Iнститут космiчних дослiджень НАНУ-ДКАУ       
       Про нас    UN-SPIDER RSO    НТУУ КПІ    Семiнари та конференцiї    Проекти    Публiкацiї    Робота з молоддю    Співробітники    Контакти  
       INTAS-CNES-НКАУ    УНТЦ    Iнновацiйний проект  
 укр    eng      
         

Інформаційна технологія оцінки вологості, снігозапасу та ризику паводків на основі даних ДЗЗ різних спектральних діапазонів

Замовник: Державне агентство з питань науки, інновацій та інформатизації України (Українсько-білоруський проект)

Виконавець: Інститут космічних досліджень НАНУ-ДКАУ

Керівник проекту: пр.н.с., д.т.н. Шелестов А.Ю.

Термін виконання:2011-2013 р.



Мета проекту

Розробка методів та інформаційної технології обробки супутникових даних різних діапазонів (оптичних та радіолокаційних) для розв’язання прикладних задач оцінки вологості, снігозапасу та ризику паводків; створення пілотної версії розподіленої системи (геопросторових сервісів) для підтримки прийняття рішень органами державної влади в Україні та Республіці Білорусь, а також міжнародними організаціями (UN-SPIDER).

Зміст проекту

Зміни клімату призвели до збільшення інтенсивності злив, повеней, посух та інших погодних аномалій. На сьогоднішній день кількість гідрометеорологічних надзвичайних ситуацій, що відбуваються на Землі, постійно зростає. Україна та Білорусь теж страждають від цих явищ. Ефективне використання супутникової інформації та розв’язання важливих задач моніторингу довкілля, зокрема, оцінки вологості ґрунту, дозволить значно підвищити захищеність суспільства від небезпечних явищ.

Для ефективного моніторингу та прогнозування повеней, а також управління ризиками, пов’язаними з ними, необхідно залучати дані спостереження Землі з космосу в різних спектральних діапазонах. Це дасть можливість моніторингу великих та важкодоступних територій, а також отримання розподілених вимірів (на відміну від точкових наземних спостережень).

У 2010 році в Україні створено регіональний офіс підтримки (RSO — Regional Support Office) платформи ООН UN-SPIDER (United Nations Platform for Space-based Information for Disaster Management and Emergency Response) по використанню космічної інформації для попередження та екстреного реагування на надзвичайні ситуації в Східноєвропейському регіоні. При цьому склалися сприятливі умови для отримання ІКД НАНУ-ДКАУ через регіональний офіс підтримки платформи UN-SPIDER у межах робіт за його програмами супутникових знімків заданих територій України та сусідніх країн у різних діапазонах хвиль від різних супутників.

Стислий опис проекту


Льодова обстановка на Київському водосховищі. Київ, Україна. Аерофотозйомка.

При виконанні НДР проводились дослідження щодо розробки і верифікації по наземних вимірюваннях методу картографування повеней за супутниковими радіолокаційними даними. Запропоновано новий метод оцінки густини ймовірності повеней на основі аналізу часових рядів супутникових даних. Розглянуто основні методи побудови вегетаційних індексів та проаналізовано інтелектуальні методи класифікації та прогнозування для розв’язання задач щодо обробки геопросторових даних для аналізу ризиків несприятливих ситуацій в навколишньому середовищі та оцінки вологості ґрунту з використанням даних з різних джерел.

Оцінку ризиків несприятливих ситуацій у сільському господарстві запропоновано здійснювати у два етапи: на першому розв’язувати задачу сегментації земної поверхні і виділяти зони впливу несприятливої ситуації (землі сільськогосподарського призначення), а на другому — на основі класифікації сільськогосподарських культур та оцінки стану посівів за супутниковими, наземними та статистичними даними визначати густину ймовірності несприятливої ситуації на основі ансамблевого методу обробки геопросторових даних.

Проаналізовано основні підходи та методи оцінки вологозапасів снігу і динаміки льодового покриву з використанням супутникових даних.

Отримані результати

На основі залучення геопросторової інформації розроблено математичну модель оцінки ризиків несприятливих ситуацій, спричинених різними факторами навколишнього середовища. Розроблену модель застосовано для оцінки сільськогосподарських ризиків на основі геопросторової інформації, пов’язаних з метеорологічними факторами, зокрема вологістю ґрунтів. Розроблено математичну модель та методи оцінки засніженості і динаміки льодового покриву з використанням супутникових даних. Проведено оцінку точності та достовірності розроблених методів. Для реалізації геопросторового сервісу було розроблено відповідну архітектуру та побудовано структурну модель у вигляді сервіс-орієнтованої системи, покладеної в основу геопорталу. Портал дозволяє здійснювати інтеграцію не тільки локальних, але і географічно розподілених інформаційних ресурсів.

Результати впровадження

У березні 2013 року на Київському водосховищі виникла льодова обстановка, що могла викликати підтоплення Києва, тому отримані геоінформаційні продукти були оперативно (протягом 6,5 год.) надані в Державне космічне агентство України та Державну службу України з надзвичайних ситуацій.

Крім того, для валідації та оцінки точності отриманих результатів отримано зображення аерофотозйомки, які показали відповідність з супутниковими продуктами.

Користувачами створеної у межах проекту наукової продукції можуть бути:

  • Державне космічне агентство України.
  • Міністерство України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи.
  • Регіональний офіс підтримки програми UN-SPIDER.
  • Міжнародна Хартія “Space and Major Disasters”.
  •     

           Про нас  |  UN-SPIDER RSO  |  НТУУ КПІ  |  Семiнари та конференцiї  |  Проекти  |  Публiкацiї  |  Робота з молоддю  |  Співробітники  |  Контакти