Результаты исследований лаб дистанционных методов мониторинга
Основные результаты за последние 10 лет
В комплексе с другими дистанционными и геофизическими методами дистанционный геотермический метод успешно применяется при геологическом картировании и поисках полезных ископаемых.
На основе анализа космических материалов и данных многолетних наблюдений на метеостанциях предложены обобщенные количественные критерии «саранчовой опасности», разработана измерительная методология картографирования плотности численности саранчовых по результатам космических съемок и наземным учетам на тестовых полигонах, разработана «трофическая» математическая модель локальной миграции скоплений саранчовых. Эти фундаментальные исследования в рамках проекта МНТЦ №2908 легли в основу технологии измерительного космического мониторинга саранчовых.
Апробирована методика спутниковой радиолокационной интерферометрии по постоянным отражателям. В результате построена карта зонирования территории Санкт-Петербурга в границах зон охраны объектов культурного наследия по уровню риска просадок зданий и сооружений. Выполнен комплексный анализ результатов спутниковой радиолокационной интерферометрии и математического моделирования деформаций грунтов и зданий под действием сезонных вариаций уровня грунтовых вод в сложных инженерно-геологических условиях (моделирование выполнено в Санкт-Петербургском отделении Института геоэкологии РАН). Показано, что при этом возникают знакопеременные вертикальные движения дневной поверхности с амплитудой в десятки миллиметров, что должно приводить к усталостным явлениям в конструкционных материалах зданий и сооружений.
Совместно с Санкт-Петербургским научно-исследовательским институтом эпидемиологии и микробиологии имени Пастера показано, что значительный подъем заболеваемости (почти в 60 раз), зарегистрированный в Архангельской области (в 2000-2009 гг. по сравнению с 1980-1989 гг.), обусловлен рядом факторов, важнейшим из которых является изменение климата.
Космический мониторинг загрязнения атмосферы показал, что автомобильный транспорт Москвы создает угрозу здоровью населения не только самой Москвы, но и почти по всей территории Московской области и, частично, в прилегающих Субъектах Федерации.
Разработан дистанционный геотермический метод, позволяющий по результатам многократной тепловой космической съемки картографировать тепловой поток, тепловую инерцию, среднесуточную скорость испарения влаги с поверхности.
Метод применен для:
• разработки методики дистанционного картографирования термодинамического индекса нарушенности экосистем;
• оценки теплового влияния атомных станций на тепловой баланс Балтийского моря;
• оценки эффективности систем энергосбережения Санкт-Петербурга и Хельсинки;
• обоснования значимости влияния эндогенного тепла Земли на формирование в бореальной зоне локальных ареалов неморальной (теплолюбивой) растительности;
• исследований по оценке энергообеспеченности земель в бореальной зоне;
• научного обоснования технологии автоматизированного картографирования смещения физико-географических зон под воздействием глобального потепления.
В комплексе с другими дистанционными и геофизическими методами дистанционный геотермический метод успешно применяется при геологическом картировании и поисках полезных ископаемых.
На основе анализа космических материалов и данных многолетних наблюдений на метеостанциях предложены обобщенные количественные критерии «саранчовой опасности», разработана измерительная методология картографирования плотности численности саранчовых по результатам космических съемок и наземным учетам на тестовых полигонах, разработана «трофическая» математическая модель локальной миграции скоплений саранчовых. Эти фундаментальные исследования в рамках проекта МНТЦ №2908 легли в основу технологии измерительного космического мониторинга саранчовых.
Апробирована методика спутниковой радиолокационной интерферометрии по постоянным отражателям. В результате построена карта зонирования территории Санкт-Петербурга в границах зон охраны объектов культурного наследия по уровню риска просадок зданий и сооружений. Выполнен комплексный анализ результатов спутниковой радиолокационной интерферометрии и математического моделирования деформаций грунтов и зданий под действием сезонных вариаций уровня грунтовых вод в сложных инженерно-геологических условиях (моделирование выполнено в Санкт-Петербургском отделении Института геоэкологии РАН). Показано, что при этом возникают знакопеременные вертикальные движения дневной поверхности с амплитудой в десятки миллиметров, что должно приводить к усталостным явлениям в конструкционных материалах зданий и сооружений.
