Методика идентификации нефтезагрязнений почвогрунтов по данным много- и гиперспектральной оптико-электронной аэросъемки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат технических наук Григорьева, Ольга Викторовна

• Григорьева, Ольга Викторовна
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Григорьева, Ольга Викторовна

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДИАГНОСТИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИЙ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ СРЕДСТВАМИ И МЕТОДАМИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ.

1.1 Состояние исследований в области дистанционного зондирования нефтезагрязнений территорий и акваторий.:.

1.1.1 Аппаратные средства дистанционного зондирования и их выбор в задаче идентификации нефтезагрязненных почвогрунтов.

1.1.2 Методы обработки данных дистанционного зондирования в задаче идентификации нефтезагрязненных почвогрунтов

1.2 Анализ проблем диагностики нефтезагрязненных почвогрунтов по данным дистанционного зондирования и постановка задачи исследования.

1.3 Формирование научного замысла исследования и постановка цели работы.

2 ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВОГРУНТОВ И ФОНА ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ МЕТОДИКИ ИДЕНТИФИКАЦИИ.

2.1 Описание нефтезагрязненных почвогрунтов и фона.

2.1.1 Потенциальные источники загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами.

2.1.2 Характеристика нефтеразливов на почвогрунтах.

2.1.3 Характеристика фона.

2.2 Обоснование основных положений методики идентификации нефтезагрязненных почвогрунтов.

2.2.1 Выбор признаков идентификации нефтезагрязненных почвогрунтов.

2.2.2 Выбор методов идентификации нефтезагрязненных почвогрунтов.

3 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИНФОРМАТИВНЫХ СПКТРАЛЬНО-ЯРКОСТНЫХ И ПРОСТРАНСТВЕННО-СТРУКТУРНЫХ ПРИЗНАКОВ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВОГРУНТОВ НА ОСНОВЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Исследования спектрально-яркостных свойств нефтезагрязненных почвогрунтов.

3.1.1 Планирование и проведение наземного эксперимента.

3.1.2 Обработка и анализ результатов эксперимента.

3.1.3 Верификация результатов экспериментальных исследований по авиационным и тестовым наземным данным.

3.2 Исследования пространственно-структурных свойств нефтезагрязненных почвогрунтов.

3.3 Обоснование линейного разрешения на местности данных аэросъемки, обеспечивающих обнаружение и распознавание нефтезагрязненных почвогрунтов по сформированным признакам.

4 РАЗВИТИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВОГРУНТОВ.

4.1 Метод обнаружения нефтезагрязненных почвогрунтов на многоспектральных изображениях по пространственно-структурным признакам.

4.2 Развитие существующих методов распознавания нефтезагрязненных почвогрунтов на гиперспектральных изображениях по спектральнояркостным признакам.

4.2.1 Распознавание нефтезагрязненных почвогрунтов с использованием контролируемой и неконтролируемой классификации.

4.2.2. Методы обработки с использованием преобразований аэрокосмических данных.

5 РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ВЫБОРУ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

АППАРАТУРЫ НАБЛЮДЕНИЯ. ФОРМУЛИРОВКА МЕТОДИКИ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВОГРУНТОВ.

5.1 Расчет технических параметров оптико-электронной аппаратуры наблюдения при идентификации зон поражения территорий нефтепродуктами.

5.1.1 Постановка задачи и общий подход к ее решению.

5.1.2 Расчет возможных вариантов параметров аппаратуры.

5.1.3 Обоснование выбора технических параметров аппаратуры.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика идентификации нефтезагрязнений почвогрунтов по данным много- и гиперспектральной оптико-электронной аэросъемки»

Актуальность работы. Обеспечение экологической безопасности окружающей среды является одной из глобальных проблем современности. Негативные факторы, связанные с жизнедеятельностью человека, приводят к постоянному увеличению техногенной нагрузки на природу, последствия некоторых из них, например, аварийные разливы нефти и нефтепродуктов в процессе добычи, хранения и транспортировки, могут носить катастрофический характер. Ликвидация последствий разлива сопряжена со значительными трудозатратами* и носит длительный характер.

Указанные обстоятельства определяют актуальность задачи оперативного поиска и локализации нефтезагрязнений на воде и суше. Работы по созданию систем обнаружения разливов нефти и нефтепродуктов относятся к приоритетным направлениям обеспечения экологической безопасности, что подтверждается включением их в Постановления Правительства РФ (от 15.04.2002 г. № 240; от 21.08.2000 г. № 613), Приказы МПР РФ (от 03.03.2003 г. №156) и МЧС России (от 07.07.1997 г. №382). Особое внимание в системе обращается на разработку средств ДЗ и оперативный аэрокосмический мониторинг аварийных и потенциально опасных объектов.

