Наборы региональных пространственных данных — основа для использования в геоинформационных проектах

С. В. Любимцева

В последние годы в регионах отмечается положительная тенденция все более активного интереса к использованию данных дистанционного зондирования Земли (космических снимков).

Расширение масштабов практического использования результатов космической деятельности, активное внедрение космических и геоинформационных технологий в информационную инфраструктуру способствуют повышению эффективности регионального управления и придают дополнительный импульс современному динамичному развитию экономики России. Геоинформационные технологии востребованы в сфере управления сельским и лесным хозяйством, в муниципальном управлении, социально-экономическом планировании развития регионов и при решении экологических задач.

Оперативность получения и достоверность информации, точность расчетов и возможность регулярного мониторинга, существенное снижение издержек и повышение качества принятия управленческих решений — вот далеко не полный список возможностей, получить которые стало возможно благодаря инновационным космическим технологиям.

Компания «Совзонд» начала выпуск нового продукта на базе космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения — наборы региональных пространственных данных (РПД). Технология формирования наборов РПД оптимизирует доступ к большим массивам данных космической съемки и способна обеспечить актуальной, достоверной и комплексной пространственной информацией заказчиков, в том числе и органы региональной власти для оперативной всесторонней оценки и обоснования принимаемых управленческих решений.

В зависимости от решаемых задач предлагаются три вида наборов космических снимков — РПД10, РПД25 и РПД50 (рис. 1). Все наборы РПД поставляются в формате JPEG (ECW) в системе координат WGS-84 и готовы для использования в геоинформационной системе.

Рис. 1. Наборы РПД10 (слева) и РПД50 (справа). Московская область

РПД10. Данные сверхвысокого пространственного разрешения (50 см), полученные со спутников компании WorldView-1, WorldView-2 и  GeoEye-1. Точность в плане соответствует  масштабу 1:10 000 на равнинные территории. Космические снимки за 2012­–2013 гг. получены от  компании DigitalGlobe посредством сервиса GlobalBasemap и  покрывают до 90% территории России (российский сегмент глобального покрытия получил название Russian Basemap — RBM).

Космический аппарат WorldView-1 ведет съемку в панхроматическом режиме с пространственным разрешением 0,5 м. WorldView-2 оснащен оптико-электронной аппаратурой для съемки земной поверхности в панхроматическом режиме с пространственным разрешением 0,46 м и в 8-канальном мультиспектральном режиме с разрешением 2 м. Спутник GeoEye ведет съемку с пространственным разрешением 0,41 м в панхроматическом режиме и 1,65 м в мультиспектральном режиме при съемке в надир. Оператором всех этих спутников является компания DigitalGlobe.

Наборы данных РПД10 сверхвысокого пространственного разрешения особенно эффективно использовать  для решения следующих региональных задач:

• мониторинг строительства жилых, социальных и промышленных (в т.ч. инвестиционных) объектов;
• оценка соблюдения проектных решений и условий землепользования; оценка фактического воздействия на природную среду, выявление экологических нарушений;
• создание 3D моделей наиболее важных инвестиционных объектов;
• мониторинг строительства объектов коммунальной и промышленной инфраструктуры;
• инвентаризация дорожной сети: уточнение пространственного положения, оценка состояния;
• мониторинг и инвентаризация ремонтных и строительных работ;
• определение типов дорожного покрытия, выявление крупных нарушений полотна;
• оценка состояния буферной зоны автодорог, выявление нарушений условий землепользования;
• выборочный мониторинг соблюдения регламентов рубок по снимкам сверхвысокого разрешения, выявление незаконных рубок;
• мониторинг водоохранных зон гидрологических объектов в пределах особо охраняемых природных территорий, в частности: определение среднего меженного уровня водоемов, выявление источников загрязнения, располагающихся в водоохранных зонах;
• мониторинг общего состояния и негативных изменений в водоохранных зонах;
• мониторинг нарушений почвенно-грунтового покрова, выявление несанкционированных вскрытий грунтов, карьеров;
• детальный мониторинг разработки карьеров общераспространенных полезных ископаемых;
• инвентаризация объектов размещения отходов;
• мониторинг существующих санкционированных и незаконных мест складирования ТБО, промышленных отходов, выявление вновь появившихся свалок (в пределах жилой, промышленной застройки, а также в буферных зонах основных населенных пунктов);
• мониторинг состояния скотомогильников, полигонов хранения пестицидов, ядохимикатов;
• слежение за развитием рекреационных объектов, строительством, формированием инфраструктуры, выявление зон самозахвата и несанкционированного рекреационного использования ландшафтов.

РПД25. Данные высокого пространственного разрешения, полученные со спутника ALOS/PRISM (до 2010 г.; разрешение — 2,5 м) и RapidEye (разрешение — 5 м). Точность в плане соответствует  масштабу 1:25 000 на равнинные территории. Снимки RapidEye привязываются по высокоточной опоре масштаба 1:10 000. Данные покрывают практически всю территорию России.