Совместно с Санкт-Петербургским научно-исследовательским институтом эпидемиологии и микробиологии имени Пастера показано, что значительный подъем заболеваемости (почти в 60 раз), зарегистрированный в Архангельской области (в 2000-2009 гг. по сравнению с 1980-1989 гг.), обусловлен рядом факторов, важнейшим из которых является изменение климата.
Космический мониторинг загрязнения атмосферы показал, что автомобильный транспорт Москвы создает угрозу здоровью населения не только самой Москвы, но и почти по всей территории Московской области и, частично, в прилегающих Субъектах Федерации.
При том же количестве автомобилей, в Центральном регионе, где эксплуатируются, в основном, отечественные легковые автомобили загрязнение атмосферы диоксидом азота – выше по сравнению с Дальневосточным регионом, где эксплуатируются, в основном, импортные автомобили.
Начаты исследования возможности применения для широкого круга задач экологической безопасности результатов измерений поля силы тяжести Земли системой спутников GRACE. Получены предпосылки для применения этих материалов при анализе гидрологического режима крупных водохранилищ и для среднесрочного прогнозирования урожая. Совместно с Институтом космических исследований Республики Казахстан изучена связь толщины эффективного слоя влаги по данным измерений вариаций поля силы тяжести Земли спутниками GRACE с наземными измерениями влажности почв на различных глубинах на тестовых полигонах Республики Казахстан.
С помощью спутниковых измерений вегетационного индекса ведется изучение реакции лесных экосистем на техногенное воздействие горно-металлургических предприятий, расположенных в таежной зоне. Обоснована возможность применения полиномов Чебышева для анализа многолетних временных рядов вегетационного индекса с целью картографирования нарушенных экосистем.
На примере заказников «Кургальский» и «Березовые острова» усовершенствована технология картирования лесов таежной зоны с использованием материалов спутниковых съемок высокого геометрического разрешения.
Впервые в России создана и испытана установка для проведения наземных видеоспектральных/гиперспектральных наблюдений, предназначенная для верификации результатов аэрокосмической видеоспектральной/гиперспектральной съемки. Получены первые в отечественной практике монохромные видео-изображения и спектры уходящего излучения экосистем.
Коллективу лаборатории принадлежит мировой приоритет в области космического мониторинга сейсмической активности. В настоящее время это направление развивается в сторону комплексного изучения признаков активизации.
Лаборатория обладает собственными авиационными техническими средствами дистанционного зондирования и уникальным стендом для настройки оптико-электронных сканеров. Выполняются исследования, направленные на создание теории, технических средств и методики гиперспектральной съемки. Предложен и развивается метод синтезирования апертуры оптико-электронных сканирующих радиометров, позволяющий повышать их геометрическое разрешение на местности без изменения угла зрения объектива (виртуальная оптика).
В 2007-2009 гг. выполнены две бюджетные темы фундаментальных научных исследований:
«Разработка дистанционных методов количественной оценки реакции экосистем на антропогенное воздействие». Научный руководитель В.И.Горный;
«Изучение ареалов аэротехногенного загрязнения крупных городских и промышленных агломераций». Научный руководитель А.А.Тронин.
В 2010-2012 гг. выполнена бюджетная тема: «Разработка геоинформационных основ автоматического распознавания компонентов природно-хозяйственных систем по данным цифровых измерительных аэрокосмических съемок». Научный руководитель В.И.Горный.
В настоящее время начаты исследования по теме: «Изучение зависимости дистанционно-измеренных характеристик нарушенных экосистем от уровня техногенного воздействия». Научный руководитель В.И.Горный.
Научное сотрудничество:
Начаты исследования возможности применения для широкого круга задач экологической безопасности результатов измерений поля силы тяжести Земли системой спутников GRACE. Получены предпосылки для применения этих материалов при анализе гидрологического режима крупных водохранилищ и для среднесрочного прогнозирования урожая. Совместно с Институтом космических исследований Республики Казахстан изучена связь толщины эффективного слоя влаги по данным измерений вариаций поля силы тяжести Земли спутниками GRACE с наземными измерениями влажности почв на различных глубинах на тестовых полигонах Республики Казахстан.