В настоящее время применение средств ДЗ в задаче контроля НЗПГ существенно ограничено по причине недостаточной научно-методической и экспериментальной проработки данной проблемы. Вопросы применения аэрокосмических средств для широкого круга задач экологического контроля территорий рассматривались Свейном Ф. [40], Ландгребе Д.А. [1], Гонсалесом Р. и Вудсом Р. [4], Криновым Е.Л. [71], Кравцововой В.И. [29], Виноградовым Б.В. [35] и Чапурским Л.И. [10], в частности при диагностике почв - Кондратьевым К.Я. и Федченко П.П. [7]. Однако отдельные исследования нефтезагрязнений на суше (Орлов Д.С. [28], Поляков А.И. [30], Макарчук А.Л. [21]) не являются завершенными. Это связано с тем, что работы были ограничены наземными условиями в части серо-бурых и солончаковых почв или базировались только на применении пассивных многоспектральных приборов, установленных на комических аппаратах, в оптическом диапазоне электромагнитного спектра по интенсивности яркости на изображении, что не обеспечивает требуемой результативности контроля в целом ряде ситуаций (например, при зондировании темных и увлажненных почв). К тому же появляются новые системы аэрокосмического мониторинга, которые позволяют более эффективно решать вопросы опознавания НЗПГ, поэтому методическая база должна все время совершенствоваться. Серьезным фактором, снижающим эффективность дистанционного контроля, является отсутствие для данного типа поверхностей системы устойчивых идентификационных признаков в связи с недостаточной изученностью спектрально-яркостных и пространственных свойств НЗПГ. Это также сдерживает обоснование требований к аппаратуре ДЗ на базе наиболее доступных ОЭ приборов пассивного типа и в первую очередь - гиперспектральных приборов.

Таким образом, имеется противоречие между практической потребностью в повышении возможностей средств ДЗ по выявлению НЗПГ и отсутствием методического аппарата, способного обеспечить данную потребность. На решение этой актуальной задачи направлена рассматриваемая диссертация.

Целью работы является повышение достоверности результатов идентификации НЗПГ с помощью современной ОЭА пассивного типа, входящей в состав авиационных систем информационного обеспечения экологической безопасности для оперативного принятия решений по профилактике нефтяных загрязнений почво-грунтов.

Идея работы - достижение положительного результата в идентификации НЗПГ должно обеспечиваться на основе совместного использования много- и гиперспектральных средств аэросъемки в оптическом диапазоне спектра и комплексного учета спектрально-яркостных и пространственно-структурных свойств исследуемых объектов на зарегистрированных изображениях.

Объект исследования - методы и средства дистанционного контроля экологического состояния окружающей среды.

Предмет исследования - закономерности изменения геофизических эффектов подзолистых и торфяно-болотных почво-грунтов при загрязнении нефтью и мазутом, а также методы и средства регистрации этих эффектов пассивной аэросъемочной ОЭА.

Для достижения цели на основе анализа современного состояния диагностики нефтезагрязнения территорий методами ДЗ поставлены задачи исследования:

• разработать методику идентификации НЗПГ по авиационным данным ОЭА пассивного типа;

• определить основные физико-химические свойства почвогрунтов, влияющих на механизм формирования ОЭ аэроизображений и обосновать приоритетные размеры нефтеразливов, создающие значительную нагрузку на окружающую среду и подлежащие оперативному выявлению;

• по результатам наземных экспериментов и авиационных измерений установить закономерности изменения геофизических характеристик почвогрунтов под влиянием нефтеразливов, которые могут быть использованы в^ основе системы идентификационных признаков;

• обосновать J1PM, необходимые для идентификации НЗПГ с заданными размерами и структурой;

• разработать автоматизированный метод обработки данных ОЭ пассивных средств аэросъемки для идентификации НЗПГ;

• разработать практические рекомендации по выбору параметров съемки и технических характеристик перспективной многоспектральной и гиперспектральной аппаратуры для решения задачи выявления НЗПГ.

Научная новизна работы: Установлены закономерности изменения спектрально-яркостных и пространственно-структурных свойств подзолистых и торфяно-болотных почвогрунтов под воздействием нефтезагрязнений. Выявлено прямо пропорциональное изменение структурных агрегатов и уменьшение разности коэффициентов спектральной яркости (КСЯ) почв в видимом и ближнем инфракрасном интервалах спектра в среднем в 1,4 раза при достижении максимального уровня (6.8 г/кг) нефтезагрязнения. На основе полученных закономерностей систематизированы признаки идентификации НЗПГ.

