Технологии поставки и открытия данных в экологии
Экология становится все более насыщенной данными наукой, основанной на больших объемах данных, собранных платформами дистанционного зондирования земли и сенсорных сетей, которые поставляют данные о состоянии окружающей среды. Экология, как информационно насыщенная область деятельности, зависит от инфраструктурных изменений, происходящих в информатике в целом. В частности, ученые, профессиональные общества и исследователи, осознающие ценность данных как продукта научной деятельности, больше внимания уделяют управлению данными, регулированию обмена данными, их открытости. Мы рассмотрели проблемы в информационном отражении в отдельных секторах экологии. Для привлечения гражданского общества в эту деятельность необходимо открывать государственные данные и использовать их в информационных системах, порталах.
Системы дистанционного зондирования
Существенную помощь в получении объективной информации в области экологии оказывают системы дистанционного зондирования. Спутниковые технологии в настоящий момент становятся мощным инструментом для оперативного получения актуальной информации.
Работа со спутниковыми снимками предполагает прием, обработку и интерпретацию данных космического зондирования земли. Получаемые данные обладают характеристиками глубокой обработки и интерпретации, т.е. могут применяться в разных предметных областях. Спутниковый снимок состоит из отдельных каналов, снятых в различных спектральных диапазонах оптического и инфракрасного излучения. В зависимости от синтеза этих каналов можно получить наглядное изображение интересующего процесса. Тематическая обработка космических снимков — создание различных алгоритмов и методик, которые позволяют безошибочно распознать на изображении интересующие объекты, анализировать происходящие процессы и прогнозировать их последствия.
Данные, поступающие со спутника, могут быть использованы для оперативного мониторинга окружающей среды, данными о техногенных и антропогенных изменениях. К задачам, решаемым с использованием данных дистанционного зондирования, относится мониторинг весенних паводков, лесных и торфяных пожаров, засух, землетрясений, аварий нефте- и газопроводов и других чрезвычайных ситуаций, контроль вырубки леса, экологический мониторинг, планирование в сфере землепользования и сельского хозяйства, муниципального территориального планирования. С темой космических снимков связаны такие направления экологии, как выявление нарушений границ кадастровых участков при строительстве, незаконное строительство в лесной зоне, нарушения в лесопользовании: вырубка в ООПТ или на территориях, включенных в мораторий на ведение рубок. С помощью дистанционного зондирования можно производить оценку содержания взвешенных веществ в речных водах как основной загрязнитель воды рек и озер.
В сферу интересов экологии входит контроль природопользования и недропользования. Основными нарушениями в этой сфере являются несоответствие реальных границ используемых участков полученным лицензиям, в том числе выход технологических площадок за пределы лицензионного участка, самовольное пользование недрами при добыче полезных ископаемых. Поэтому среди доступных для обработки данных должны быть координаты границ лицензионных участков. Путем сопоставления этих данных с данными дистанционного зондирования появится возможность оперативного мониторинга использования природных ресурсов.
В области экологии моря наиболее проблемными являются загрязнение портовой зоны, мониторинг рыбопромысловых участков. Базовыми данными этой сферы являются технологии обнаружения и мониторинг нефтяных разливов, правила ведения промысла рыбы. Нарушения в рыбном промысле сводятся к выходу за границы участка, несоответствие требованиям лова рыбы.
С помощью дистанционного зондирования возможно проводить мониторинг наводнений в паводковый период. Технологии обработки спутниковых данных позволяют выделить зоны катаклизмов.
Существенным моментом в спутниковых технологиях является бесплатный доступ к определенным данным. Две спутниковые системы МСЮ15 (США, ЫАБА) и Бапс^ (США) предоставляют данные в открытом доступе. Каждый интернет-пользователь может получить доступ к актуальным данным и архиву пространственных данных. Данные спутника Бапб$а1 5 предоставляют снимки с разрешением 30 м, а М001Б с разрешением 250 м. Для получения данных других спутниковых систем с разрешением 0,5 м, которое позволяет, например, распознать полосы движения, тип автомобиля или увидеть отдельно стоящее дерево, необходимо получение лицензии.
Для использования спутниковых снимков необходима предварительная обработка: декодирование, радиометрическая обработка, тайлинг, геопривязка. После этого снимки доступны для тематической обработки. Для создания пользовательского приложения в дополнение к пространственным данным необходимы данные предметной области.
