Мониторинг экологического состояния водных объектов и выявления источников их загрязнения

Важным направлением применения данных ДЗЗ из космоса является мониторинг экологического состояния водных объектов и выявления источников их загрязнений. Технология такого мониторинга включает предварительную обработку космических снимков (радиометрическую калибровку, атмосферную коррекцию) и их автоматизированное дешифрирование (спектральные классификации, вычисление индексов, автоматическая векторизация).
Экологическое состояние водного объекта характеризуется рядом признаков, которые лучше или хуже проявляют себя на космических снимках. Наиболее перспективным считается анализ гиперспектральных и, в меньшей степени, мультиспектральных снимков, по которым хорошо выявляются и количественно измеряются объемы механических взвесей и биогенных элементов. Для большинства водохранилищ, например, актуальна проблема ухудшения свойств воды в результате эвтрофирования – резкого повышения биологической продуктивности зеленых водорослей, приводящего к негативным последствиям для всей экосистемы водоема. Выявить наличие этого процесса и стадии его развития возможно, изучая изменения спектральных характеристик на серии гиперспектральных или мультиспектральных снимков.
Химический состав водоема можно определить по косвенным признакам. Например, вышеописанное биологическое загрязнение водоемов обусловлено накоплением в водной массе так называемых биогенных веществ – соединений фосфора и азота, и само становится фактором резкого снижения кислорода в воде, повышения pH, выпадения в осадок карбоната кальция, гидроокиси магния. Содержание этих веществ имеет прямую или обратную пространственную корреляцию с объемом биологической взвеси и на основе выборочного отбора проб на химический анализ может быть оценено и зафиксировано картографическими методами по всей акватории водоема. Это относится и к соотношениям концентраций механических взвесей, попадающих в водоем из промышленного стока с содержанием техногенных химических веществ, например, микроэлементов. Зная концентрацию взвеси и типичное содержание в ней того или иного элемента (определенную путем отбора проб), можно построить карту распределения элемента в приповерхностном слое воды.
В данной работе представлены результаты мониторинга экологического состояния водных объектов с использованием данных российских спутников ДЗЗ.