Лаборатория Дистанционного мониторинга геологической среды

Опубликовано 14.08.2011 12:11

Лаборатория занимается проблемой разработки принципов и методов ведения мониторинга природной среды на основе материалов дистанционных съемок (МДС) и наземных данных. В лаборатории разрабатывается новое научное направление - математическая морфология ландшафта, ориентированное на создание математических моделей природной среды на основе теории случайных процессов.

Лаборатория осуществляет разнообразные виды работ с использованием МДС:

• разработка и создание систем мониторинга природной среды на основе дистанционных методов и геоинформационных технологий;
• оценка состояния геологической среды (грунты, грунтовые воды и др.) с составлением геоэкологических карт;
• создание карт динамики геологической среды и карт опасных процессов (подтопление, оползни, карст, загрязнение, эрозия и др.);
• разработка геоэкологических геоинформационных систем;
• выявление участков, перспективных для поисков подземных пресных и термальных вод;
• гидрогеологическое и инженерно-геологическое экспресс-картирование;
• оперативная оценка последствий чрезвычайных ситуаций;
• оценка качества земель с учетом экологического фактора.
• сейсмическое микрорайонирование на основе дистанционных методов.

В лаборатории разработан и создан программный комплекс интерпретации материалов дистанционных съемок, основанный на широком использовании текстурного анализа снимков и индикационного дешифрирования, реализующего получение данных о труднонаблюдаемых компонентах ландшафта.

Лаборатория участвует в разработке крупных проектов:

• разработка системы экологического мониторинга трассы газопровода "Голубой поток"
• изучение опасных природных процессов при строительстве Лефортовского тоннеля (Москва)
• оценка инженерно-геологических условий при строительстве атомных электростанций
• разработка системы дистанционного мониторинга Ямбургского газоконденсатного месторождения.

Наш лауреат!

Руководитель лаборатории дистанционного мониторинга геологической среды
Алексей Сергеевич Викторов, доктор географических наук стал в числе авторского коллектива лауреатом "Премии правительства Российской Федерации" за "Разработку и внедрение методов и технологий аэрокосмического мониторинга природной среды".

Представители авторского коллектива: Макриденко Л.А., к.т.н., Полищук Г.М., д.т.н., Волков А.М., д.т.н., Исаев А.С., академик, Российской академии наук, Коровин Г.Н., д.с.-х.н., Сухих В.И., д.с.-х.н., Кондратьев К.Я., академик, Российской академии наук, Козодеров В.В., д.ф.-м.н., Ушаков С.А., д.г.-м.н., профессор, Бондур В.Г., член-корреспондент РАН, Малинников В.А., д.т.н., профессор, Савиных В.П., д.т.н., профессор, Смоктий О.И., д.ф.-м.н., Сушкевич Т.А., д.ф.-м.н.

Основные результаты работы:

1. Обоснованы технологии обработки и интерпретации спутниковых изображений в различных зонах спектра, а также спектров яркости природных образований для реализации задач прикладных и фундаментальных исследований в области оценки состояния природной среды.

2. Оригинальные разработки авторского коллектива, в части методов и математического обеспечения обработки спутниковых многоспектральных изображений, позволяют создать новую высокотехнологичную информационную продукцию, представляющую интерес для ряда отраслей. Реализация соответствующих наукоемких технологий обеспечит реальные условия дальнейшего повышения темпов роста технико-экономического развития.

3. Прогресс в системах наблюдения Земли из космоса (повышение пространственного разрешения, задействование новых областей электромагнитного спектра, поляризационные и другие измерения, развитие ГИС-технологий) расширяет области применения получаемых данных. Они могут быть использованы для понимания условий возникновения, прогнозирования и последствий природных негативных явлений и связанных с ними чрезвычайных ситуаций: наводнениями, землетрясениями, лесными пожарами и др. Разработки авторского коллектива вносят существенный вклад в развитие междисциплинарных исследований и расширяют перспективы внедрения технологий данного типа.

4. Космическая геоэкология, благодаря усилиям авторов данной работы, включает все более разнообразные направления исследований: от геодинамических явлений до проблем глобальных изменений; как в области изучения риска возникновения чрезвычайных ситуаций, так и решения конкретных проблем геологии, геофизики и геохимии. Обработка и анализ материалов аэрокосмических съемок становятся неотъемлемой частью этих исследований.

5. Сформирована теоретическая и прикладная база геоэкологического мониторинга природной среды, нацеленная на принятие решений в области управления природной средой. Обоснованы практические задачи информационного обеспечения. Такое управление предполагает оценку масштабов и последствий воздействия на окружающую среду на разных стадиях реализации хозяйственных планов освоения территорий и разработки недр. Показана необходимость данных мониторинга в виде геоэкологических карт разного масштаба, для принятия мер административного характера в области охраны окружающей среды и рационального природопользования.

6. Аэрокосмический мониторинг прибрежных зон и открытых акваторий морей и океанов сокращает затраты на проведение работ, касающихся соблюдения необходимых экологических условий добычи полезных ископаемых, решения задач строительства, транспорта, навигации, судоходства. Приоритетные разработки данного авторского коллектива способствуют решению задач управления прибрежными и водными экосистемами, оценке их фактического состояния, выявлению критических ситуаций и источников загрязнений, оценке размеров загрязнения и концентраций загрязняющих веществ, а также построению возможных сценариев развития возникающих ситуаций. Соответствующие разработки направлены на выработку рекомендаций для принятия решений по нормализации экологической обстановки в конкретных регионах и решению других прикладных задач.

7. Возрастающее экологическое и социально-экономическое значение лесов требует повышения уровня управления лесными ресурсами страны, улучшения охраны, защиты лесов, организации многоцелевого лесопользования. Для этого лесной службе и органам охраны природы необходима всеобъемлющая информация о состоянии и динамике лесных экосистем. Разработанные авторами новые методы и технологии аэрокосмического мониторинга обеспечивают комплекс необходимой информации при значительном снижении труда и средств в сравнении с традиционными методами. Они дают возможность проведения регулярного слежения за состоянием лесов и происходящими в них крупномасштабными процессами, с обновлением данных инвентаризации и таксации, включая контроль за лесными пожарами, массовым размножением вредных насекомых и болезней леса и деструктивными воздействиями других антропогенных и природных факторов, а также контроль за лесообразовательными процессами на вырубках, гарях и других не покрытых лесом землях. Использование этой информации позволяет организовать управление лесами на более качественном уровне, обеспечивающем эффективное использование лесных ресурсов и сохранение экологических функций лесов.

8. Разработанная концепция комплексного аэрокосмического зондирования и картографического обеспечения геотехнических исследований позволяет изучать динамику отдельных компонентов природных систем под влиянием естественных и антропогенных факторов и предупреждения критических ситуаций путем введения элементов управления этими системами. Данные технологии увеличивают возможности отдельных экспериментальных исследований по решению лесотаксационных, гидрологических, эколого-географических и других задач, и лежат в основе геоинформационного обеспечения работ по размещению площадок и трасс строительных и инженерно-технических сооружений, выбору способов защиты этих сооружений от стихийных бедствий в сложных ландшафтно-климатических и геологических условиях, обоснованию возможностей возникновения чрезвычайных ситуаций.

Все вместе предложенные научно-технологические разработки данного авторского коллектива обеспечивают повышение экономической эффективности от их внедрения и способствуют расширению областей применения предлагаемых наукоемких технологий, основанных на использовании данных дистанционного зондирования природной среды и получении соответствующей высокотехнологичной информационной продукции.

Отчет 2009