Экологический мониторинг нефтяных загрязнений по космическим снимкам

Цель проекта

Требовался экологический мониторинг нефтяных загрязнений и составление тематической карты загрязнения лицензионных участков на определенный период. 

Используя космические снимки с высоким пространственным разрешением (1.5 м) нужно было выявить следующие загрязнения:

1. Участки, захламленные отходами производства и потребления;

2. Зоны скопления высоковязкой забитуминизированной нефти;

3. Зоны скопления жидкой нефти;

4. Загрязненные участки, на которых с высокой вероятностью в течение 1-2 лет может произойти самовосстановление;

5. Загрязненные участки, на которых вследствие высокой засоленности рекультивация в следующем сезоне невозможна;

6. Участки сплошного массива погибшего леса на участках загрязнений и захламлений. 

Выполненные работы

Описание работ

Получение снимков

Для дешифрирования нефтяного загрязнения лицензионных участков (ЛУ), использовались космические снимки TripleSat и SPOT, которые имеют разрешение 1,5 м в панхроматическом канале и 6 м в мультиспектральных. Данные ДЗЗ поставлялись несколькими партиями по мере их съемки в течение августа-сентября 2019 г.

Обработка снимков

Далее, полученные снимки TripleSat и SPOT направляются на обработку, которая состоит из следующих этапов:

1. Ортотрансформирования – для повышения пространственной точности снимка;

Процесс ортотрансформирования


2. Атмосферной коррекции – для устранения негативного влияния атмосферы на результаты дешифрирования;
3. Паншарпенинга – для повышения пространственной точности снимка.

Процесс улучшения пространственного разрешения

Процесс обработки одного снимка, в зависимости от его объема, занимает от получаса до 3 часов. Всего в проекте использовалось 42 космических снимка TripleSat и 26 снимков со спутника SPOT.

Подбор методики

Проводились тестовые дешифрирования, для выбора более оптимального и точного метода. Апробировались различные методы классификации с обучением (Spectral Angle Mapper, Maximal Likelihood и др.), спектральные индексы (NDVI и др.), варианты цветового синтеза и т.д.

Наиболее точным методом, на наш взгляд, является визуальное экспертное дешифрирование специалистами в области дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Поскольку при использовании классификаций выявляется большое количество ложных объектов, не представляющих практического интереса. Для процесса дешифрирования использовались различные комбинации спектральных каналов в комплексе с индексом NDVI. Этот индекс позволяет определить потенциальные зоны разливов нефти и нефтяных загрязнений почв и водоемов.

Для выполнения проекта использовалось программное обеспечение: Scanex IMAGE Processor, ENVI, QGIS и ArcGis.

Результат

Итогом работ стала тематическая карта различных нефтяных загрязнений в виде векторного слоя для загрузки в любую геоинформационную систему.