РПД50. Данные высокого пространственного разрешения (5 м), полученные с группировки спутников RapidEye. Точность в плане соответствует  масштабу 1:50 000. Снимки RapidEye привязываются по высокоточной опоре масштаба 1:25 000. Данные покрывают практически всю территорию России.

К преимуществам группировки спутников RapidEye относятся высокая периодичность съемки (ежесуточно) и оперативность получения данных, пять спектральных каналов, включая крайний красный канал, оптимально подходящий для оценки состояния растительности.   Спутник ALOS уже выведен из эксплуатации, однако архивные снимки доступны и пользуются спросом ввиду их высокого качества.

Использование космических снимков высокого разрешения можно рекомендовать для решения следующих региональных задач (рис. 2):

• инвентаризация сельхозугодий с точностью карты масштаба 1:25 000, выявление земель выведенных из сельхозоборота, заросших полей, оценка площадей сельхозугодий на уровне хозяйства-района-региона;
• уточнение и актуализация карт землепользования;
• оценка состояния почв;
• мониторинг лесопользования — выявление сплошных, выборочных рубок, рубок под инфраструктуру, произведенных за год;
• мониторинг состояния лесного фонда — площади пройденные пожарами, ветровалами за год, насаждения поврежденные вредителями, болезнями, погибшие в результате нарушения гидрологического режима;
• мониторинг и оценка эффективности лесовосстановительной деятельности;
• инвентаризация с точностью карты масштаба 1:25 000 и паспортизация существующих на территории региона особо охраняемых природных территорий (ООПТ);
• выявление нарушений условий землепользования в процессе недропользования;
• выявление нарушений экологического законодательства.

Компания «Совзонд» продолжает выпуск линейки мозаик под общим названием ОРТОРЕГИОН. В зависимости от решаемых задач и возможностей самостоятельной обработки снимков заказчик может выбирать, какой продукт походит ему более всего. Сравнительная характеристика продуктов ОРТОРЕГИОН и РПД представлена в табл. 1.

Таблица 1. Сравнительная характеристика продуктов ОРТОРЕГИОН и РПД

Активный интерес к использованию космических снимков и внедрению технологий комплексного космического мониторинга в регионах проявляют многие субъекты РФ. Достаточно упомянуть Краснодарский край, Московскую, Калужскую, Воронежскую, Кировскую области, Республику Коми, Республику Бурятия, Республику Мордовия, Ненецкий АО, Ямало-Ненецкий АО и др.  Конечно, у каждого региона есть свои особенности, но все они объединены общим пониманием актуальности задачи внедрения технологий комплексного космического мониторинга в регионах.Наборы постоянно обновляются посредством данных новой космической съемки. К преимуществам нового продукта РПД отнесем низкую стоимость,  отсутствие ограничений на лицензирование использования данных и публикаций в геопортале. По желанию заказчика наборы могут поставляться в местной системе координат.

Самое главное, появились организационно-административные предпосылки для широкого внедрения технологий комплексного космического мониторинга в регионах:

• У руководителей большинства регионов пришло четкое понимание необходимости серьезной работы в данном направлении, что, в том числе, связано с активной позицией высшего политического руководства страны по этому вопросу.
• В большинстве регионов созданы организационные структуры, отвечающие за информатизацию. Они имеют различные названия, организационно-правовую форму, сферу полномочий, но все они так или иначе отвечают за развитие современных информационных технологий.
• Идет процесс создания федеральных систем на базе технологий космического мониторинга, появляется возможность организации межведомственного взаимодействия на федеральном и региональным уровнях.
• Появился серьезный положительный опыт от внедрения технологий комплексного космического мониторинга в целом ряде регионов, стал очевидным экономический эффект от создания таких систем.

Помимо прямого количественного экономического эффекта результатом внедрения технологий комплексного космического мониторинга в регионах является качественный эффект:

• повышение оперативности, эффективности и качества государственного и муниципального управления;
• повышение информационной открытости и прозрачности деятельности органов государственной и муниципальной власти;
• интеграция информационных ресурсов и информационных систем;
• повышение инвестиционной привлекательности и конкурентоспособности территории за счет публикации в сети Интернет перспективных инвестиционных площадок и проектов.

Технология формирования наборов РПД оптимизирует доступ к большим массивам данных космической съемки и способна обеспечить актуальной, достоверной и комплексной пространственной информацией заказчиков, в том числе и региональные органы власти для оперативной и всесторонней оценки и обоснования принимаемых управленческих решений.

Начало нового тысячелетия принято описывать, как время информационной революции. Сети передачи данных растут с каждым годом, вовлекая все большее количество пользователей, скорости движения информационных потоков увеличиваются. Наборы пространственных данных на базе космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения РПД10, РПД25 и РПД50 делают возможным получать оперативные данные о ситуации в регионе для повышения эффекивности управления и инвестиционной привлекательности.