Дешифрирование нефтезагрязнённых территорий при помощи данных дистанционного зондирования
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
Использование космических средств и технологий для мониторинга окружающей природной среды 261 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: dimbo2007@yandex.ru Исследуются образы отображения нефтезагрязнений. Устанавливаются наилучшие комбинации оптиче- ских 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: dimbo2007@yandex.ru 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 of geo-ecological situations of regions. Keywords: geo-ecology, oil pollution, satellite imagery, optical ranges. В настоящее время проблема загрязнений нефтя- ными разливами приобретает всё более широкий масштаб по двум причинам: всё увеличивающееся число разработок нефтяных месторождений и малый опыт в разрешении случаев нефтезагрязнений. Суще- ствует 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 окру- жающую среду, ухудшают экологическую обстановку в регионах добычи нефти, что непосредственным об- разом влияет на здоровье людей, животных, водных объектов – экосистемы в целом [1; 2]. Одним из наи- более эффективных методов предотвращения послед- ствий нефтеразливов является мониторинг окружаю- щей среды с помощью космических спутников. Пре- имущества космической съёмки заключаются в опе- ративности, объективности, высокой периодичности, относительной доступности. При решении задач выделения нефтяных разли- вов используют снимки спутников Landsat, RapidEye, TERRA, ALOS, Radarsat и др. Рассмотрим снимки спутников серии Landsat. В практике де- шифрирования нефтяных пятен в общих случаях используют комбинацию «естественные цвета» (комбинация каналов для Landsat-5, Landsat-7 – 3-2- 1, для Landsat-8 – 4-3-2), так как нефтяные пятна до- вольно хорошо прослеживаются в ней. Но возникают ситуации, когда трудно распознать мелкие загрязне- ния 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 прак- тике 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 загряз- нения более мелкого уровня, так как нефтяные пятна в этой комбинации отображаются довольно хорошо распознаваемыми тёмно-синими и фиолетовыми от- тенками. Связано это с тем, что нефтяные разливы, так же как и вода, поглощают большую часть излу- чения в ближнем и среднем инфракрасных и крас- ном диапазонах [4]. Поэтому могут возникнуть про- блемы с дешифрированием воды и загрязнений, так как вода поглощает излучение со схожими характе- ристиками. Для того чтобы избежать проблем при дешифрировании, необходимо хорошо знать изучае- мую территорию, а также можно использовать ком- бинацию каналов 6-5-2, которая предназначается для детектирования очагов пожаров. В такой комбина- ции также происходит большое поглощение излуче- ния, но её преимущество состоит в том, что близле- жащая территория загрязнений излучает больше те- пла, чем территория при реках и озёрах. Решетневские чтения. 2 01 4 262 Рис. 1. Нефтяные разработки, Тюменская область, снимок получен со спутника Landsat-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 позво- лит наиболее объективно оценить ситуацию на терри- тории, точно оценить вред экосистеме региона и про- цесс рекультивации земель, пострадавших от нефтя- ных разливов, при решении геоэкологических про- блем, связанных с нефтеразливами (рис. 1–2). Данное исследование актуально в связи с увеличением произ- водства в нефтегазопромышленном комплексе и сильного влияния нефтяных загрязнений на окру- жающую среду. Библиографические ссылки 1. Владимиров В. А., Дубнов П. Ю. Аварийные и другие несанкционированные разливы нефти // Стра- тегия гражданской защиты: проблемы и исследова- ния. 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 зондирова- ние. Модели и методы обработки изображений. М. : Техносфера, 2010. 560 с. 4. Аксёнов Д. Е. Оценка накопленного воздейст- вия добычи нефти на окружающую среду с использо- ванием материалов космической съёмки [Электрон- ный 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. Assess- ment of cumulative impact of oil production on the envi- ronment, using materials of satellite imagery). Available at: http://www.scanex.ru/ru/publications/pdf/publication15. pdf. (accessed: 11.09.2014). © Борисов Д. В., 2014 |