ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАННЫХ ПРИБОРА MODIS ДЛЯ МОНИТОРИНГА

НА ПРИМЕРЕ ПАВОДКА НА РЕКЕ ЧУЛЫМ ВЕСНОЙ 2014 ГОДА
ФГБУ «НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ЦЕНТР КОСМИЧЕСКОЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ «ПЛАНЕТА» СИБИРСКИЙ ЦЕНТР

и превосходящие по наносимому ущербу ущерб от всех других чрезвычайных

ситуаций.

с использованием данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ). В ФГБУ «НИЦ «Планета» регулярно

проводится мониторинг паводков. Для выявления затопленных территорий используются данные с таких космических аппаратов (КА) как Ресурс‑П и Landsat‑8

Пример классификации паводковой обстановки

а также оценке потенциала использования информации с КА TERRA и

AQUA на примере наводнения на реке Чулым в апреле 2014 года.

В начале апреля 2014 года на реке Чулым вблизи районного центра г.Чулым начался паводок. Для мониторинга затопленных территорий использовались данные со спутников Ресурс‑П и Landsat‑8 с пространственным разрешением до 15 метров каждый, а также данные GoogleMaps.

поймы реки.
Выделение поймы реки Чулым на снимке из архива

GoogleMaps.

методу ISODATA
Данные со спутника Ресурс-П

выделена пойма реки.
Синим выделена область затопления.

мая
Изображение с Landsat-8 после проведения коррекции

выделена пойма реки.
Синим выделена область затопления.

12 мая.

AQUA для мониторинга паводковой обстановки

При мониторинге паводковой обстановки важным фактором

является своевременность полученных данных. Спутники, имеющие возможность делать снимки с высоким разрешением, дают исчерпывающую информацию на момент съемки. Однако такие КА производят повторное наблюдение с интервалом больше недели. Кроме того, необходимо учесть вероятность неблагоприятной погоды для съемки. Таким образом, интервалы между съемками могут быть критически большими (недели). Отсюда следует очевидная необходимость использования данных со спутников с менее высоким пространственным разрешением и обладающими широкой полосой обзора, таких как TERRA и AQUA

Космический аппарат TERRA

Космический аппарат AQUA

красный спектральный канал
Снимок со спутника Terra, инфракрасный спектральный канал
Снимок со

спутника AQUA, красный спектральный канал

Снимок со спутника AQUA, инфракрасный спектральный канал

русле
Выделение водной поверхности на снимке прибора MODIS

16 апреля.

Характерные значения NDVI для областей:
1 (озеро, лед) ‑ 0,10;

2 ‑ 0,14;
3 ‑ 0,2;
4‑ 0,2;
5 (поселок) ‑ 0,23

Индекс NDVI

во время наводнения ‑ NDVI1, где s‑часть площади пикселя, занятого

водой. Тогда в упрощенном варианте s будет равна:

Точное решение: пусть значение индекса NDVI до наводнения равно α, во время наводнения ‑ γ, значение NDVI пикселя, полностью занятого водой ‑ β. Величина k ‑ это отношение значения NIR канала во время наводнения к значению того же канала до на водной поверхности. s ‑ искомая часть площади пикселя, занятого водой. Тогда точное решение будет выглядеть так:

Субпиксельная оценка площади, занятой водой

получили площадь паводка равную 6 км2, что более чем в 2

раза превышает реальную площадь паводка на данном участке реки в этот период. При учете поправки площадь паводка была оценена в 4 км2.

На момент паводка 16 апреля не было открытых водных поверхностей достаточной площади для определения коэффициентов β и k, и следовательно, не было возможности использования точного решения. Таким образом, оценка площади паводка была рассчитана опираясь на приблизительное решение.

обстановки
Рисунок 14. Данные MCD43A4 за 16 апреля 2014 года
В общем

случае MCD43A4 дает более четкую по сравнению с простым снимком картину ситуации. При разливах рек на более чем 250 м этот продукт можно использовать для оценки площади наводнения. Однако при паводках небольших масштабов использование этого продукта с таким разрешением для мониторинга состояния паводка не представляется возможным.