Опыт мониторинга антропогенных загрязнений в прибрежной зоне

Представлены результаты работ по отработке методик обнаружения и прогнозирования распространения антропогенных загрязнений в прибрежной зоне Российских морей на основе совместного использования спутниковых данных дистанционного зондирования морской поверхности в микроволновом и оптическом диапазонах.
Экспериментальную основу работы составляют радиолокационные изображения морской поверхности, получаемые радиолокаторами с синтезированной апертурой (РСА), установленными на европейских спутниках ERS-2, Envisat и канадском спутнике RADARSAT. Выявлен ряд объективных причин, затрудняющих интерпретацию спутниковых радиолокационных изображений и уверенное выделение на них нефтяных загрязнений. В частности, определен класс явлений и объектов, которые при слабом ветре сложно отличить от нефтяных загрязнений (так называемые «РЛ-подобия» пятен). Среди РЛ-подобий нефтяных пятен можно назвать органические пленки естественного происхождения, некоторые типы льда, области, затененные сушей, дождевые ячейки, зоны апвеллинга, внутренние волны в атмосфере и океане и т.п.
Опыт проведенного мониторинга показал, что наиболее сложной задачей является различение пятен пониженного рассеяния, связанных с антропогеннми загрязнениями, и областей цветения водорослей. Для решения этой задачи необходимо привлечение данных оптической съемки высокого разрешения в различных диапазонах.
Разработка эффективных методик для каждодневного применения в космическом комплексном мониторинге прибрежной зоны Российских морей включает в себя развитие методов автоматического распознавания областей нефтяных загрязнений на радиолокационных изображениях. Цель автоматизации поиска пятен нефтяной пленки (ПНП) - увеличить надежность операции и помочь оператору не пропускать плохо различимые пятна. Особенность получаемого радиолокационного изображения морской поверхности состоит в том, что оно существенно текстурировано и неоднородно по яркости. Разная яркость крупных областей обусловлена не только разным состоянием водной поверхности, но и особенностями технологии получения изображения (тренды, полосы с существенно разной средней яркостью), поэтому первым шагом алгоритма является проведение операции увеличения контраста искомых темных пятен и «подсветки» затемненных областей изображения. Следующий шаг - обнаружение пятен, похожих на ПНП, и привлечение к ним внимания специалиста. Рассмотрены возможные размеры и формы пятен. Разработаны процедуры обнаружения модельных объектов на текстурированной поверхности.

Работа выполнена в рамках проектов РФФИ № 04-02-16629, INTAS 03-51-4987 и проекта «Перспектива».