Систему мониторинга качества воды внутренних водоёмов по спутниковым снимкам разрабатывают в ННГУ
Учёные из лаборатории гидрологии и экологии водохранилищ ННГУ им. Н.И. Лобачевского совместно с Институтом океанологии имени П.П. Ширшова РАН и Морского гидрофизического института РАН разработали эффективный алгоритм атмосферной коррекции спутниковых снимков водоёмов для дистанционного метода оценки качества воды.
По снимкам со спутников, в частности по цвету и оттенку воды на них, можно оценить содержание примесей, хлорофилла или минеральных частиц в водоёмах, однако яркость водной поверхности на снимках из космоса сильно искажается атмосферным аэрозолем из-за поглощения и рассеяния последним света.
Избавиться от помех позволяет коррекция снимков с учётом особенностей атмосферы, однако существующие методы плохо работают на снимках пресноводных водоёмов и прибрежных районов морей, где определить яркость воды по спутниковому снимку мешают также примеси в верхнем водном слое, например, водоросли. За рубежом эту проблему обходят за счёт информации об атмосфере с измерительных постов крупной мониторинговой сети. В России такой возможности нет.
Нижегородские учёные предложили алгоритм атмосферной коррекции с фиксированными над водоёмом аэрозольными параметрами, которые определяются по пикселям с наиболее чистой водой.
«С апреля по октябрь 2022 года мы проводили измерения оптической прозрачности атмосферы над Горьковским водохранилищем. Полученные значения сравнивались со спутниковыми данными. Оказалось, что предложенный алгоритм позволяет устранять влияние атмосферы с точностью от 65% до 95%», — сообщил заведующий лабораторией гидрологии и экологии водохранилищ радиофизического факультета ННГУ Александр Мольков.
Следующим шагом учёных из Университета Лобачевского станет разработка региональной модели оценки качества воды в Горьковском водохранилище по снимкам со спутников.
«Результаты исследований позволят создать ГИС-систему и следить за изменением водоёма во времени, это поможет вовремя обнаруживать загрязнения, определять температуру воды в приповерхностном слое, исследовать течения и перенос примесей, прогнозируя и определяя потенциальные риски», — сообщает Александр Мольков.
Результаты исследования опубликованы в журнале Remote Sensing. Работа велась в рамках федеральной программы «Приоритет 2030».