мониторинг чрезвычайных ситуаций с помощью методов дистанционного зондирования – востребованная услуга среди поисково-спасательных служб, лесных хозяйств, экологических организаций.
Источники:
1) Компания СОВЗОНД. Мониторинг чрезвычайных ситуаций.
URL: https://sovzond.ru/industry-solutions/emergencies/
2) Компания СКАНЭКС. Мониторинг чрезвычайных ситуаций. URL: http://www.scanex.ru/service/operativnyy-monitoring/monitoring-chs/
3) Роскосмос. Мониторинг чрезвычайных ситуаций. URL: https://www.roscosmos.ru/26513/
