Проект «Уровень-спутник»: интеграция наблюдений уровней воды и спутниковых данных для отбора сцен под заданные гидрологические условия

Проект «Уровень-спутник» направлен на создание инструмента, объединяющего спутниковые наблюдения и официальные гидрологические данные для автоматического подбора сцен под заданные уровни воды на постах. Такой подход открывает возможность целенаправленного анализа русловых и пойменных процессов при одинаковых гидрологических условиях, что ранее было практически недостижимо из-за разрозненности и несогласованности данных.
Для реализации метода использованы полные ряды уровней из АИС ГМВО по всем доступным постам и датам, а также спутниковые коллекции Landsat 5–9 и Sentinel-2 (SR, TOA, Harmonized). Алгоритм, реализованный на Python и в среде Google Earth Engine, автоматически сопоставляет даты спутниковых съёмок с наблюдениями уровней воды, формируя матрицы соответствия «уровень—сцены». Для каждого поста система оценивает количество доступных снимков по заданному уровню или диапазону уровней с учётом облачности и орбитальной доступности.
Создан рабочий прототип, охватывающий всю территорию России. Система позволяет быстро подбирать сцены, соответствующие интересующим фазам водного режима (межень, подъём, пик, спад), и формировать согласованные выборки спутниковых данных. Это значительно упрощает подготовку материалов для анализа сезонной и межгодовой изменчивости русловых форм и береговой линии. Также есть и серьезные ограничения, связанные с неточностью координат ряда постов, прекращением работы АИС ГМВО и отсутствием доступа к данным некоторых спутниковых систем, однако методика подтверждает воспроизводимость и масштабируемость подхода.
Развитие проекта направлено на переход от простого отбора сцен к полноценному анализу — автоматическому выделению водной поверхности, оценке русловых изменений и расчёту индикаторов гидроморфологической активности. Система открывает новые возможности для детального анализа поведения русла при одинаковых уровнях воды, что позволит выявлять закономерности, ранее не фиксировавшиеся при традиционном подходе. Дополнительные направления включают оценку зон затопления и использование результатов для практических задач речного транспорта, в том числе анализа габаритов судового пути при проектных уровнях.
Проект «Уровень-спутник» демонстрирует, как объединение спутниковых и гидрологических данных может стать основой для нового поколения инструментов мониторинга русловой динамики и водных систем.