Основные защищаемые положения:

1. Для идентификации почвогрунтов, загрязненных нефтью и ее тяжелыми фракциями, следует применять специально разработанную систему информативных признаков в интервале оптического диапазона спектра 500.850 нм для гиперспектральных снимков и в спектральных каналах 440.505 и 620. 1000 нм для многоспектральных изображений.

2. Результативная автоматизированная идентификации НЗПГ может быть достигнута использованием метода, опирающегося на два взаимодополняющих процесса:

- обработку МС данных, основанную на применении структурного признака НЗПГ, в качестве которого предложено использовать оценку среднего квадратического отклонения яркости индексного изображения объекта, полученного как разность массивов яркости сцены в красном (или ближнем инфракрасном) и голубом каналах, в частности при использовании цифровой фотокамеры - 450.500 нм и 600.700 нм;

- обработку многомерного массива (гиперкуба) ГС данных, заключающуюся в применении спектрально-яркостных признаков НЗПГ и классических способов контролируемой и неконтролируемой классификации, усовершенствованных введением в процесс дешифрирования индексного изображения и процедур исключения параметрических подобластей, нехарактерных для НЗПГ.

3. Для рационального выбора ТХ ОЭ много- и гиперспектральной аппаратуры необходимо использовать алгоритм, основанный на развитии известного метода параметрического синтеза фотографических систем с учетом условий наблюдения, размера, структуры и спектрально-яркостных свойств НЗПГ.

Методы исследований. При проведении теоретических исследований использовались методы теории физической оптики, распознавания образов, автоматизированной обработки изображений, корреляционного анализа, математического моделирования процессов и систем. Для численного исследования разработанных алгоритмов проводилось имитационное моделирование на ПЭВМ. При проведении экспериментальных исследований и при обработке результатов измерений применялись методы теории планирования эксперимента, методы инфракрасной спектрометрии, метрологического обеспечения измерений и статистической обработки данных.

Достоверность научных результатов подтверждается использованием достаточной экспериментальной выборкой материалов наземной и авиационной съемки, современных средств измерений и методов статистического анализа и современных комплексов обработки аэрокосмической информации, экспериментальной проверкой основных положений методики идентификации в ходе авиационного экологического контроля более 20-ти нефтезагрязненных территорий и сходимостью результатов контроля с данными наземной заверки.

Практическая значимость работы:

Методика идентификации НЗПГ, а также система признаков, метод обработки и алгоритм выбора ТХ аппаратуры доведены до практической реализации и могут быть использованы при обеспечении задач планового и оперативного экологического мониторинга.

При использовании разработанной методики на практике результативность идентификации НЗПГ по данным пассивных много- и гиперспектральных ОЭ средств аэросъемки достигла 0.86 при требуемом 0.75.

Рекомендации по обработке данных аэросъемки для идентификации НЗПГ, а также по выбору параметров бортовой аппаратуры и условий ее применения могут быть использованы при построении авиационных лабораторий экологического контроля в Экологических центрах и ведомствах.

Практическая значимость результатов подтверждена их реализацией в НИЦ (г. Санкт-Петербург) ФГУ «4 ЦНИИ Минобороны России», Экологическом центре МО РФ, АНО «СИП РИА СЗФ», что подтверждается актами.

Личный вклад автора^заключается в постановке цели, формулировке задачи и разработке методики экспериментального исследования НЗПГ с использованием. много- и гиперспектральной ОЭ аппаратуры и средств наземного спектрометрирования; в проведении цикла наземных экспериментов и летных измерений в нефтезагрязненных районах; выполнении расчетноэкспериментальных работ по выявлению репрезентативных признаков НЗПГ; теоретических исследований по усовершенствованию методов обработки ОЭ данных аэросъемки и их апробации, в том числе с использованием программ, разработанных автором самостоятельно; обосновании и разработке рекомендаций по выбору ТХ аппаратуры обнаружения и распознавания НЗПГ.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 14 международных и всероссийских научных конференциях, в том числе: VI Международный Балтийский форум (г. Санкт-Петербург, 22-23 марта 2005 г.); 6-ая Международная научно-практическая конференция «Пилотируемые полеты в космос» (г. Москва, Звездный городок, 10-11 ноября 2005 г.); 4-ая открытая Всероссийская конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов» (г. Москва, ИКИ РАН, 2006 г.); Международная конференция «Космическая съемка -на пике высоких технологий» (г. Москва, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 работ, включая две статьи в журнале, рекомендованном ВАК, 10 докладов, 8 статей во всероссийских и межведомственных изданиях, 2 технических проекта.

Структура диссертации и краткая аннотация ее разделов. Диссертационная работа состоит из двух томов. Том 1 общим объемом 192 страницы состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы из 83 источников, включает 24 таблицы и 50 рисунков. Том 2 содержит 15 приложений.

