ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 2. С. 125-134

Исследование возможностей гиперспектральной съемки для мониторинга состояния водных объектов

А.Н. Виноградов 1 , В.В. Егоров 2 , А.П. Калинин 3 , А.И. Родионов 1 , И.Д. Родионова 1 , И.П. Родионова 1 
1 НПЦ «Реагент», Москва, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
3 Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 14.02.2017
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-2-125-134
Исследуются возможности использования данных авиационной гиперспектральной съемки для мониторинга состояния водных объектов (на примере акватории Невской губы). Съемка проводилась с самолета АН-2 с высоты 1000 м при скорости полета 120 км/ч в октябре 2015 г. Высота Солнца составляла около 17 град. В ходе предварительной обработки полученных гиперкубов выполнялся пересчет значений спектральной плотности энергетической яркости (СПЭЯ) в значения коэффициентов спектральной яркости (КСЯ). В качестве эталонного источника при этом использовались результаты регистрации излучения от белого прорезиненного полотна размером 3м х 3м. Выполнена тематическая обработка гиперспектральных изображений и спектров по акватории Невской губы вблизи защитной дамбы Санкт-Петербурга. Сравнение измеренных спектров и спектров, взятых из литературных источников, показало их удовлетворительное совпадение. Для оценки суммарной концентрации содержания твердой взвеси и фитопланктона в воде использовалось регрессионное выражение, связывающее значения указанной концентрации со средним значением КСЯ в диапазоне 590–710 нм. Точность оценки содержания концентрации взвесей составила порядка 12%. Полученные в работе результаты свидетельствуют о целесообразности осуществления оперативного авиационного мониторинга экологического состояния водных бассейнов.
Ключевые слова: гиперспектрометр, спектр, взвесь, фитопланктон, водоем, концентрация, изображение, дамба, экология
Полный текст

Список литературы:

  1. Аванесов Г.А., Снеткова Н.И. Многозональные аэрокосмические съемки Земли. М.: АН СССР, 1981. С. 100–117.
  2. Балтер Б.М., Егоров В.В. Статистическая оценка состояния природных объектов по данным дистанционных измерений // Исследования Земли из космоса. 1981. № 3. С. 46–55.
  3. Григорьева О.В., Шилин Б.В. Опыт оценки экологических характеристик акваторий морских портов по данным видеоспектральной аэросъемки // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. ИКИ РАН. 2012. Т. 9. № 1. С. 156–166.
  4. Егоров В.В., Тарнопольский В.И. Физические основы дистанционного зондирования Земли из космоса. Баку: Изд-во «Элм», 1977. С. 38–100.
  5. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно неоднородных средах. М.: Мир, 1980. Т. 1. 280 c.
  6. Кринов Е.Л. Спектральная отражательная способность природных образований. М.: Изд-во АН СССР, 1947. 271 с.
  7. Farooq S. Spectral reflectance of land covers, Department of Geology, Aligahr Museum university. 2011. URL: http://www.geol-amu.org/notes/m1r-1-8.htm.
  8. Han L. Spectral reflectance with varying suspended sediment concentration in clear and algae-laden waters // Photogrammetric Engineering & Remote sensing. 1997. V. 6. No. 6. P. 701–705.
  9. Vinogradov A.N., Egorov V.V., Kalinin A.P., Rodionov A.I., Rodionov I.D. A line of aviation hyperspectrometers in the UV, visible, and near-IR ranges // Journal of Optical Technology. 2016. Vol. 83. Issue 4. P. 237–243.