[an error occurred while processing this directive]

Космические снимки для федеральной власти

Несмотря на сохраняющиеся проблемы в обеспечении равного доступа всех граждан России к современным источникам геоданных, широкое использование последних при решении задач государственной важности уже стало нормой и в нашей стране.

В современном мире космическая информация систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) является обязательным компонентом систем информационного обеспечения любого государства с развитой экономикой.

Космическая информация стала жизненно необходимой в системах принятия решений, от которых зависят качество прогнозирования и своевременное предотвращение и ликвидация чрезвычайных ситуаций (ЧС), метеообеспечение, рациональное природопользование, картографирование и планирование строительства, бесперебойное функционирование транспорта, обороноспособность и многие другие вопросы.

В России после административной реформы правительства РФ, произведенной в соответствии с указом президента РФ от 9.3.2004 №314, ответственность за сбор и обработку данных ДЗЗ была разделена между несколькими ведущими ведомствами, каждое из которых является оператором собственной наземной сети приемных средств:

  • Министерство обороны;
  • Министерство природных ресурсов (МПР);
  • Министерство по делам ГО, ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС);
  • Федеральное космическое агентство (Роскосмос);
  • Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).

Все перечисленные государственные ведомства имеют собственные сети наземных станций приема космической информации ДЗЗ. В то же время космическая информация, интегрированная в ведомственные управленческие геоинформационные системы (ГИС) и аналитико-прогнозные ИТ-системы принятия решений, используется практически всеми крупными органами государственной власти, как в центре, так и в регионах.

Уровень развития и интеграции ИТ-решений на базе космической информации крайне неравномерен и сдерживается системным кризисом в отечественной индустрии ДЗЗ.

Проекты создания средств сбора, обработки и применения данных ДЗЗ реализуются в рамках федеральных целевых программ (ФЦП) общего и тематического направления, которые курируют Роскосмос, МПР, МЧС, РАСУ, ФАПСИ, Минэкономразвития, Минпромнауки, Минсвязи, Роскартография, Росгидромет, Госстрой и др. ведомства.

ФЦП общего направления:

  • “Федеральная космическая программа России на период 2006-2015 г.", ФКП-2015 (ответственный за реализацию – Роскосмос);
  • “Электронная Россия" (МЭРТ, Мининформсвязи, ФСБ);
  • “Развитие интегрированной информационно-телекоммуникационной системы специального назначения в интересах органов государственной власти ГИС-ОГВ" (ФСБ, РАСУ).

Основные ФЦП тематического направления:

  • Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (МЧС, Минпромэнерго, Минатом, МПР);
  • Преодоление последствий аварий и катастроф (МЧС)
  • Повышение плодородия почв России, Экология и природные ресурсы, Мировой океан (Шельф) 1998-2012;
  • Защита морских побережий от опасных природных явлений (Госстрой);
  • Сейсмобезопасность территории России, защита от затопления и подтопления городов, населенных пунктов, объектов народного хозяйства и ценных земель на территории РФ.

В обзоре приведены наиболее отработанные в технологическом отношении ИТ-системы, созданные для принятия управленческих решений на основе космической информации. Приведены также некоторые примеры удачных управленческих решений на основе космической информации в России и зарубежный опыт.

Обнаружение и мониторинг лесных и степных пожаров - технология космического обнаружения и мониторинга пожаров является наиболее отработанной и широко применяемой в мире. Для круглосуточного обзора всей поверхности Земли используются данные метеоспутников NOAA (разрешение 1 км), геостационарных метеоспутников и данные радиометров MODIS американских спутников TERRA, AQUA (разрешение 250м–1км), распространяемые бесплатно.

Перечень основных задач, решаемых с помощью космической информации в интересах федеральных министерств и ведомств, руководимых Президентом РФ

Министерство Задачи, решаемые с помощью космической информации ДЗЗ
Министерство обороны Оборонные задачи
Пограничная служба ФСБ РФ Актуализация карт приграничной полосы;
Контроль нелегального судоходства
Министерство по делам ГО и ЧС (МЧС) Раннее обнаружение и предупреждение о пожарах вблизи от населенных пунктов и объектов инфраструктуры;
Мониторинг паводков;
Состояние ледового и снежного покрова;
Оценка ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;
Мониторинг состояния гидротехнических сооружений;
Мониторинг состояния ледников;
Мониторинг нефтяных загрязнений;
Прогноз землетрясений
Федеральная служба по контролю за оборотом наркотических средств (ФСКН) Поиск и картирование районов произрастания и оценка площади наркосодержащих растений