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Григорьева, Ольга Викторовна

Выводы по разделу 5

Разработан алгоритм обоснования технических параметров ОЭ аппаратуры идентификации элементов ландшафта, который является инструментом предполетной подготовки в методике идентификации НЗПГ. Новизну метода составляет структура алгоритма, отличающегося стратегией получения сходящегося решения задачи. Решением задачи служит вектор наилучших параметров ОЭС, обеспечивающих получение материалов наблюдения с требуемым JIPM. Обоснование основано на аналоговом имитационном моделировании аппаратуры наблюдения (штатной и вновь разрабатываемой), а также на современных научных методах описания линейных систем и теории обнаружения объектов на изображениях с использованием формализованных признаков .

Алгоритм включает в себя математические модели системы формирования изображения и модель дешифровщика. Описано математическое моделирование всех звеньев ОЭС, позволяющее с высокой точностью прогнозировать ЧКХ системы. При этом учитываются практически все факторы, влияющие на ЧКХ элементов системы: условия съемки и фоно-целевая обстановка (спектрально-отражательные характеристики природных образований). В том числе предложена модель экспонометрического расчета, где определение ВНЗП предлагается проводить по максимуму достигаемой разрешающей способности системы в реальных условиях ее эксплуатации.

Идентификация параметров наилучшей системы производится по согласованию полосы пропускания объектива и МПЗС, по допустимому сдвигу и минимальному габариту оптической части системы с учетом ее реализуемости при заданном захвате на местности.

Апробация метода представлена результатами расчета ОЭС для обнаружения и распознавания НЗПГ в заданных условиях функционирования. По результатам расчета разработаны практические рекомендации по выбору основных и диапазону варьируемых ТХ многоспектральной ОЭ аппаратуры и средств гипернаблюдения, обеспечивающих требуемое ЛРМ в информативном ИОДС, разработаны рекомендации по их комплексному, использованию и выбору условий наблюдения (высота, скорость полета, условия освещения):

Предложен способ расчета параметров съемки штатной аппаратуры на основе знания ТХ имитационной аппаратуры, обоснованных при реализации разработанного метода обоснования, применительно к одной и той же задачи распознавания или обнаружения.

Для гиперспектрометра «Фрегат» подобраны оптимальные условия освещения и режимы полета для распознавания НЗПГ, в том числе при комплексном использовании с цветной ОЭ камерой.

В разделе приведена основные этапы методики идентификации разливов ННП на почвогрунтах, основанные на комплексном использовании ОЭ много-и гиперспектральных средств в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра.

Методика является целостным методическим аппаратом и' отличается тем, что учитывает не только впервые выявленные спектрально-яркостные, но и геометрические особенности объекта исследования, тип поверхности загрязнения, потенциальные источники нефтезагрязнения земель, технические характеристики аппаратуры и условия наблюдения, в том числе почвенно-климатические, метеорологические условия и режимы полета, в комплексе повышающие результативность решения задачи идентификации, что свидетельствует о достижении поставленной в диссертации цели исследования.

Разработанная методика идентификации нефтезагрязненных земель реализована в пакете компьютерных программ. Методика, как проект нормативно-технического документа, представлена в Приложении Ж.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации поставлена и решена актуальная научная и практическая задача, которая заключается в оперативном информационном обеспечении экологической безопасности в части результативной идентификации НЗПГ в районах интенсивного обращения нефти и нефтепродуктов с использованием возможностей пассивных ОЭ средств аэронаблюдений.

Для решения задачи проведен анализ отечественных и зарубежных научно-технических разработок, проведены экспериментальные исследования оптико-физических характеристик объекта исследования и фонов, разработаны методы обработки данных, и обоснованы требования к этим данным и к средствам получения видео информации для обеспечения достоверной идентификации нефтезагрязненных территорий.

В ходе проведенных экспериментальных и теоретических исследований были получены следующие результаты:

1. Разработана методика результативной идентификации НЗПГ, структура которой содержит оригинальный алгоритм выбора аэросъемочных данных и метод их обработки для выявления и определения масштабов загрязнения.

2. Наземными и аэросъемочными экспериментальными исследованиями установлены закономерности изменения спектрально-яркостных и пространст-венно-срктурных свойств оподзоленных и торфяно-болотных почв и грунтов под воздействием ННП.

Выявлено прямо пропорциональное изменение структурных агрегатов почвы и уменьшение разности КСЯ почв в видимом и ближнем инфракрасном интервалах спектра в среднем в 1,4 раза при достижении максимально определяемого уровня (6.8 г/кг) нефтезагрязнения.

