Дистанційний екологічний моніторинг (стр. 9 из 19)

2.4.6 Схема організації наземного сегменту

Схема організації наземного сегменту обміну, обробки та розповсюдження інформації з КА “Океан-О” наведена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Схема організації наземного сегменту

2.5.Землекористування, природоохоронні та природоресурсні задачі

2.5.1 Роль космічної інформації у вирішенні задач землекористування та природоохорони

Для України характерні значна густота населення і досить висока концентрація промислового та сільськогосподарського виробництва. Тому потрібно здійснювати оперативний контроль екологічного стану екосистем, навантаження на які в деяких регіонах перевищує екологічно допустимі межі. Це ускладнюється і негативним впливом на природу наслідків аварії на Чорнобильській АЕС, а також загрозою проникнення токсикантів із системи вода – порода в підземні води, які забезпечують водопостачання 2/3 населених пунктів країни.

Для вирішення актуальних завдань раціонального природокористування необхідно створити сучасні засоби для отримання оперативної інформації про стан геосистем України.

Найбільш ефективними методами оперативного контролю геоекологічного стану є аерокосмічні методи зондування Землі в різних спектральних діапазонах. Сучасний рівень розвитку засобів дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) дозволяє отримати дані про параметри суші та води з необхідними просторовими елементами розрізнення і періодичністю поновлення інформації. Досвід експлуатації природоресурсних ШСЗ показав перспективність та ефективність застосування методів ДЗЗ. Тому, згідно з Державною космічною програмою України здійснено запуск українського супутника “Січ-1” (1995 р.) та українсько-російського апарата “Океан-О” (1999 р.).

Як свідчить практика, найкращі результати досягаються за умови комплексного, синхронного проведення космічних і наземних досліджень, коли результати наземних вимірювань екстраполюються на картосхеми, одержані на основі космічних знімків.

2.5.2 Дослідження урбанізованих та техногенно змінених територій з небезпечними геологічними процесами

Геоекологічне дешифрування матеріалів сучасних багатозональних космічних зйомок та їх інтерпретація з геолого-картографічними даними на урбанізовані території з небезпечними геологічними процесами дозволяють оцінити і прогнозувати розвиток цих процесів.

На вміщеному геозображенні (рис. 2.5)(знімок в ближньому ІЧ-діапазоні, 4 канал МСУ-В, КА “Океан-О” від 10.11.99 р.) представлені результати дешифрування сучасних геологічних процесів: зсувів та підтоплення територій.

Рис. 2.5. Схематична класифікація ландшафтів Київської області (знімок А - з КА “Океан-О” та Б – з КА “Landsat”)

Зсуви чітко дешифруються. Вони поширені на правобережжі Києва. Виділяються дві зони зсувів – Придніпровська та Центральна (долина р. Либідь та її яружно-балкова мережа). На даний період нараховується близько сотні зсувів, більшість з яких стабілізована повністю або частково. Є ряд потенційно небезпечних ділянок з частково діючими зсувами або такими, що можуть активізуватися при обводненні верхніх горизонтів. Основні форми зсувів – ниркоподібні, зсуви-потоки, осипи пісків.

Картування глибин рівнів ґрунтових вод (Н) та визначення зон підтоплення здійснювалось за ландшафтно-індикаційною методикою, що базується на встановленні зв’язку між видимими на багатозональних знімках компонентами ландшафту (рельєф, ґрунти, поверхневі води, рослинність). Крім того, у межах території з проектним покриттям (С_V) 30-35 % Н визначалась з використанням щільності фототону знімка ближнього ІЧ-діапазону (Р) згідно з отриманою емпіричною залежністю:

де

і - коефіцієнти, що залежать від типу ґрунту та С_V, визначаються на тест-ділянках за даними наземних визначень Н.

Як показали дослідження, на території міської агломерації поширене явище підтоплення ґрунтів. Підтоплення житлових і промислових будівель, транспортної мережі становить значну небезпеку для ряду ділянок Києва. Підтоплена майже вся заплава Дніпра, Либіді, Нивок та інших річок, особливо внаслідок впливу підпору Канівського водосховища і техногенних факторів. У деяких районах лівобережжя міста підтоплення набуло загрозливого характеру.

Постійно діючий моніторинг на базі космічних зйомок для дослідження небезпечних геологічних процесів на територіях міських агломерацій сприятиме вирішенню нагальних проблем геоекологічного стану урбанізованих територій, що динамічно розвиваються.

2.5.3 Вивчення геодинамічних зон

Важливе значення в геоекологічних дослідженнях за матеріалами космічних зйомок належить виявленню геодинамічних зон, які ототожнюються з розривними формами прояву сучасного тектогенезу в осадочному чохлі. Вони дешифруються за космічними знімками у вигляді лінійно організованих елементів ландшафтів, виражених на поверхні Землі, - зон лінеаментів (рис. 2.6).

