CC BY
113Использование космических средств и технологий для мониторинга окружающей природной среды
УДК 528.854
ДЕШИФРИРОВАНИЕ НЕФТЕЗАГРЯЗНЁННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИ ПОМОЩИ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
Д. В. Борисов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Исследуются образы отображения нефтезагрязнений. Устанавливаются наилучшие комбинации оптических диапазонов космических снимков Landsat для решения задач по определению нефтяных пятен. Определена методика для лучшего определения нефтезагрязнённых территорий. Результаты исследований имеют важное значение при исследовании геоэкологической обстановки регионов.
Ключевые слова: геоэкология, нефтезагрязнения, космические снимки, оптические диапазоны.
DECIPHERING PETROPOLLUTED TERRITORIES USING REMOTE SENSING DATA
D. V. Borisov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The image of oil pollution is explored. The best combination of optical satellite images Landsat bands for solving problems to determine oil spills is established. The methodology to identify oil-contaminated areas better is developed. The results of studies are important in the study ofgeo-ecological situations of regions.
Keywords: geo-ecology, oil pollution, satellite imagery, optical ranges.
В настоящее время проблема загрязнений нефтяными разливами приобретает всё более широкий масштаб по двум причинам: всё увеличивающееся число разработок нефтяных месторождений и малый опыт в разрешении случаев нефтезагрязнений. Существует множество источников и причин разливов нефти [1], такие как бурящиеся и эксплуатируемые скважины, прорывы пластовой жидкости, сборные пункты, установки первичной обработки нефти и др. Нефтяные загрязнения негативно влияют на окружающую среду, ухудшают экологическую обстановку в регионах добычи нефти, что непосредственным образом влияет на здоровье людей, животных, водных объектов - экосистемы в целом [1; 2]. Одним из наиболее эффективных методов предотвращения последствий нефтеразливов является мониторинг окружающей среды с помощью космических спутников. Преимущества космической съёмки заключаются в оперативности, объективности, высокой периодичности, относительной доступности.
При решении задач выделения нефтяных разливов используют снимки спутников Landsat, RapidEye, TERRA, ALOS, Radarsat и др. Рассмотрим снимки спутников серии Landsat. В практике дешифрирования нефтяных пятен в общих случаях используют комбинацию «естественные цвета» (комбинация каналов для Landsat-5, Landsat-7 - 3-21, для Landsat-8 - 4-3-2), так как нефтяные пятна довольно хорошо прослеживаются в ней. Но возникают ситуации, когда трудно распознать мелкие загрязнения или более точно выделить границы большого участка нефтеразлива. На это влияет невысокое про-
странственное разрешение спутников Landsat (30 метров) [3]. В связи с этим для наиболее точного определения нефтяных загрязнений было проведено исследование для выявления наиболее подходящих для решения этой задачи комбинаций оптических каналов. Из наиболее часто используемых на практике комбинаций наилучшие результаты показала комбинация 6-5-4 для снимков спутника Landsat-8. Эта комбинация предназначается для вегетативного состояния территории, что позволяет тут же оценить ущерб, нанесённый окружающей среде [3]. На ней более чётко прослеживаются границы нефтезагряз-нений, а также можно правильно определить загрязнения более мелкого уровня, так как нефтяные пятна в этой комбинации отображаются довольно хорошо распознаваемыми тёмно-синими и фиолетовыми оттенками. Связано это с тем, что нефтяные разливы, так же как и вода, поглощают большую часть излучения в ближнем и среднем инфракрасных и красном диапазонах [4]. Поэтому могут возникнуть проблемы с дешифрированием воды и загрязнений, так как вода поглощает излучение со схожими характеристиками. Для того чтобы избежать проблем при дешифрировании, необходимо хорошо знать изучаемую территорию, а также можно использовать комбинацию каналов 6-5-2, которая предназначается для детектирования очагов пожаров. В такой комбинации также происходит большое поглощение излучения, но её преимущество состоит в том, что близлежащая территория загрязнений излучает больше тепла, чем территория при реках и озёрах.
Решетневскуе чтения. 2014
Рис. 1. Нефтяные разработки, Тюменская область, снимок получен со спутника Ьаш!8а1;-8 11 июня 2013 г. Комбинация «естественные цвета» (4-3-2). Нефтезагрязнения, расположенные в местах инфраструктуры, отображаются тёмными пятнами
Рис. 2. Тот же снимок, что и на рис. 1. Комбинация 6-5-4. Нефтезагрязнения, расположенные в местах инфраструктуры, отображаются тёмно-синими, фиолетовыми пятнами
В итоге использование данных комбинаций позволит наиболее объективно оценить ситуацию на территории, точно оценить вред экосистеме региона и про-
цесс рекультивации земель, пострадавших от нефтяных разливов, при решении геоэкологических проблем, связанных с нефтеразливами (рис. 1-2). Данное исследование актуально в связи с увеличением производства в нефтегазопромышленном комплексе и сильного влияния нефтяных загрязнений на окружающую среду.
Библиографические ссылки
1. Владимиров В. А., Дубнов П. Ю. Аварийные и другие несанкционированные разливы нефти // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. 2013. Т. 3, № 1. С. 365-382.
2. Экологические последствия разливов нефти. Справка [Электронный ресурс] // РИА Новости URL: http://ria.ru/documents/20090605/173349317.html (дата обращения: 10.09.2014).
3. Шовенгердт В. А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений. М. : Техносфера, 2010. 560 с.
4. Аксёнов Д. Е. Оценка накопленного воздействия добычи нефти на окружающую среду с использованием материалов космической съёмки [Электронный ресурс]. URL: http://www.scanex.ru/ru/publications/ pdf/publication15.pdf (дата обращения: 11.09.2014).
References
1. Vladimiriv V., Dubnov P. Strategija grazhdanskoj zashhity: problemy i issledovanija. 2013, part 3, no. 1, p. 365-382.
2. Jekologicheskie posledstvija razlivov nefti. Spravka // RIA Novosti (Environmental effects of oil spills. Help | RIA Novosti). Available at: http://ria.ru/documents/ 20090605/173349317.html (accessed: 10.09.2014).
3. Shovengerdt V. A. Distancionnoe zondirovanie. Modeli i metody obrabotki izobrazhenij (Remote Sensing. Models and methods for image processing). Moscow :Tehnosfera, 2010, 560 p.
4. Aksjonov D. E. Ocenka nakoplennogo vozdejstvija dobychi nefti na okruzhajushhuju sredu s ispol'zovaniem materialov kosmicheskoj s#jomki (Aksjonov D. Assessment of cumulative impact of oil production on the environment, using materials of satellite imagery). Available at: http ://www. scanex.ru/ru/publications/pdf/publication15. pdf. (accessed: 11.09.2014).
© Борисов Д. В., 2014