Полученные закономерности позволили:

- сформировать систему идентификационных признаков НЗПГ в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра;

- разработать шкалу нефтезагрязненности различных типов почв с использованием индексного отношения IS, который может служить индикатором прогнозирования уровня загрязнения почвогрунтов;

- на основе мер статистической разделимости обосновать интервал оптического диапазона спектра 500.850 нм в качестве информативного для распознавания НЗПГ по гиперкубу гиперспектральных изображений с шириной спектральной полосы ДА=10 нм, сократив тем самым размерность данных.

4. По результатам модельных расчетов нефтяных разливов и наземных исследований загрязненных территорий обоснованы требования к линейному разрешению на местности аэросъёмочных систем: Для обнаружения и распознавания импактных нефтезагрязнений аппаратура с заданными структурой и размерами должна обеспечить ЛРМ 0,6.1,6 и 0,04.0,25 м соответственно.

4. Доказано, что для результативной идентификации НЗПГ'необходимо использование данных о пространственных и многомерных спектральных описаниях НЗПГ и фона, полученных в результате применения перспективных гиперспектральных средств в комплексе с многоспектральными ОЭ средствами.

5. Для обработки многоспектральных ОЭ средств с целью обнаружения обосновано использование структурного признака НЗПГ, рассчитанного как среднеквадратичное отклонение разности массивов яркости объекта в двух спектральных каналах, взятых из интервалов 450.505 нм и 620. 1000 нм, где наблюдаются наиболее существенные отличия НЗПГ от фона. Использование многоспектральных данных ОЭ средств уменьшает объем информации для дальнейшего анализа и обеспечивает более точную оценку параметров участка загрязнения на последнем этапе методики.

6. Для обработки гиперспектральных средств с целью распознавания-НЗПГ по спектрально-яростным признакам рекомендуется использовать как стандартные методы классификации данных ДЗ (Isodata, Maximum likelihood, Spectral angle mapper) с индивидуальными установочными параметрами, показавшие наибольшую точность, так и дополнительные процедуры CC=ML-SAM и индексное изображение, в целом повышающие оценку вероятности достоверного выделения участков загрязнения.

7. Выбор параметров много- и гиперспектральной ОЭ аппаратуры как для обнаружения, так и распознавания НЗПГ, рекомендуется проводить с помощью разработанного алгоритма обоснования ТХ с учетом различных условий съемки. Выбор ТХ аппаратуры, обеспечивающих результативную идентификацию объекта в заданных условиях функционирования и заданных пространственно-структурных и спектрально-яркостных свойствах НЗПГ в ИДС, проводится- по согласованию полосы пропускания объектива и МПЗС, допустимому сдвигу и минимальным габаритам оптической части системы.

8. С помощью разработанного алгоритма обоснования ТХ предложены практические рекомендации по выбору параметров и режимов работы многоспектральной (для обнаружения НЗПГ) и гиперспектральной (для распознавания НЗПГ) ОЭ аппаратуры с заданными геометрическими и спектрально-яркостными свойствами в информативных ИОДС. Например, для обнаружения рекомендуется аппаратура1 с размером элемента xef=5 мкм, диафрагмой D=4. .5, фокусным расстоянием/=20. 120 мм, а для распознавания xej=6 или 10 мкм, D=5.J или 8.9,/=5.20 или 4.100.

9. С использованием существующей бортовой аппаратуры на нескольких контрольных территориях, загрязненных тяжелыми фракциями ННП, проведен цикл экспериментальных работ, входе которых была проведена апробация разработанной методики. Методика показала надежность распознавания и высокую точность количественной оценки участков нефтезагрязнения. Результаты этих работ легли в основу рекомендаций по выбору режима работы и калибровке существующей аппаратной базы — гиперспектрометра «Фрегат», используемого в комплексе с цветной ОЭ камерой.

Проведенный на заключительной стадии диссертационного исследования обобщающий анализ показал, что разработанная методика, заложенные в ней подходы и полученные результаты позволяют повысить результативность идентификации НЗПГ с 0.73 (при использовании известных подходов) до 0.86 при использовании предложенного метода) при общепризнанном требовании 0.75 и реализовать потенциальную возможность перспективных много- и гиперспектральных ОЭ средств при решении актуальных задач информационного экологического обеспечения, на основе чего сделан вывод о достижении цели исследования.

Дальнейшие исследования по экологической разведке нефтезагрязненных территорий целесообразно проводить в направлении расширения области применения методики за счет уточнения состава информационных признаков и накопления базы данных эталонных изображений исследуемых объектов.

Разработанная методика, может быть применена в природоохранных и природопользовательских органах министерств и ведомств Российской Федерации, привлекаемых ж работе по оценке экологического состояния территорий с целью обеспечения экологической безопасности, предупреждения и ликвидации негативных воздействий, связанных с разливом ННП на почвах и грунтах, и оценке нанесенного окружающей среде ущерба.

Полученные в диссертации результаты реализованы в: в НИЦ (г. Санкт-Петербурга) 4 ЦНИИ МО РФ при эксплуатации комплекта экологической разведки (АКЭМ-Обзор), установленного на борту самолета АН-30, по результатам работы которого были достоверно идентифицированы участки загрязнения ННП военных объектов, заказанных УНЭБ ВС РФ; в Экологическом центре МО РФ при разработке ТТЗ на ОКР «Красного-рец-М» по модернизации авиационного комплекта экологического мониторинга и НИР «Лозняк» по разработке технологий и методов дистанционного экспресс-анализа экологической обстановки территррий военных объектов по данным аэросъемки, включенных в Программу вооружения в части перспективных исследований; в СИП РИА СЗФ - в ОКР «Астрахань-К» при обосновании требований к составу бортовой аппаратуры и программного обеспечения АРМ-Земля, которое реализует тематическую обработку информации и оценивание экологического состояния территорий контроля.

185

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Григорьева, Ольга Викторовна, 2009 год

1. D. Landgrebe Multispectral Data Analysis: A Signal Theory Perspective -By School of Electrical & Computer Engineering. Purdue University. West Lafayette -IN 47907-1285

2. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина O.B. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 336 с.

3. Баррет Э., Куртис Л. Введение в космическое землеведение. Дистанционные методы исследования Земли: Пер. с англ. М.: Прогресс, 1979. - 368 с.

4. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений: Пер. с англ./d

5. Под ред. П.А. Чочиа. М.: Техносфера, 2005. - 1072 с.

6. Живичин А.Н., Соколов B.C. Дешифрирование фотографических изображений. М., Недра, 1980. - 253 с.

7. Мельканович А.Ф. Фотографические средства и их эксплуатация. — М: Министерство обороны СССР, 1984. 180 с.

8. Федченко П.П., Кондратьев К.Я. Спектральная отражательная способность некоторых почв. Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова (ГГО). Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 232 с.

9. Яковлев В.В. Нефть. Газ. Последствия аварийных ситуаций. Монография. СПб.: СПбГПУ, 2003. - 420 с.

10. Трифонова Т.А., Мищенко Н.В., Краснощеков А.Н. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологических исследованиях: Учебное пособие для вузов. М.: Академический Проект, 2005. - 352 с.

11. Чапурский Л.И. Отражательные свойства природных объектов в диапазоне 400-2500 нм. 4.1. М.: Министерство обороны СССР, 1986. - 160 с.

12. Иларионов С.А. Экологические аспекты восстановления нефтезагрязненных почв. Екатеринбург: УрО РАН, 2004. - 192 с.

13. Земля из космоса наиболее эффективные решения: Первая между-нар. конф., 26-28 ноября 2003 г.: Тез. докл. - М.: СканЭкс: БИНОМ-Пресс, 2003. - 190 с.

14. Методические рекомендации по картографированию динамики природных объектов на основе космической информации / Гл. упр. геодезии и картографии при Совете Министров СССР; Сост. Е.А. Востоковой и др.. М.: ЦНИИГАИК, 1988. - 160 с.

15. Сурин В.Г., Попова Т.А., Шубина М.А. Исследование биогеохимических аномалий на загрязненных территориях по многозональным космическим снимкам и наземным контрольным данным // Оптический журнал, том 71, 2004, №3.-С. 48-54.

16. Мещеряков Б.Н. Разработка комплекса авиационно-технических средств мониторинга природных и природно-антропогенных объектов: Дис. . канд. техн. наук: 25.00.36, М., 2005.

17. Ведешин J1.A. Оперативная дистанционная диагностика и управление состоянием природно-антропогенных объектов с использованием данных аэрокосмического зондирования в оптическом и радио диапазонах: Дис. . канд. техн. наук: 25.00.36, -М., 2005.

18. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов: сборник научных статей — М.: Азбука-2000, 2006. Выпуск 3. Том II. 388 с.

19. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов. Материалы научной конференции, 16-18 ноября 2004 г. -М., 2004.

20. Макарчук A.JI. Комплексный геомониторинг нефтегазоносных районов Западной Сибири по материалам дистанционного зондирования: автореф. дис. на соиск. учен. степ, к.т.н.: спец. 25.00.36 — Новосибирск, 2005. 25 с.

21. Киенко Ю.П. Основы космического природоведения: Учеб. для студентов геодез. и картогр. спец. вузов. — М.: Картгеоцентр Геодеиздат, 1999. — 285 с.

22. Михайлов С., Таргулян О. Нефтяные разливы вид из космоса. Материалы 5-ой Всероссийской научно-практической конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях». 1-3 апреля 2002 г. — Ханты-Мансийск, 2002.

23. Гапонов С.С., Чёрная Л.Ф., Рыков К.Н. Влияние нефтяных загрязнений на интенсивность радиотеплового излучения различных типов грунтов. Труды IX региональной конференции по распространению радиоволн. СПб., 2003.-С. 21-23. :

24. Отчет о выполнении НИР «Экспериментальное обоснование метода дистанционного экологического контроля в ультрафиолетовом диапазоне» вIрамках проекта: Учебно-научный центр «Университет, информатика, управление». СПб.: НИЦ ЭБ РАН, 2001.

25. Шилин Б.В. Аэрометоды, использующие ультрафиолетовую часть спектра. Аэрометоды геологических исследований. — Л.: Наука, 1971.

26. Орлов Д.С., Алмосова Я.М., Бочаринова Е.А., Лопухина О.В. Использование метода отражательной способности нефтезагрязненных почв при дистанционном мониторинге // Аэрокосмические методы в почвоведении. — М.: Колос, 1989.-С. 73-75.

27. Кравцова В.И. Космические методы исследования почв: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Аспект-Пресс, 2005. - 190 с.

28. Космическая съемка на пике высоких технологий: Тезисы международной конференции, 18-20 апреля 2007 г. - М., 2007.

29. Дистанционное зондирование: количественный подход / Ш.М. Дейвис, Д.А. Ландгребе, Т.Л. Филипс и др.; Под ред. Ф. Свейна, Ш. Дейвис.; Пер. с англ. В.П. Пяткина, О.А. Юдиной; Под ред. А.С. Алексеева. М.: Недра, 1983. -415 с.

30. Козориз М.Д. Разработка и исследование технологий инвентаризации нефтяных месторождений по материалам аэрокосмических съемок: Автореф. дис. на соиск. учен. степ, к.т.н.: Спец. 25.00.34 / Сиб. гос. геодез. акад. Новосибирск, 2003. - 26 с.

31. Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. М.: Наука, 1984.-320 с.

32. Непотребный А.И., Харахорин В.Н. Оценка свойств почв южной тайги при нефтяном загрязнении. ОАО Томск НИПнефть ВНК, Томский государственный университет, 2007.

33. География почв с основами почвоведения: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. - 384 с.

34. Справочник'инженера по охране окружающей среды (эколога) / Под ред. Перхуткина В.П. М.: Инфра-Инженерия, 2005. - 864 с.

35. Военная экология: Учебник для высших учебных заведений Министерства обороны Российской Федерации. — МО РФ, 2005. 976 с.

36. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970. - 104 с.

37. Мелешко К.Е. Спектрофотометрические исследования природных покровов Земли. Стандартизация методики измерения и обработки. Л.: Недра, 1976.- 112 с.

38. Лабутина И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков: учеб. пособие для студентов вузов. М.: Аспект Пресс, 2004. - 184 с.

39. Лурье И.К. Теория и практика цифровой обработки изображений: Учеб. пособие для магистрантов ун-тов / И.К. Лурье, А.Г. Косиков. М.: Научный мир, 2003. - 168 с. - (Дистанционное зондирование и географические информационные системы).

40. Волосов Д.С. Фотографическая оптика. — М.: Искусство, 1978. — 543 с.

41. Шилин Б.В., Молодчинин И.А. Контроль состояния окружающей среды тепловой аэросъемкой. М.: Недра, 1992. - 64 с.

42. Пути решения экологических проблем транспортных коридоров. Третья международная евроазиатская конференция по транспорту: сборник статей, 11-12 сентября 2003 г. СПб.

43. Статистические методы обработки результатов наблюдений / Под ред. P.M. Юсупова. Министерство обороны СССР, 1984.

44. Фризер X. Фотографическая регистрация информации. М.: Мир, 1978.-670 с.

45. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Л.: Машиностроение, 1983. - 696 с.

46. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1989. 653 с.

47. Харкевич А.А. Борьба с помехами. М.: Наука, 1965. - 276 с.

48. Рубахин В.Ф. Психологические основы переработки первичной информации. Л: Наука, 1974. - 296 с.

49. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения: Пер.с англ. / Под ред. П. Йесперса, Ф. Ван де Виле, М. Уайта. М.: Мир, 1979. - 573 с.

50. Аковецкий В.И. Дешифрирование снимков. — М.: Недра, 1983. 374 с.

51. Гудмен Дж. Введение в Фурье оптику. М.: Мир, 1970. - 364 с.

52. Математические основы современной радиоэлектроники / Под ред. Л.С. Гуткина. М.: Сов. радио, 1968. - 206 с.

53. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Физмат-гиз, 1962. - 564 с.

54. Беляев Б.И. Оптическое дистанционное зондирование / Б.И. Беляев, Л.В. Катковский. Минск: БГУ, 2006. - 455 с.

55. Батько Б.М. Соискателю ученой степени. Практические рекомендации^ (от диссертации до аттестационного дела). 5-е изд., переработанное, дополненное. - СПб.: МОП АНО «НТЦ им. Л.Т. Тучкова», 2008. - 351 с.

56. Freek D. Van Der Meer, Steven M. De Jong. Imaging spectrometry. Basis Principles and Prospective Application. Vol.4 Remote Sensing and Digital Image Processing. The Netherlands, 2006.

57. Кучко A.C. Аэрофотография и специальные фотографические исследования. М.: Недра, 1988. - 235 с.

58. Панин А.В., Арефьев С.Н. Оценка риска при перевозке нефтепродуктов железнодорожным транспортом. Безопасность как фактор устойчивого развития региона: Сб. докл. II научно-практической конференции. — М.: Изд-во РГОТУПС, 2007.-116 с.

59. Большой толковый словарь русского языка: А-Я. / Гл. ред. д.филол.н. С.А. Кузнецов. СПб.: Норинт, 2004 - 1536 с.

60. Методы дистанционного зондирования Земли при решении природо-ресурсных задач. Справочник / Главные редакторы А.Ф. Морозов, А.В. Перцов. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ; 2004. - 132 с.

61. Peg Shippert Spotlight on hyperspectral http://www.geospatialonline.com/shippert.

62. Вопросы оборонной техники, Серия 9. Специальные системы управления, следящие приводы и их-элементы: научно-технический журнал. — М.: ФГУП«Информтехника». 2007. - Вып.1 (230) - 2 (231). - С.70.

63. ШуваловгЮ.В., Пашкевич М.А., Юрлова Н.А., Синькова*Е.А. Рациональные способы санирования очагов-техногенного загрязнения углеводород-ными'соединениямга СПб., 2008 г. — 256.с.

64. Кринов E.JI. Спектральная отражательная^ способность природных образований. Л.-М.: Изд-во АН СССР, 1947. - 27Г с.

65. Постановление Правительства РФ* от 21.08.2000 года № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и» • нефтепродуктов» (с изменениями от 15.04.2002 года).

66. Приказ МЧС России от 07.07.1997 года № 382 «О введении в действие Инструкции, о сроках и формах представления информации в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

67. Григорьев А.Н. Возможности адаптации спектральных каналов при ведении гиперспектрального наблюдения: Труды третьей научной конференции. Т.1. СПб.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 2007. - С. 215 - 219.

68. Чапурский Л.И., Марков A.B., Мочалов В.Ф., Ясинский Г.И: Проблемы информационного обеспечения оптических космических систем экологического назначения // Оптический журнал, том 67, 2000, №7. С. 111-117.

69. Экология Севера: дистанционные методы изучения нарушенных экосистем (на примере Кольского п-ва). Коллективная монография / Под ред. А.П. Капицы и У.Г. Риса. М.: Научный мир, 2003. — 248 с.

70. Орлов А.Г. Разработка и исследование авиационного гиперспектрометра видимого и ближнего ИК диапазонов: Автореф. дисс. на соиск. учен. степ, канд. техн. наук: спец. 01.04.01. М., 2008. - 26 с.

71. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. М.: Издательство А и Б, 1997. - 296 с.

72. Современные проблемы дистанционного зондировайия из космоса. Шестая всероссийская открытая ежегодная конференция: сб. тез. докладов, 1014 ноября 2008 г. М.: ИКИ РАН, 2008.

73. Шифрин К.С., Пятовская Н.П. Таблицы наклонной дальности видимости и яркости дневного неба. Л.: Гидрометеоиздат, 1959. - 130 с.

74. ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ

75. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР (г. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ) 4-го ЦЕНТРАЛЬНОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ05 20.0 9006 1 9

76. ГРИГОРЬЕВА Ольга Викторовна

77. МЕТОДИКА ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЙ ПОЧВОГРУНТОВ ПО ДАННЫМ МНОГО- И ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНОЙ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЙ1. АЭРОСЪЕМКИ1. СООБЩЕНИЯ1. На правах рукописи1. ТОМ 2

78. Специальность 25.00.36 Геоэкология1. Диссертацияна соискание ученой степени кандидата технических наук1. Научный руководительдоктор технических наук, профессор ПАНИН А.В.1. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 20091. СОДЕРЖАНИЕстр.