Рис.2.6. Ділянки з потенційно небезпечними геологічними процесами в межах території м. Києва та його околиць 10.11.1999 р.

На картосхемі представлені геодинамічні зони, становище яких уточнено за результатами дешифрування матеріалів багатозональних космічних зйомок із КА “Океан-О”. Це зони відносної нестабільності та підвищеної міграції речовин. Окремі з них успадкували розломи фундаменту. До геологічних зон належить активізація розвитку певних геологічних процесів – зсувів, площинної та лінійної ерозії, суфозії, значних змін рівня ґрунтових вод. Особливо активного розвитку такі процеси набувають на площинах геодинамічних вузлів (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Геодинамічні зони в межах території м. Київ та його околиць

2.5.4 Визначення техногенних змін сучасних ландшафтів

Нікопольський промисловий район зазнає значних техногенних змін від гірничодобувного, промислового та селітебного комплексів, транспортних та комунікаційних мереж, меліоративних робіт. Геологічне середовище зазнає незворотних змін, які потребують постійного нагляду, контролю та передбачення. Структура зображення та рисунок ландшафтів, отримані у кожному конкретному діапазоні, сприяють картографуванні території за ландшафтними особливостями та окремими природними та техногенними компонентами.

Розрізнювальна здатність зображення з КА “Океан-О” у діапазоні 0,63-0,69 мкм дозволяє збільшувати його до масштабу картографування 1:100000. Цей діапазон найдоцільніше використовувати для вивчення ділянок техногенного порушення поверхні, літологічних відмінностей поверхневого покриву та ґрунтів. В ньому чітко дешифруються кар’єри з видобутку марганцевих руд. До того ж, у даному каналі фіксуються не тільки діючі, а й засипані кар’єри і рекультивовані землі. Цей діапазон дозволяє також виявляти території з підвищеним рівнем ґрунтових вод, що проявляються на зображенні відмінностями спектральних характеристик (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Нікопольський промисловий марганцево добувний район

Порівняння різночасових і різних за джерелами отримання (носіями та апаратами) знімків можливе після їх приведення до єдиного масштабу, корекції і трансформації та використання в близьких за характеристиками діапазонах спектру. На прикладі Орджонікідзенської марганцево-добувної ділянки виконано порівняльний аналіз двох різночасових знімків з інтервалом у 4 роки та зафіксовано зміни, що відбулися в розвитку порушеності геологічного середовища марганцевими кар’єрами в часі і просторі. На зображенні чітко фіксуються рекультивовані ділянки відпрацьованих кар’єрів та перезволожені ділянки з підвищеним рівнем ґрунтових вод. Наведено карту техногенезу (техногенних утворень) цієї ділянки, яку складено при порівнянні знімків з КА “Landsat-TM” від 10.06.96 р. У діапазоні 0,63-0,69 мкм (рис. А) та з КА “Океан-О”, МСУ-В від 21.08.2000 р. У діапазоні 0,63-0,73 мкм (рис. Б). Карта відображає техногенно порушені ландшафтні комплекси, тобто техногенні ландшафти, які зазнали значних змін за короткий проміжок часу. Загальна площа кар’єрів, зайнята відкритими розробками та відвалами, майже не змінилась, але їх просторове розташування зазнало суттєвих змін. Лише 60 % площі кар’єрів співпало з показниками 1996 року, тоді як на 40 % кар’єрів проведено засипку і часткову рекультивацію ландшафтних комплексів. За цей час збільшились і площі підтоплення внаслідок природного і техногенного впливу (рис. 2.9).

2.5.5 Визначення фітосанітарного стану та пожежонебезпечності лісів на прикладі Зони відчуження ЧАЕС

Як відомо, рослинність, що зазнає негативного впливу шкідників або несприятливих природних умов, за своїми оптичними властивостями відрізняється від здорової рослинності. За даними наземних досліджень, у зоні відчуження соснові ліси пошкоджені гусінню соснового шовкопряда та кореневої губки. Осику вражає осиковий трутовик, березу – березова губка.

Ліси, пошкоджені сосновим шовкопрядом, займають великі площі у центральній частині Зони відчуження. Інтенсивність пошкодження змінюється з часом: як правило, шовкопряд розвивається в одних і тих же районах протягом багатьох років. Єдиний метод боротьби з гусінню соснового шовкопряда – авіаційна обробка лісів. Площі лісів, пошкоджені шовкопрядом, легко визначаються за їх візуальним обстеженням.