Использование космических снимков для эколого-геохимического мониторинга городской территории

Попытки использовать космические снимки для изучения городских территорий предпринимались и раньше, но эффективность их применения ограничивалась недостаточно высоким пространственным разрешением. Все более широкое распространение космических снимков с пространственным разрешением лучше 5 м. и интервалом съемки несколько дней (GeoEye-1, WorldView-2, Ikonos и др.), и даже каждый день (RapidEye), обеспечивает высокую оперативность получения данных. В связи с этим появилась возможность более широко использовать космические снимки для изучения и картографирования городских территорий.
На снимках сверхвысокого пространственного разрешения уверенно распознаются многие объекты городской застройки: отдельные здания, улицы и внутриквартальные проезды, железнодорожные пути и т.д. Свойства объектов и их функции удается распознавать при использовании сочетания нескольких признаков, таких как форма, и размеры, особенности взаимного расположения, а также путем логических заключений. Этим объясняется преобладание визуального дешифрирования при функциональном зонировании городской территории. Карты функциональных зон, создаваемые обычно при проектировании территории города, могут также служить основой для изучения экологической обстановки и создания геохимических карт, поскольку распределение загрязнителей часто соотносится с функциональным типом застройки. Карта такого типа создана на территорию Восточного административного округа Москвы и служила основой для создания геохимических карт загрязнения городской среды.
Распределение воздушного потока и переносимых загрязнителей в зоне жилой застройки зависит от высоты зданий, их преимущественной ориентировки и взаимного расположения (структуры застройки), а также от наличия источников загрязнения – объектов промышленности и транспорта. Использование космических снимков сверхвысокого разрешения позволяет получить довольно полную информацию для районирования городской территории по этим признакам. Внутриквартальные зеленые насаждения являются важной частью экологического каркаса городской территории и ограничение распространения воздушных загрязнителей – одна из их функций. В качестве характеристики степени озеленения жилой застройки можно использовать долю площади зеленых насаждений от площади квартала. Надежный способ получения этих данных – применение контролируемой классификации многозонального космического изображения, в результате которой можно также получить границы зеленых насаждений и водоемов на городской территории, выделить различные типы растительности в парковых зонах, участки с угнетенной, поврежденной растительностью вблизи источников загрязнения.
Космические снимки в тепловом диапазоне, несмотря на относительно низкое пространственное разрешение, также могут быть полезны при геохимических исследованиях городской территории. В последние десятилетия некоторые промышленные предприятия-загрязнители выведены за пределы городов, а их территория используется не по назначению. Наложение изображения промышленных предприятий, полученное по снимкам и статистическим источникам, на результат квантования яркостей на снимке в тепловом ИК диапазоне позволяет выявить действующие промышленные предприятия по приуроченным к их местоположению «островам тепла».
Космические снимки позволяют создавать экологические карты различной тематики, отражающие связь между городской застройкой и распределением загрязнителей в воздушной среде и почвенном покрове.