Дистанційне зондування землі

Наслідки видобутку корисних копалин і поховання відходів, прогнозування пожеж, стан водойм і вплив на довкілля бойових дій — ці та багато інших проблем успішно досліджують за допомогою дистанційного зондування Землі. Про застосування відповідних технологій у вивченні геоекологічних проблем України на засіданні Президії Національної академії наук України розповів директор Центру аерокосмічних досліджень Землі Інституту геологічних наук, член-кореспондент НАН Михайло ПОПОВ.

Дослідники центру дістають інформацію з супутників, повітряних платформ, а також використовують наземні дані. Як розповів Михайло Попов, в установі є парк БпЛА, апаратура для польових спостережень і вимірювань. При підрозділі працює центр колективного користування обладнанням.

Одним із важливих предметів дослідження є небезпечні природні й техногенні процеси. У центрі розроблено методико-технологічну схему оцінювання і прогнозування за відкритого видобутку корисних копалин із застосуванням оптичного та радарного космічного знімання.

— За цією схемою було проведено багато різних досліджень, — зауважив Михайло Попов. — Наприклад, супутниковий моніторинг екологічного стану територій видобування титанових руд Верхньо-Іршинського родовища.

Дуже важливим напрямом роботи центру є дослідження зсувних процесів. Методика дистанційного геоекологічного моніторингу зсувних процесів, яку розробили науковці, використовувалась для дослідження району Канівського водосховища, але, за словами Михайла Попова, може застосовуватися і в інших випадках. За результатами застосування цієї методики на замовлення Київської міської державної адміністрації було створено карту розповсюдження і динаміки розвитку зсувів придніпровської зсувної зони Києва.

Науковці активно використовують ДЗЗ у розв’язанні проблем пожежонебезпеки й забруднення атмосфери. Зокрема — оцінюють стан заторфованих заплав. Зони пожеж виявляють за допомогою оброблення космічних знімків у тепловому діапазоні та повітряного знімання з БпЛА. А виявлення підземних осередків горіння торфовищ після вжитих протипожежних заходів здійснюють за допомогою наземної тепловізійної техніки. Для оцінювання ризику виникнення пожеж на торфовищах за супутниковими даними для умов українського Полісся науковці створили методико-технологічний комплекс.

Щодо застосування ДЗЗ у вивченні геоекологічних проблем атмосфери, то за допомогою відповідної методики досліджуються території довготривалого нафтогазовидобутку, зокрема у Бориславі, що на Львівщині. Як розповів Михайло Попов, на фоні бориславського ореолу загазованості виявлено більш як 20 різних за розмірами аномалій вуглеводневих сумішей метанового ряду. «Було не просто виявлено аномалії, а й оцінено рівні небезпеки в різних районах Борислава і навколо нього», — додає директор центру. Вивчали науковці й забруднення водно-болотних угідь на території, що прилягає до Бортницької станції аерації.

Щодо забруднення довкілля внаслідок бойових дій, то було досліджено забруднення нижніх товщ атмосфери на прикладі Ірпеня. «Як відомо, під час вибуху одного 115 мм снаряда у ґрунті, в приземних товщах атмосфери вивільняється/утворюється близько 4000 літрів газу, в якому містяться вуглекислий і чадний газ, оксид азоту, метан, аміак, їхні сполуки, оксид алюмінію, частинки сажі тощо, — розповів Михайло Попов. — У повітрі поширюються до 30 % газів, решта (важкі фракції металів) залишаються у ґрунті, рослинному покриві.

Дослідження, яке ми провели в лютому-березні 2022 року, дало можливість оцінити обсяги загазованості». Також, за словами науковця, дані дистанційного зондування Землі дають змогу виявити й локалізувати місця загорянь унаслідок обстрілів.

Щодо ДЗЗ у розв’язанні геоекологічних проблем гідросфери, то науковці центру послуговуються зокрема технологією моніторингу якості водного середовища в містах на основі супутникової інформації. Вона призначена для систематичного контролю змін екологічного стану континентальних водойм шляхом аналізу ретроспективних рядів супутникових знімків. У такий спосіб було досліджено каскад озер Опечень у Києві. «Застосування методу дало змогу створити карту впливу окремих природних факторів на стан водойм і їхнє майбутнє», — зауважує директор центру.

Також проблеми, пов’язані з оцінюванням стану водного середовища в містах, розв’язувались іншим шляхом — з використанням методу багатокритеріальної оптимізації. Дослідження науковців центру показало, що якісний стан столичного озера Вербне погіршується, хоча водночас відбувається збільшення відкритого водного дзеркала.