С помощью спутниковых измерений вегетационного индекса ведется изучение реакции лесных экосистем на техногенное воздействие горно-металлургических предприятий, расположенных в таежной зоне. Обоснована возможность применения полиномов Чебышева для анализа многолетних временных рядов вегетационного индекса с целью картографирования нарушенных экосистем.
На примере заказников «Кургальский» и «Березовые острова» усовершенствована технология картирования лесов таежной зоны с использованием материалов спутниковых съемок высокого геометрического разрешения.
Впервые в России создана и испытана установка для проведения наземных видеоспектральных/гиперспектральных наблюдений, предназначенная для верификации результатов аэрокосмической видеоспектральной/гиперспектральной съемки. Получены первые в отечественной практике монохромные видео-изображения и спектры уходящего излучения экосистем.
Коллективу лаборатории принадлежит мировой приоритет в области космического мониторинга сейсмической активности. В настоящее время это направление развивается в сторону комплексного изучения признаков активизации.
Лаборатория обладает собственными авиационными техническими средствами дистанционного зондирования и уникальным стендом для настройки оптико-электронных сканеров. Выполняются исследования, направленные на создание теории, технических средств и методики гиперспектральной съемки. Предложен и развивается метод синтезирования апертуры оптико-электронных сканирующих радиометров, позволяющий повышать их геометрическое разрешение на местности без изменения угла зрения объектива (виртуальная оптика).
В 2007-2009 гг. выполнены две бюджетные темы фундаментальных научных исследований:
«Разработка дистанционных методов количественной оценки реакции экосистем на антропогенное воздействие». Научный руководитель В.И.Горный;
«Изучение ареалов аэротехногенного загрязнения крупных городских и промышленных агломераций». Научный руководитель А.А.Тронин.
В 2010-2012 гг. выполнена бюджетная тема: «Разработка геоинформационных основ автоматического распознавания компонентов природно-хозяйственных систем по данным цифровых измерительных аэрокосмических съемок». Научный руководитель В.И.Горный.
В настоящее время начаты исследования по теме: «Изучение зависимости дистанционно-измеренных характеристик нарушенных экосистем от уровня техногенного воздействия». Научный руководитель В.И.Горный.
Научное сотрудничество:
С 2002 г. В.И.Горный и А.А.Тронин являются членами рабочей группы ЮНЕСКО – “IGOS Geohazard” по проблеме создания международной глобальной космической системы мониторинга геоопасностей. C 2011 г. В.И.Горный является заместителем председателя Рабочей группы по разработке проекта Межгосударственного соглашения по формированию Объединенной информационной системы государств – участников СНГ по защите от биоопасностей (на основе спутниковых съемок), образованной Межпарламентской ассамблеей государств СНГ.
Лаборатория имеет тесные связи и проводит совместные исследования с ИКИ РАН, Зоологическим институтом РАН, ИКИ РК, ЦКИ НАН, ITC (Нидерланды),Университетом Кельна, GORS (Сирия).
Награды:
Лаборатория имеет тесные связи и проводит совместные исследования с ИКИ РАН, Зоологическим институтом РАН, ИКИ РК, ЦКИ НАН, ITC (Нидерланды),Университетом Кельна, GORS (Сирия).
Награды:
Г.н.с., д.г-м.н. Шилин Борис Владимирович – лауреат Государственной премии 1996 г. – диплом № 989 за «Разработку комплекса аэрокосмических методов зондирования при создании и эксплуатации геотехнических систем».
Зав. лаб., к.г-м.н. Горный Виктор Иванович – лауреат «Национальной экологической премии за 2004 год». Награжден за разработку: «Космический мониторинг городских теплопотерь»
Зам. Директора, к.г-м.н Тронин Андрей Аркадьевич – лауреат международной премии The Len Curtic, награжден Европейским обществом дистанционного зондирования за лучшую работу, опубликованную в открытой печати в 1996 г.
