RapidEye: наилучшее решение для космического экологического мониторинга

К. Дуглас (K. Douglass), Дж. Алрихс (J. Ahlrichs), К. Соуза (С. Souza), И. Муссе Феликс (I. Musse Felix)

Введение

Группировка спутников дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) RapidEye доказала свое преимущество в научно-исследовательской и управленческой сферах с самых первых снимков, полученных более четырех лет назад. Мультиспектральные  данные с пространственным разрешением 5 м могут использоваться во многих областях: от поддержки фермеров для контроля своих полей до обеспечения лесников информацией для борьбы с насекомыми, уничтожающими деревья. Кроме того, снимки RapidEye отлично зарекомендовали себя в проектах, связанных с охраной окружающей среды и имеющих важное значение для будущих поколений.

Система RapidEye завоевала уверенные позиции в мониторинге окружающей среды благодаря высокой частоте съемки, пространственному разрешению и пяти спектральным каналам, включая крайний красный канал. Как дополнительное преимущество со временем максимальный объем снимаемых данных в сутки увеличивался с 4 млн кв. км до беспрецедентных 5 млн кв. км. Спутники ДЗЗ RapidEye, способные повторно снимать любую точку земной поверхности с интервалом 24 часа и полосой обзора шириной 77 км, занимают ведущее место среди съемочных систем, предназначенных для покрытия обширных территорий в максимально короткое время.

На данный момент данные RapidEye используются в качестве ключевых составляющих в таких важных программах контроля окружающей среды, как MALAREO, направленной на борьбу с малярией в южной Африки, или инициативе ООН по уменьшению выбросов из-за обезлесения и деградации лесов в Гайане, направленной на поддержку борьбы с уничтожением амазонских дождевых лесов.

Недавно в Бразилии состоялась встреча представителей RapidEye и IMAZON Дж. Алрихс и К. Соуза, на которой обсуждались основные идеи и история программы «Зеленые Регионы» (Green Municipality Program), чьи решения базируются на использовании снимков RapidEye.

Поставить точку

Прекращение нелегальных вырубок и сведения лесов в Амазонии  является приоритетными задачами для Бразилии. Были приняты законы, которые обязывают оставлять часть сельской местности в качестве резервного фонда лесов.

Система сельского и экологического кадастра (по-португальски — CAR) является федеральной программой, которая учитывает требования долгосрочной защиты окружающей среды, а также нужды сельскохозяйственной деятельности. Она отвечает за мониторинг и управление больше чем пятью миллионами хозяйств на предмет соблюдения правил сохранения лесного фонда.

Так, как программа CAR существует с конца 90-х годов 20 века, только малая доля владений охвачены системой. В будущем планируется выдача сертификата CAR для каждого владельца.

Экономический эффект реализации закона

В 2008 г. Бразилия приняла закон, согласно которому отдельные территориальные единицы (муниципалитеты), обезлесение и степени деградации лесов которых выше среднего, попадают в черный список. Уже в следующем году 43 из больше чем 900 муниципалитетов в долине Амазонки оказались в  черном списке. И пока они находятся в черном списке, они лишены государственной поддержки для экологического развития, а банки не имеют право выдавать кредиты фермерам для обеспечения текущих работ, пока те не доказали, что они используют свою землю в соответствии с  правилами, обеспечивающими защиту лесов.

Организация GREENPEACE также вмешалась и настояла на активной роли рынка для уменьшении обезлесения. В следствие такого давления промышленная ассоциация ABIOVE начала исключить этих фермеров из торговли скотом и соевых бобов за нарушение закона, что привело к прямому экономическому ущербу соответствующим муниципалитетам. Данная акция ассоциацией ABIOVE приобрела известность под названием «The Soybean Moratorium» (Мораторий соевых бобов).

Одним из муниципалитетов, попавших в черный список, был Парагоминас. Он занимает территорию 20 тыс. кв. км и в нем проживает более 100 тыс. человек.

Мэр Парагоминаса А. Демашки, предпочел не бороться против закона, а разработать план превращения своего региона в образцовый пример сохранения окружающей среды. Он обратился к представителям всех общественных слоев с предложением создать союзы, которые разработают серьезные планы, удовлетворяющие  местных фермеров и, в то же время, сохраняющие леса.

