Создание комплекса научно-технических решений для организации мониторинга импактных районов арктической зоны на основе спутниковых и наземных данных в интересах рационального природопользования и обеспечения экологической безопасности северных территорий Российской Федерации.

     Мониторинг экологического состояния импактных районов Арктики и своевременное реагирование на возможные негативные явления, связанные как с деятельность человека, так и с природными факторами, является важной составляющей обеспечения рационального природопользования, экологической безопасности и устойчивого развития Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ). Учитывая огромные территории российской Арктики, сложность климатических условии и труднодоступность некоторых районов, развитие наземных средств мониторинга и их возможность по охвату территории АЗРФ весьма ограничены. В таких условиях особую важность приобретают методы мониторинга природной среды на основе космических средств дистанционного зондирования Земли, работающих в оптическом и радиодиапазоне спектра электромагнитных волн.

     В рамках настоящих прикладных исследований предлагается разработать новые методы мониторинга импактных районов Арктики, в том числе:

- автоматизированные методы оценки изменений импактных районов под действием естественных и антропогенных факторов;

- методы автоматизированного распознавания характеристик состояния импактных районов по информативным признакам космических изображений.

     Особенностью предлагаемых методов является использование объектно-ориентированного подхода к распознаванию зон интенсивных антропогенных воздействий. При этом будут использоваться комплексные информативные признаки, получаемые при обработке космических изображений, и несущие сведения как о спектральных свойствах подстилающей поверхности – энергетическая яркость поверхности, так и текстурных свойствах, пространственный спектр, текстурные характеристики района. 

     Актуальность предлагаемых исследований определяется, также их соответствием подготовленному Минобрнауки России и утверждённому Правительством Российской Федерации прогнозу научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2030 года.

- Разработка новых эффективных методов мониторинга состояния импактных районов Арктики, основанных на современных подходах к тематическому анализу космических оптических и радиолокационных изображений;

- Разработка технологий сбора, обработки и совместного анализа временных серий космических и  наземных данных для проведения комплексного мониторинга экологического состояния импактных  районов Арктики и Субарктики;

- Создание макета системы космического мониторинга состояния импактных районов Арктики, реализующего разработанные методы и технологии. 

Научная значимость проекта 

Научная значимость работ определяется необходимостью разработки технологий обеспечения экологической безопасности Арктической зоны Российской Федерации с использованием новых методов интегральной оценки экологической безопасности регионов и городов России, а также:

- Необходимостью разработки и применения новых методов, основанных на использовании объектно-ориентированного подхода к распознаванию зон интенсивных антропогенных воздействий. 

- Необходимостью проработки вопросов комплексного использования широкого спектра новых данных дистанционного зондирования, получаемых с различных космических аппаратов, в том числе оптических и радиолокационных данный разного разрешения, которые используются совместно с перспективными космическими системами типа «Арктика»; совместной обработке получаемых данных на основе новых, разработанных методов с привлечением данных подспутниковых измерений.

- Необходимостью отработки технических и технологических решений  с использованием создаваемого макета системы космического мониторинга состояния импактных районов Арктики, реализующего разработанные методы, технологии, базы данных и базирующийся на самых современных технических и программных решениях.

- Методы мониторинга состояния импактных районов Арктики, основанные на объектно-ориентированном подходе к классификации различных типов космических оптических и радиолокационных изображений.

- Методика сбора, обработки и совместного анализа временных серий космических и наземных данных для проведения комплексного мониторинга экологического состояния импактных районов Арктики.

- Технологии космического мониторинга экологического состояния импактных районов Арктики, включающие процесс сбора, обработки и совместного анализа временных серий космических и наземных данных.

- Макет системы космического мониторинга экологического состояния импактных районов Арктики, реализующий разработанные методы, методики и технологии.

- База данных космических изображений и значимых параметров, характеризующих экологическое состояние импактных районов Арктической зоны Российской Федерации, на тестовых территориях, полученных по данным дистанционного зондирования.

- Предложения и рекомендации по использованию разработанных методов, технологии, базы данных для проведения комплексного космического мониторинга экологического состояния импактных районов Арктики в интересах рационального природопользования и обеспечения экологической безопасности северных территорий Российской Федерации.

- Проект технического задания на выполнение ОКР по созданию системы наземно-космического экологического мониторинга состояния импактных районов Арктики.

     Результаты проекта могут быть использованы для проведения опытно-конструкторских работ (ОКР), направленных на:

- создание систем мониторинга различных параметров окружающей среды в северных районах России и других арктических держав;

- оценку степени влияния глобального потепления на экосистемы севера России;

- планирование и управление особо охраняемыми природными территориями;

- обеспечение контроля за законностью разработки и использованием месторождений природных ресурсов;

- обеспечение контроля экологической обстановки в районах подверженных интенсивным антропогенным  воздействиям;

- обеспечение контроля и ликвидации стихийных бедствий и чрезвычайных ситуаций;

- обеспечение интересов государственной безопасности в арктических приграничных районах Российской  Федерации.

     Результаты проекта могут быть востребованы: Министерством природных ресурсов и экологии Российской  Федерации, Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды;  Министерством транспорта Российской Федерации; Министерством Российской Федерации по делам  гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий,  силовыми ведомствами, а также Минсельхозом России; Росземкадастром; Роснедвижимостью;  институтами и учреждениями Российской академии наук; нефте- и газодобывающими компаниями;  компаниями по транспортировки нефти, газа и нефтепродуктов; ВУЗами и другими образовательными учреждениями; международными организациями. В соответствии с Договором о дальнейшем использовании результатов прикладных научных исследований  №2014-04/01от 21.04.2014, результаты ПНИ будут использованы в деятельности индустриального  партнера ЗАО НПО «ИСИНТЕК».

Этап №1 «Выбор направления исследований»  16.07.2014 - 31.12.2014

Этап№2 «Теоретические исследования поставленных задач»  01.01.2015 - 30.06.2015

Этап №3 «Экспериментальные исследования поставленных задач»  01.07.2015 - 31.12.2015 

Этап №4 «Экспериментальные исследования поставленных задач»  01.01.2016 - 30.06.2016  

Этап №5 «Обобщение и оценка результатов исследований»  01.07.2016 - 31.12.2016