Учёные ТУСУРа фиксируют важные экологические и климатические изменения с помощью мониторинга Земли из космоса

Зелёные горки перестают быть зелёными

«Задач, для решения которых можно использовать спутниковые снимки, множество, – говорит научный руководитель ЦКМЗ ТУСУРа Михаил Катаев. – Начиная от мониторинга паводка и контроля территорий, где проходит газопровод, и заканчивая происходящей урбанизацией и глобальными проблемами изменения климата на Земле».

Что касается разрастания городов, то в ЦКМЗ ТУСУРа получены данные, которые говорят о потере зелёной массы на территории сибирских городов.

«Например, проанализировав большой массив космических снимков для Кемерова, мы обнаружили, что за 10 лет в городе сократилось количество зелёных насаждений: районы застройки выросли, а объём зелени не увеличился, – рассказывает Михаил Катаев. – Один из быстрорастущих районов Томска – Зелёные горки – также, судя по анализу снимков, за семь лет, с 2010 по 2016 год, перестаёт быть зелёным, разрастаясь по площади и не сохраняя зелёных насаждений».

Не отдельные точки, а территории целиком

Учёный добавил, что для работы с большими данными: их анализа, выборки, сравнения, составления графиков – в ЦКМЗ ТУСУРа были разработаны математические методики, которые легли в основу программного обеспечения.

«Измеряемым параметром может быть температура поверхности: тогда на основе анализа спутниковых данных – изображений распределения температуры – составляются теплограммы, например, для задач сельского хозяйства. Они показывают нагретость поверхности земли, степень её увлажнённости. Важно, что при таком анализе видны не отдельные точки, а территории целиком. Сравнивая такие изображения за некоторый промежуток времени, можно оценивать степень деградации почвы – очень важный фактор для сельского хозяйства, который сейчас почти не оценивается», – поясняет Михаил Катаев.

По его словам, сотрудники ЦКМЗ ТУСУРа ищут места вырубки лесов, анализируя серию снимков за несколько лет, составляют фоторельеф поверхности после половодья, отмечая, куда течёт вода, где собирается, строят карты лесных ландшафтов с разными типами деревьев, переводя в автоматический режим определение древесной породы, осуществляют мониторинг газопровода на территории протяжённостью более 200 тысяч километров.

Решение локальных и глобальных задач

«Другая задача связана с проблемой потепления климата. Работая с данными Японского космического агентства (JAXA), мы изучаем содержание парниковых газов: углекислого газа и метана. Для верификации мы проводим сравнение наших результатов с данными наземных приборов, по техническим характеристикам сопоставимыми с космическими. И подходы, полученные в ТУСУРе, не уступают в точности измерений лучшим мировым аналогам.

Учёный ТУСУРа подчёркивает, что космические данные уже сегодня могут успешно применяться во многих сферах, существенно упрощая мониторинг больших территорий, позволяя вовремя реагировать на серьёзные изменения: ухудшение экологии, климата, возникновение чрезвычайных ситуаций (наводнения, пожары, заносы снегом). Часть работ ведётся уже сегодня: МЧС использует для мониторинга паводка в том числе разработанные в ЦКМЗ ТУСУРа системы. Но, как считает научный руководитель центра, использовать космический мониторинг необходимо в большем масштабе, чем это делается в настоящее время.