Мониторинг паводкоопасных территорий (2012 г.)

Для мониторинга прохождения половодья и ледовой обстановки на реках использованы снимки высокого разрешения со спутника SPOT4, и сверхвысокого разрешения со спутника EROS-B.

На спутнике SPOT4, выведенном на орбиту в 1998 г, установлен сенсор HRVIR, который ведет непрерывную съемку земной поверхности с пространственным разрешением 10 и 20 метров. Съемка с пространственным разрешением 10 метров ведется в панхроматическом режиме. Съемка с разрешением 20 метров ведется в 4-х спектральных зонах: зеленой (GREEN), красной (RED), ближней инфракрасной (NIR) и  средней инфракрасной (SWIR). Характеристика спектральных каналов прибора HRVIR, приведена в Таблице 1
Снимки со спутника SPOT4 ежедневно принимаются на станцию УниСкан в Пермском Государственном Университете. Прием данных на территорию Пермского края ведется 1-2 раза в неделю. Ширина полосы съемки SPOT4 составляет 60 км, съемки ведется в надир. Существенной помехой для съемки в оптическом и инфракрасном диапазоне является облачность. Возможность оперативного заказа съемки на интересующую территорию для данного спутника не предусмотрена.
 
Таблица 1.1. Характеристика съемочной аппаратуры спутника SPOT4

 
Полученные на станцию приема УниСкан данные представляют «сырой» битовый поток (RAWDATA). С помощью специального программного обеспечения производится их сегментация и нарезка на сцены (стандартный продукт, размер сцены 60 на 60 км). 

Пространственное разрешение снимков приведено к 10 м. Для улучшения пространственного  разрешения применялся специальный алгоритм преобразования спектральных каналов на основе метода главных компонент,  реализованный в программе Scanex Image Processor. В результате увеличивается точность распознавания на снимке таких объектов как дорожная сеть, границы воды и суши, застройка населенных пунктов.

Снимки визуализировались в RGB-синтезе каналов SWIR-NIIR-GREEN(псевдонатуральные цвета). В таком синтезе каналов хорошо видны участки выхода воды на пойму, зоны затопления, возможна оценка состояния ледового покрова на реках, определяются ледовые заторы, с высокой детальностью определяется состояние снежного покрова на территории.  
Автоматическое определение границы суши и воды основано на очень низкой отражающей способности воды в ближней инфракрасной зоне спектра. В результате водные поверхности хорошо выделяются на фоне почвенно-растительного покрова, имеющего более высокие значения отражения в NIR канале. Методики автоматического расчета площади зон затопления основаны на определении различия в положении границы «вода-суша» в период летней межени и весеннего половодья. В результате определяются границы территории, которая подверглась сезонному затоплению. Весной 2012 г. масштабных затоплений по снимкам SPOT4 выявлено не было, поэтому такие работы не проводились.

Космический мониторинг прохождения половодья проводился в период с 01.04.2012 по 17.05.2012 г., Всего за период прохождения половодья было отснято 34 населенных пункта из списка паводкоопасных территорий.

Космические снимки паводкоопасных территорий Пермского края

Снимки со спутника SPOT4 (пространственное разрешение 10 м)