Методы дешифрирования пыльных бурь Приаралья по ДДЗ

Падение уровня воды в Аральском море и осушение значительной части дна моря привело к появлению новых мощных источников пыльных бурь. Поэтому, сразу после начала этого процесса его мониторингу и прогнозу развития уделялось большое внимание. Но в начале 90-х годов прошлого века возможности этого значительно снизились в связи со сворачиванием работ по гидрометеорологическому мониторингу, уменьшением числа метеостанций и их оснащения, резким сокращением экспедиционных работ. В какой-то мере помочь выправлению ситуации может космический мониторинг пыльных бурь.
Разработкой таких методик и проведением космического мониторинга пыльных бурь в ИКИ занимаются с конца 90-х годов. Базовыми ДДЗ для этих работ являются NOAA AVHRR и MODIS, которые позволяют проводить регулярный мониторинг Аральского региона. По ним проводится дешифрирование пыльных бурь и оценка их основных характеристик: направление выноса и длина пылевого шлейфа, площадь распространения бури, число и площадь источников выноса и др. Важное внимание при этом уделяется развитию методов дешифрирования пыльных бурь. Ранее основным был метод анализа разности двух снимков одной и той же территории: с пылевой бурей и без нее. В настоящее время исследуется возможность использования для этого различных индексов, представляющих собой некоторые сочетания спектральных каналов космического изображения.
При разработке методики анализировались три различных типа источников пыльных бурь: естественный пустынный, солевой с высохшего дна Арала и образовавшийся на месте степного пожара. Дешифрирование по данным MODIS пыльных бурь проводили с использованием пылевого индекса NDDI (normalized difference dust index): NDDI = (ρ2.13 µm – ρ0.469 µm) / (ρ2.13 µm + ρ0.469 µm) , температурных индексов (сочетания температурных каналов) и ряда индексов, полученных из видимых и ближних инфракрасных каналов. При этом исследовали два метода. В первом, проводили двухступенчатую классификацию: вначале с помощью индекса NDDI отделяли песчаные массы (воздушные и наземные) от водных объектов и облаков, а затем по температурным характеристикам выделяли пыльные бури. Во втором, классификацию основных объектов проводили с помощью RGB-синтеза пылевого индекса NDDI, одного из тепловых и одного из индексов, полученных из видимых и ближних инфракрасных каналов. Оба метода показали достаточно хорошие результаты, имея свои плюсы и минусы. В ходе исследований была также показана возможность использования тепловых индексов для оценки плотности пылевых потоков.