Способ выделения русловых потоков с помощью анализа цифровых спектрозональных космических снимков

Способ выделения русловых потоков с помощью анализа цифровых спектрозональных космических снимков

Реферат

Изобретение относится к области экологии, может быть использовано для прогноза распределения возможных техногенных загрязнителей и выбора участков строительства водозаборов водоснабжения в руслах крупных рек.

Известен способ измерения параметров реки путем разделения и измерения основного русла реки вдоль течения реки от истока до первого и последующего притоков вплоть до устья. После измерений вычисляют расчетные гидрологические параметры основного русла. Технический результат - повышение точности привязки результатов этих измерений к поведению основного русла реки в весеннее половодье [1].

Указанный способ трудоемок и сложен из-за необходимости производства большого количества наземных измерений.

Известен способ регулирования неустойчивого русла реки путем выправления стрежня потока реки и поддержание его в стабильном положении установкой неразмываемых шпор, выполнением русловых прорезей и разработкой наносов в подводящих каналах с последующим намывом их в береговые отвалы [2].

Однако известный способ не позволяет наглядно показать распределение водных потоков в русле реки.

Наиболее близким по достигаемому результату является способ экологической оценки речной сети по численности водотоков, включающий построение гидрографической схемы речной сети и оценку экологического качества реки [3].

Способ не обеспечивает качественную идентификацию и визуализацию водных потоков в русле реки.

Технический результат - повышение качества визуализируемых данных по дифференцированию потоков в русле реки, формирующихся под влиянием крупных притоков.

Технический результат достигается тем, что в способе выделения русловых потоков с помощью анализа цифровых спектрозональных космических снимков, включающем составление сводной «мозаики» космоснимков на всю исследуемую территорию, перевод полученного сводного файла в ГИС MapInfo, преобразование трех наиболее информативных каналов зон спектра снимков в цветовой стандарт RGB, перевод полученного цветного композитного изображения из формата HDF в стандартный растровый формат TIF, а картографической проекции космоснимков - в метрическую проекцию Гаусса-Крюгера, экспорт данных в ГИС MapInfo и визуальный анализ полученных данных в ГИС MapInfo совместно с современной картой гидрографических объектов зоны исследований.

Совокупность новых существенных признаков позволяет решить новую техническую задачу - повышение качества визуализируемых данных по дифференцированию потоков в русле реки, формирующихся под влиянием крупных притоков.

На фиг.1 - пример схемы русловых потоков, формирующихся в русле р.Амур под влиянием крупных притоков Сунгари и Уссури в районе г.Хабаровска.

Способ выполняется следующим образом.

Выделение зон влияния притоков в структуре водного потока основного русла производится с помощью анализа цифровых спектрозональных космических снимков в формате HDF, в картографической проекции Меркатора (UTM, зона 53) на референц-эллипсоиде WGS-84.

Из набора снимков с помощью программы ERDAS Imagine составляется сводная «мозаика» на всю исследуемую территорию. Полученный сводный файл переводится в ГИС MapInfo для обеспечения возможности комплексного использования разнородных картографических материалов в едином информационном пространстве. Для этого три наиболее информативных канала зон спектра снимков без потери качества информации преобразуются в цветовой стандарт RGB: канал 5 (1,55-1,75 мкм) в R (оттенки красного), канал 4 (0,75-0,90 мкм) в G (оттенки зеленого) и канал 3 (0,63-0,68 мкм) в В (оттенки синего). Полученное цветное композитное изображение переводится из формата HDF в стандартный растровый формат TIF. Картографическая проекция космоснимков преобразуется из UTM 53 зоны на WGS-84 в метрическую проекцию Гаусса-Крюгера, зоны 23 и данные экспортируются в ГИС MapInfo. Точность полученного цветного композитного изображения составляет порядка 15 м/пиксел.

Дальнейшая работа заключается в визуальном анализе полученных данных в ГИС MapInfo совместно с современной картой гидрографических объектов зоны исследований. Зоны влияния (русловые потоки), формирующиеся под воздействием крупных притоков, отчетливо различаются в основном русле по фототону космоснимков.

Способ обеспечивает снижение трудоемкости и финансовых затрат, а также возможность прогнозирования распределения возможных техногенных загрязнителей в русле реки.

Источники информации

1. Патент РФ №2410644, «Способ измерения параметров реки».

2. Патент РФ №2088723, «Способ регулирования неустойчивого русла реки».

3. Заявка на изобретение №2008101141, «Способ экологической оценки речной сети по численности водотоков».

Способ выделения русловых потоков с помощью анализа цифровых спектрозональных космических снимков, включающий составление сводной «мозаики» космоснимков на всю исследуемую территорию, перевод полученного сводного файла в ГИС MapInfo, преобразование трех наиболее информативных каналов зон спектра снимков в цветовой стандарт RGB, перевод полученного цветного композитного изображения из формата HDF в стандартный растровый формат TIF, а картографической проекции космоснимков - в метрическую проекцию Гаусса-Крюгера, экспорт данных в ГИС MapInfo и визуальный анализ полученных данных в ГИС MapInfo совместно с современной картой гидрографических объектов зоны исследований.