При поиске возможных решений А. Демашки обратился и в IMAZON, одну из ключевых региональных негосударственных организаций, занимающихся проблемой обезлесения в Амазонии. К. Соуза (мл.), бывший директор и нынешний старший исследователь и координатор программы мониторинга лесов IMAZON, руководит мощным отделением по обработке космических снимков и ГИС в г. Белен, штат Пара. К. Соуза (мл.) и его команда обещали мэру Парагоминаса поддержку при поиске ответов.

Одно из предлагаемых решений — создание сельского кадастра, в котором каждый фермер может регистрировать свое хозяйство, используя свежие 5-метровые космичекие снимки RapidEye как основу и для доказательства соблюдения закона при помощи ежегодных повторных съемок в будущем.

В процессе реализации решения IMAZON нашел стратегического компаньона в лице компании Santiago & Cintra Consultoria (SCCON), партнера компании RapidEye по продаже снимков, которая стала оказывать дальнейшую поддержку.

Созданное партнерство помогло муниципальной администрации Парагоминаса внедрить первую систему регистрации земельных владений в марте 2010 год (рис. 1).

ris_1
Рис. 1. Границы фермерских владений в муниципальном районе Парагоминас, нанесенные мозаику снимков RapidEye

 

Теперь при помощи этой системы выданные сертификаты свидетельствуют о соблюдении правил, изложенных в новом законе.

Как это было внедрено

Чувствуя острую необходимость (поскольку на инвестиции и продажу сельхозпродукции практически было наложено эмбарго) SCCON и консалтинговая компания Eco-Lógica целенаправленно создали решение для регистрации сельских владений для региона Парагоминас. База данных для регистрации основывается на серию карт масштаба 1:50 000, созданные IMAZON на базе снимков RapidEye, отснятых за 3 месяца в 2010 г. (рис. 2)

ris_2
Рис. 2. Базовая карта муниципального района Парагоминас, составленная основе снимков RapidEye

 

Пятиметровое пространственное разрешение снимков RapidEye позволяло фермерам  быстро и с уверенностью идентифицировать свои владения и установить долю лесных участков на них. Соответствие, или же несоответствие закону стало ясно и очевидно. Так как все владения были занесены в систему, индивидуальные CAR-сертификаты соответствия могли быть выданы каждому владельцу.

В результате, нелегальные вырубки леса прекратились полностью в управляемом господином А. Демашкином регионе и он был исключен из черного списка. Этот факт позволял региону, который был всего одним из двух исключенных из черного списка, вновь получать государственную помощь для развития сельского хозяйства. Фермеры, имеющие теперь сертификаты соответствия, также вновь могли обратится в банки за кредитами и торговать своей продукцией.

Десять других регионов штата Пара, среди них Улианополис и Дом Элизеу, оба расположенные к югу от Парагоминаса, готовы перенять опыт. Все высказались за быстрое внедрение такого же решения у себя и в настоящее время сотрудничают с IMAZON и SCCON. Ожидается, что проект, разработанный IMAZON и SCCON, который стал  известным под названием “Green Municipality Program” (Прогамма зеленых регионов), быстро распространится и в остальных 41 регионах, находящихся в черном списке.

Преимущество данного решения — его простота и интуитивно понятный способ получения информации — способствует быстрому расширению и распространению. Снимки RapidEye со своим пятиметровым разрешением обеспечивают необходимую информацию о местности и геометрическую точность, необходимые для быстрой и аккуратной идентификации крупных сельских угодий владельцами.

Реализация проекта в столь короткое время требовало неимоверных усилий. Однако, теперь уже имеются многочисленные заявления с просьбой расширить систему на всю страну.

Автоматизация процесса идентификации изменений, что в настоящее время требует огромных рабочих ресурсов и времени, является следующей приоритетной задачей для IMAZON и SCCON. Разрабатывается автоматизированная система мониторинга изменений на базе классификации снимков ежегодного покрытия RapidEye.

Несмотря на то, что 20% леса Амазонии уже уничтожены, широкое применение системы CAR помогает правительству Бразилии четко управлять оставшимися лесами. Такие усилия для уменьшения обезлесения и деградации лесов помогают не только Бразилии, но и являются вкладом в улучшение экологических условий на нашей планете в настоящем и с  эффектом для далекого будущего.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