Источник: Science.Cnews

В интересах информационного обеспечения ФГУ «Авиалесоохрана» Федерального агентства лесного хозяйства (Рослесхоза) России Институт космических исследований (ИКИ) РАН создал информационную систему дистанционного мониторинга лесных пожаров Министерства природных ресурсов РФ (ИСДМ МПР РФ). В состав ИСДМ входит подсистема спутникового обнаружения лесных пожаров на основе информации спутников NOAA, TERRA и AQUA. Центры приема и обработки данных ИСДМ находятся в Москве, Новосибирске, Хабаровске, Красноярске и Иркутске. По публикациям 2004 года, система ИСДМ получала результаты детектирования пожаров на основе алгоритма MOD14 по данным TERRA и AQUA из Годдардского центра (г. Вашингтон) по всей территории России бесплатно с задержкой от 12 до 20 часов. Основными пользователями системы являются Рослесхоз МПР, подразделения «Авиалесоохрана», региональные комитеты (управления) природных ресурсов в субъектах Российской Федерации и др. Как показывает практика, система ИСДМ не охватывает интересы всех госструктур, поэтому задачи мониторинга лесных пожаров решают и другие ведомства (МЧС, Росгидромет, Минтранс) с помощью приемных станций ведомственных сетей МПР, МЧС и Росгидромета.

Перечень основных задач, решаемых с помощью космической информации в интересах федеральных министерств и ведомств, руководимых Президентом РФ

Министерство Агентство (служба) Основные задачи, решаемые с применением данных ДЗЗ
Росгидромет Сбор метеоданных для прогнозирования погоды (включая опасные метеоявления) и наблюдений за изменением климата,
Съемка зоны ЧС с загрязнением окружающей природной среды,
Инвентаризация источников дымовых загрязнений, Обнаружение разливов нефти в районах нефтедобычи и транспортировки,
Ледовая разведка Северного морского пути
Министерство природных ресурсов МПР Федеральное агентство водных ресурсов Оценка ледовой обстановки;
Паводки и наводнения;
Мониторинг cнежного покрова;
Мониторинг водных объектов, водный кадастр;
Инвентаризация и наблюдение за состоянием гидротехнических сооружений;
Федеральное агентство лесного хозяйства Мониторинг лесного фонда;
Лесные пожары (обнаружение, мониторинг, оценка последствий);
Охрана, обнаружение незаконных рубок;
Мониторинг ведения лесопользования;
Воспроизводство, лесопатологический мониторинг.
Федеральное агентство по недропользованию Государственный мониторинг земель,
Ведение государственного кадастра месторождений;
Информационное обеспечение госэкспертизы данных о разведанных запасах полезных ископаемых;
получение исходных данных для поиска нефти, газа, рудных и других месторождений полезных ископаемых
Федеральная служба по надзору в сфере природопользования Обнаружение разливов нефти;
Оценка эффективности рекультивации земель;
Выявление нарушений условий лицензионного недропользования;
Картографическая съемка для создания регулярно обновляемой дистанционной основы для особо охраняемых природных территорий (ООПТ);
Обнаружение загрязнения водной поверхности о. Байкал; Обнаружение признаков хозяйственной деятельности в пределах ООПТ;
Раннее обнаружение пожаров, угрожающих ООПТ.
Министерство образования и науки Федеральное агентство по науке и инновациям Создание библиотеки пространственных данных по территории России, предоставление данных по запросам исследовательских институтов
Федеральное агентство по образованию Подготовка специалистов по ГИС-системам и обработке космической информации
Министерство промышленности и энергетики Федеральное агентство по промышленности Инвентаризация промышленных объектов и инфраструктуры
Федеральное агентство по энергетике Инвентаризация промышленных объектов;
Мониторинг пожаров в коридорах объектовой инфраструктуры
Министерство регионального развития Федеральное агентство по строительству и жилищно-коммунальному хозяйству Контроль за фактическим состоянием и динамикой строительных работ на удаленных объектах
Министерство сельского хозяйства Федеральное агентство по рыболовству Выявление зон, богатых фитопланктоном для повышения результативности рыбного промысла
Контроль за положением судов, борьба с нелегальным рыболовством
Федеральное агентство по сельскому хозяйству Инвентаризация сельскохозяйственных земель;
Мониторинг деградации (зарастания) сельскохозяйственных земель;
Регулярный мониторинг состояния всходов, оценка урожайности, патологический мониторинг
Министерство транспорта Федеральное агентство воздушного транспорта Метеосъемка облачного покрова;
Инвентаризация инфраструктуры аэропортов;
Обновление карт аэропортов
Федеральное дорожное агентство Инвентаризация дорожной сети;
Контроль за ходом строительства дорог в отдаленных районах
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Инвентаризация железнодорожной сети;
Контроль за ходом строительства путей в отдаленных районах
Федеральное агентство морского и речного транспорта Ледовая разведка Северного морского пути
Инвентаризация портовых сооружений; Контроль за ходом строительства портовых сооружений в отдаленных районах
Федеральное агентство геодезии и картографии Актуализация картографической основы, разработка геопространственных продуктов
Министерство информационных технологий и связи Федеральное агентство по информационным технологиям Формирование информационных баз данных ДЗЗ по территории России
Министерство экономического развития и торговли Федеральное агентство кадастра объектов недвижимости Инвентаризация объектов недвижимости; Мониторинг соблюдения правил землеотвода

Источник: Science.Cnews

Например, Байкальский региональный информационный центр поддерживает интернет-сервер с оперативным отображением пожарной ситуации. Центр обеспечивает прием данных космического аппарата (КА) TERRA и AQUA с помощью станции в Иркутске, которую эксплуатирует ФГУП "ВостСибНИИГГиМС в составе ведомственной сети космического мониторинга МПР. В Байкальском центре реализована технология EoStation, которая обеспечивает оперативную обработку снимков радиометра MODIS и интернет-доступ клиентов к готовым продуктам.

Данные регулярного космического мониторинга пожаров в приграничных областях помогают улаживать потенциальные межгосударственные конфликты. Так, в середине октября 2005 года монгольская сторона обратилась к администрации Читинской области с требованием возмещения ущерба от пала (степного пожара), который пришел в Монголию с российской стороны. Космический мониторинг пожароопасной обстановки в регионе осуществляет предприятие ФГУГП "Читагеолсъемка" с помощью станции "УниСкан", которая обеспечивает прием данных КА TERRA и Метеор-3М-1. Картина, воссозданная по серии космических снимков низкого разрешения КА TERRA, оказалась совершенно иной: 10 октября степной пожар возник на территории Монголии и, двигаясь на север, распространился на российскую территорию (см. рис.). В последующие дни после изменения направления господствующих ветров, пал вернулся в Монголию. Действуя в духе добрососедства, обе стороны договорились о создании совместной комиссии по расследованию чрезвычайной ситуации. По запросу районной администрации данные космической съемки, обработанные специалистами предприятия "Читагеолсъемка", были переданы для представления комиссии, и в конечном итоге вопрос был исчерпан.

Читинские события не являются единичным примером, когда космическая информация позволяет местным администрациям принимать обоснованные решения в области управления территориями на основе объективных данных космической съемки. Грамотному разрешению спорного вопроса (речь шла о крупных штрафных санкциях) способствовали осведомленность администрации о возможностях космической съемки и наличие в регионе необходимых программно-аппаратных средств приема, обработки и хранения космической информации.

На обработанном снимке КА TERRA от 10.10.2005 с наложенной линией госграницы отчетливо видно, пожар (красный очаг), который возник и развивался на сопредельной с Россией стороне

Источник: ИТЦ "СканЭкс"

Аналогичная, но более совершенная система оперативного пожарного мониторинга создана в США и Европе благодаря использованию многочисленной космической группировки спутников (геостационарные метеоспутники, NOAA, TRMM, AQUA, TERRA, DMSP) и более совершенных алгоритмов. Обработанные изображения территории Земли с выделенными очагами пожаров находятся в свободном доступе на ряде интернет-ресурсов: 1 и 2.

Картография и обновление карт

В России сложилась критическая ситуация в области разработки и обновления картографической продукции, которая относится к компетенции военно-топографического управления Генштаба МО и Роскартографии Минтранса. На сегодняшний день вся территория РФ покрыта топографическими картами масштаба 1:25 000 - 1:1000000, и частично масштаба 1:10 000, но объем устаревших топокарт составляет в зависимости от масштаба 70-84% общего числа номенклатурных листов. В 2005 году завершилась эксплуатация космических картографических фотоспутников двойного назначения "Комета", ранее были прекращены запуски гражданских фотоспутников "Ресурс-Ф". Сегодня в России отсутствует отечественная высокодетальная космическая информация для проведения картографических работ.

Единственной реальной возможностью обновления картографической продукции по всей территории России в течение ближайших лет является использование комплекса зарубежных и перспективных отечественных спутников с оптической и радиолокационной аппаратурой.

г. Калуга. Синим цветом обозначены дороги, не вошедшие в атлас "Карты автомобильных дорог. Россия", полученные по снимку IRS

Источник: ИТЦ "СканЭкс"

В сложившейся ситуация Роскартография разработала Концепцию создания электронных топографических карт и электронных планов городов на территорию РФ. В документе говорится о разработке технологии обновления топокарт по данным ДЗЗ. По оценкам ГИС-Ассоциации, стоимость данных на всю территорию РФ составит для обновления карт масштабов:

  • 1:25 000 - Ikonos-2, OrbView-3, EROS-A от до $408 до $140 млн.;
  • 1:50 000 - SPOT-5, IRS-1C, -1D (PAN) от $52 до $5 млн.;
  • 1:100 000 - SPOT-2,-4, IRS-1C, -1D (PAN) от $17 до $5 млн.

Для сравнения, по данным Роскартографии, для обновления топокарт всего масштабного ряда традиционными методами требуется выделение 40-50 млрд рублей и увеличение численности работающих в 2-3 раза.

Основные цели концепции - создание обновленных электронных топографических карт и планов городов на территорию России в двух вариантах: закрытые и открытые, постоянный мониторинг и дифференцированный подход к обновлению электронных топографических карт в зависимости от региона, доведение информации до потребителя в близком к реальному масштабе времени. Среди основных задач концепции: создание базы картографических данных для развития ГИС федерального и регионального уровней; формирование рынка топографических карт; создание единой электронной топографической основы территории РФ. Реализация концепции будет зависеть от уровня бюджетного финансирования.

Пока же в условиях отсутствия актуальных карт администрации субъектов Федерации вынуждены самостоятельно решать пути выхода из кризиса. Например, в Тюменской области под эгидой градостроительного совета готовятся многоуровневые цифровые карты. Уже закончена космическая съемка для подготовки цифровой карты территории области масштаба 1: 25 000, работа над которой будет завершена в 2007 г.

В Новосибирске завершен первый этап создания комплексной электронной карты планирования и развития территории области. Она состоит из нескольких информационных слоев: границ муниципальных районов, уровня жизни, поселения, количества безработных, качества среды проживания, демографической ситуации, рельефа, растительности и прочего. Данные для карты получены из справочных материалов и с помощью космической съемки. Электронная версия области имеет секретные данные для служебного пользования, но основной объем составляет открытая информация, которой сможет пользоваться любой житель.

ДДЗ в кадастре недвижимости

Руководство Федерального агентства кадастра объектов недвижимости (Роснедвижимость) рассматривает технологии космического мониторинга как реальный инструмент информационного обеспечения кадастровых работ. Но сохраняющиеся в России режимные ограничения вступают в противоречие с общественным характером кадастра и точностью материалов инвентаризации, находящихся в открытом доступе. Данные космической и аэросъемки применяются в практике органов Роснедвижимости для инвентаризации земельных наделов, обнаружения фактов самозахватов земли и в ходе проведения сельскохозяйственной переписи в регионах. С начала 1990-х годов в рамках земельной реформы органами регистрации РФ было выдано более 40 млн. свидетельств на право собственности на землю, однако в реестре Роснедвижимости находятся данные примерно о 32 млн. земельных участков. Из этого числа около 60% занесено в электронные базы данных. Для сверки сведений использовались данные аэрокосмосъемки, с помощью которых удалось подтвердить, что количество участков больше, чем в реестре.

Крупный проект по космической съемке региона в интересах картографирования и кадастрового учета земли реализован в Тюменской области в 2005 году. Из бюджета области выделено 19,7 млн. рублей на космическую съемку территории области с пространственным разрешением 2,5 м для разработки карт масштаба 1:25 000. Съемка осуществлена с помощью французского спутника SPOT-5. Администрация обратилась к методам ДЗЗ после того, как выяснилось, что стоимость инвентаризации земли без применения космической съемки в соответствии с методическими рекомендациями Росземкадастра составила в Тюмени 540 рублей за один гектар.

Для создания и ведения Государственного земельного кадастра Москвы создана обновляемая цифровая картографическая основа масштаба 1:2000 на всю территорию Москвы (1300 планшетов). На основе оперативных данных аэро- и космической съемки ежегодно выполняется мониторинг фактического использования земель. Результаты мониторинга используются для регулирования землепользования и государственного земельного контроля. В 2005 году контракт на космическую съемку Москвы получила компания "Геоспектрум". Космическую съемку Москвы осуществляют американские спутники QuickBird-2 и Ikonos-2. Генеральным подрядчиком является ГУП "Мосгоргеотрест" - фондодержатель материалов и данных на территорию Москвы. Полученные данные позволят обновить цифровые топографические планы, карты и схемы Единой государственной картографической основы Москвы, информационные ресурсы государственного земельного кадастра, а также провести мониторинг санитарного состояния растительности города, выявить несанкционированные свалки, исследовать состояние речных долин, выявить изменение русел рек. На космосъемку Москвы в 2006 году выделено 20 млн. рублей.

В США и Европе регулярно используют высокодетальную космическую съемку для разработки цифровых моделей рельефа и обновления картографических продуктов. В США высокодетальные цифровые планы городов в районах с высокой динамикой развития требуют обновления не реже раза в два месяца. Геологическая служба США USGS ежегодно выделяет $5 млн. на закупку космической информации высокого и сверхвысокого разрешения у частных компаний в интересах гражданских госструктур. По программе ClearView для закупки аналогичных материалов космической съемки для силовых госструктур ежегодно расходуется более $100 млн.

Мониторинг окружающей среды

Росгидромет является крупнейшим потребителем космической информации в интересах сбора информации об окружающей среде и прогнозирования метеообстановки. В состав наземной сети приема космической информации Росгидромета входят более сотни станций. После выхода из строя метеоаппаратуры единственного национального метеоспутника Метеор-3М №1 с 2003 года, Росгидромет получает основной объем космической информации от американских метеоспутников NOAA, а также космических аппаратов TERRA и AQUA. Из-за износа и морального старения оборудования качество современных метеопрогнозов вызывает справедливые нарекания со стороны государственных ведомств и администраций, пользующихся услугами Росгидромета. Например, мэр Москвы Лужков ранее отмечал, что Росгидромет не оправдывает средства, которые тратит Москва на информацию о погодных условиях.

В марте 2006 года Совет директоров Всемирного банка утвердил заем в размере $80 млн. на финансирование проекта модернизации и технического перевооружения организаций и учреждений Росгидромета. Существенная часть средств проекта, рассчитанного на 5 лет, направляется на ИТ-перевооружение. Проект реализуется и будет реализовываться в Москве, Хабаровске, Новосибирске, Обнинске, на территории Северного Кавказа и Дальнего Востока РФ. Он включает три основных компонента: техническое перевооружение вычислительных средств, средств архивации и систем связи; модернизацию наблюдательных сетей; совершенствование системы распространения информации и обеспечения готовности к чрезвычайным ситуациям. Запуски новых отечественных спутников Метеор-М и Электро-Л запланированы на 2007 год.

Все ведущие космические державы США, страны Европы, Китай, Япония и Индия реализуют планы развития и обновления космических группировок метеоспутников. США и Европа приступили к созданию совместной системы полярноорбитальных метеоспутников. Аппаратура современных оперативных метеоспутников обеспечивает измерение короткопериодических вариаций погоды в нижних слоях атмосферы. В результате обработки спутниковой информации рассчитывается прогноз погоды на ближайшие 3-5 дней с точностью 80%. В течение ближайших 10 лет срок прогнозирования возрастет до 7-10 суток при той же точности. Важнейшей задачей космических метеосистем остается обнаружение на раннем этапе и слежение за развитием опасных метеоявлений (ураганов, цунами, штормов и др.), которые наносят огромный ущерб мировой экономике.

Алексей Кучейко, CNews

Вернуться на главную страницу обзора

Версия для печати

Опубликовано в 2006 г.

Техноблог | Форумы | ТВ | Архив
Toolbar | КПК-версия | Подписка на новости  | RSS