«Внесення до аналізу площі забудови в буферній зоні озера показало, що залежність екологічного стану і змін забудованої території обернено пропорційна, — йшлося у презентації. — Отже, порушення дотримання правил забудови у буферній зоні озера призводить до погіршення його екологічного стану».

Моніторили науковці центру і зміни геоекологічного стану північної частини басейну річки Ірпінь після підриву дамби у 2022 році. Також для прогнозу можливого затоплення були запропоновані об’ємні моделі для різного підвищення рівня води Ірпеня та прориву (порушення) греблі Київського водосховища. Подібні завдання вирішувались і під час моніторингу змін якісного стану вод Дніпровсько-Бузького лиману та акваторії Чорного моря внаслідок катастрофічного спуску Каховського водосховища. Було створено детальні карти затоплених населених пунктів, інфраструктури внаслідок руйнування Каховської ГЕС.

Колектив центру підготував видання «Катастрофа Каховського водосховища: свідчать супутникові знімки», яке найближчим часом планують видати українською та англійською мовами.

Провели науковці й моделювання вразливості степової ландшафтно-кліматичної зони України до кліматичних змін на основі даних дистанційного зондування Землі. Територія дослідження, в межах якої воно було реалізовано, охоплює області, які повністю або частково належать до зони степу: Одеську, Кіровоградську, Миколаївську, Дніпропетровську, Запорізьку, Донецьку, Луганську та АР Крим. Як розповів Михайло Попов, для оцінки вразливості біофізичного стану степової ландшафтно-кліматичної зони України до кліматичних змін було розроблено інтегральну ієрархічну модель вразливості, в основі якої лежать шість геоінформаційних продуктів-індикаторів вразливості.

Значна увага в центрі приділяється проведенню досліджень в рамках міжнародних проєктів. З грудня 2022 року центр відіграє ключову роль у «горизонтівському» проєкті EWALD (Система раннього попередження деградації земель порубіжжя Європейського Союзу на основі даних ДЗЗ).

Щодо дистанційного зондування Землі у розв’язанні геоекологічних проблем на урбанізованих територіях, то науковці центру розробили методику визначення просторового розподілу величин сумарного випаровування і температури поверхні міського середовища на основі супутникової й наземної інформації, що, як ішлося у презентації, є основними показниками, які повинні враховуватись у дослідженні міських островів тепла та роботах з міського планування і містобудування.

Поза увагою науковців не залишається і застосування дистанційних даних для моніторингу стану звалищ та запобігання виникненню надзвичайних ситуацій. Як зауважив Михайло Попов, дистанційне зондування таких територій надає інформацію про стан і прогноз розвитку забруднення атмосфери, ґрунтового та рослинного покриву, поверхневих і підземних вод регіону розміщення полігонів, а також — про стан температури поверхні території звалищ, що надає можливість прогнозування виникнення пожеж, виявлення ділянок для першочергового проведення протипожежних заходів.

У цьому контексті директор центру згадав про трагедію на сміттєвому полігоні у Великих Грибовичах, якої можна було б уникнути, якби вчасно було проведено температурний моніторинг.

Які перспективи? Основний напрям подальших досліджень, як ішлося у презентації, пов’язаний з відновленням постраждалих територій внаслідок бойових дій. Серед завдань, які постають перед науковцями — вдосконалення методики дослідження пошкоджених земель за допомогою БпЛА, розроблення прогнозних моделей надзвичайних ситуацій унаслідок бойових дій, удосконалення методики контролю за якістю рекультивації постраждалих унаслідок війни з рф територій.

Під час обговорення виступу було акцентовано на зв’язках центру з виробничою галуззю картографії, застосуваннях дистанційного зондування землі в районах бойових дій, напрацюваннях, які можуть бути активно використані під час оцінки збитків від російської агресії на території України. Також було констатовано, що певна частина розробок центру з геоекологічного моніторингу вже знадобилася як муніципальним установам, так і державним та приватним компаніям.

Серед пропозицій, які пролунали, — посилення співпраці установи центру з установами різних відділень НАН, лобіювання внесення відповідних досліджень до відомчих і державних програм, а також посилення ролі академії як координатора усіх, хто використовує в роботі дистанційне зондування Землі в Україні.

Підготував Дмитро ШУЛІКІН

Читайте також: