ИСТИНА

Проект направлен на решение актуальных проблем оценки и прогноза изменений окружающей среды, в том числе научных проблем, поставленных в технологической платформе «Технологии экологического развития», что связано с внедрением в фундаментальные исследования новых геоинформационных, аэрокосмических и онлайн технологий. Суть инновационной комплексной разработки состоит: в формировании базовых положений и методологии интеграции сервисов данных дистанционного зондирования, карт и баз геоданных средствами геопортала; в проведении углубленного исследования взаимосвязей между наземными спектральными характеристиками объектов и их отображением на гиперспектральных и многозональных космических снимках, что способствует повышению эффективности методов дешифрирования и картографирования изменений среды в разных природных зонах; в развитии поисковых и геоинформационно-аналитических инструментов для работы с пространственно-определенными данными из разных источников через геопортал и картографические веб-приложения. В рамках проекта будут разработаны новые геоинформационно-картографические технологии исследования динамики окружающей среды, основанные на создании и использовании онлайн-баз данных наземных гиперспектральных и многоканальных спектрометрических измерений, карт, космических снимков и результатов их дешифрирования, каталогов метаданных на геопортале. Разработка научных положений и структуры многопользовательской онлайн-БД послужит основой создания системы геопорталов для различных территориальных уровней исследований в рамках деятельности созданного консорциума университетских геопорталов -УНИГЕО.

Исследование выполняется в нескольких направлениях: 1.Наземное измерение и каталогизация спектральных характеристик типичных видов растений и почвенного покрова с помощью спектрорадиометра ASD FieldSpec 3 Hi-Res(диапазон 350-2400 нм, разрешение от 3 до 8 нм, более 2100 измерений на 1 спектр) и 4-канального спектрорадиометра SkyeInstruments SpectroSense 2+(спектральные зоны с центрами на 480, 550, 680, 840 нм, шириной от 50 до 130 нм), на ключевых участках в европейской России (на севере — в центре Кольского полуострова, в центре — в Москве и Подмосковье, на юге — на российском побережье Черного моря) и на российском Дальнем Востоке (Камчатский край). Данные подобных измерений в мире малочисленны, особенно для видов северной растительности, а для выбранных ключевых участков измерения будут производиться впервые. Также будут произведены комплексные описания на ключевых участках и выявлены основные дешифровочные признаки типичных объектов. Данные будут объединены в онлайн-базы данных — спектральные библиотеки — и в дальнейшем использованы как ориентир для визуального дешифрирования космических снимков и выбора эталонных объектов для автоматизированного дешифрирования. 2. Разработка методик дешифрирования растительности, почв, грунтов по многозональным и гиперспектральным космическим снимкам с опорой на наземные спектрометрические и геоботанические данные. Планируется развить ранее разработанные участниками проекта методики: -дешифрирования растительного покрова методом спектральной декомпозиции по космическим снимкам относительно высокого разрешения (15–30 м) с опорой на наземные спектрометрические данные и снимки сверхвысокого разрешения (0,5–2 м); методики будут реализованы на примере дешифрирования лесотундровой растительности в Хибинских горах (центр Кольского полуострова). - дешифрирования многозональных снимков сверхвысокого разрешения WorldView-2, опирающиеся на материалы 4-канального наземного спектрометрирования (для района Анапской пересыпи); Наряду с дешифрированием многозональных снимков планируется оценить дешифровочные свойства и разработать методику дешифрирования гиперспектральных снимков ЕО-1 Hyperion на примере растительных сообществ Москвы и Подмосковья, включая атмосферную коррекцию снимков, автоматизированное дешифрирование по методу спектральной декомпозиции с опорой на наземные спектрометрические данные, проверку достоверности результатов дешифрирования. Для территории дельты Волги на геопортале будет представлен многолетний временной ряд разносезонных снимков TM/Landsat и созданные на его основе разновременные карты распространения зарослей лотоса, охватывающие 30-летний интервал. Эти материалы в совокупности должны обеспечить представление в базах геопортала модели сезонной и многолетней динамики ключевого объекта территории, а также методические аспекты дешифрирования многолетних изменений. 3. Разработка геоинформационно-картографических технологий интеграции аэрокосмических снимков и баз геоданных на геопортале Для реализации этого направления планируется решить ряд задач: - На основе анализа существующих подходов к организации многопользовательского онлайн доступа к данным дистанционного зондирования, картам и базам геоданных определение архитектуры геопортального решения, состава и функций его компонент, включая базу пространственных данных, ГИС-сервер, картографические веб-приложения. - Разработка и реализация функционально-ролевой модели доступа к информации Геопортала МГУ с разграничением прав различных категорий пользователей. - Отбор спектров, снимков, результатов их дешифрирования, схем расположения на снимках эталонных объектов с известными спектральными свойствами, а также картографических данных для включения в базу пространственных данных с онлайн-доступом. - Разработка профиля метаданных для обеспечения полнофункционального поиска опубликованных ГИС-ресурсов по их пространственным и содержательным характеристикам, преобразование исходных данных в сервисы, наполнение их метаданными и публикация на геопортале. Для отработки таких технологий в качестве программных средств будут использованы платформа создания геопорталов Esri Geoportal Server, система управления базами данных Microsoft SQL Server Enterprise 2012, а также картографические веб-приложения Scanex GeoMixer и Esri ArcGIS Server. Особое внимание будет уделено актуальности данных и параметрам качества данных (Data Quality Control). Опубликованные сервисы будут отвечать стандартам WMS (Web Mapping Service) и WFS (Web Feature Service), а также SOS — Station Observation Service для публикации данных подспутниковых наблюдений. Эти сервисы стандартизированы международной организацией Open Geospatial Consortium и поддерживаются большинством веб-ГИС-серверов, что обеспечивает возможность интеграции планируемых сервисов во внешние системы.