Покоряя дистанции

Казахстанские ученые, работающие в Национальном центре космических исследований и технологий Казкосмоса (АО “НЦКИТ”)*, разрабатывают уникальную систему дистанционного зондирования Земли, которая уже сегодня позволяет проводить мониторинг и прогнозирование развития пожаров, паводков и наводнений, а также определять продовольственную безопасность нашей страны и ее экспортный потенциал.

Что такое дистанционное зондирование Земли из космоса? Это исследование Земли различными видами съемочной аппаратуры на борту космических аппаратов, которые способны собрать данные по всей территории страны в минимальные сроки. Именно систему дистанционного зондирования ученые сегодня называют самым оптимальным решением для изучения огромной территории Казахстана. Сама система разрабатывается на базе данных спутников различного пространственного разрешения, в том числе и двух космических аппаратов, запущенных в нашей стране в прошлом году. Данные спутника высокого разрешения позволяют строить цифровые карты рельефа, которые сегодня находят широкое применение в картографии и навигации. Данные второго спутника со средним разрешением применяются во многих областях, в том числе и для прикладных исследований в области сельского хозяйства и при чрезвычайных ситуациях. Доктор технических наук, профессор Арыстан МУХАМЕТГАЛИЕВ утверждает: в 60-е годы прошлого века такие исследования казались в принципе невозможными.
- Если раньше спутники могли проводить только съемку и констатировать определенные факты, то последние исследования уже готовы ответить на вопрос: что и как произойдет при определенных обстоятельствах? Мы не просто наблюдаем, мы уже прогнозируем, а это позволяет вовремя принять меры и избежать катаклизмов, частых при нашем резко континентальном климате.
Мониторинг чрезвычайных ситуаций Национальным центром космических исследований и технологий проводится вот уже более 10 лет. Нередко первые сигналы о пожаре, сходе снежного покрова, наводнении, паводках и даже появлении нефтяных пятен получают именно здесь. Спутники низкого разрешения пролетают над территорией Казахстана несколько раз в сутки. При этом они способны своими приборами охватить большие территории, что является очень важным для тех участков, где нет населения, и никто не может сообщить об опасности, которая при бездействии может распространиться на населенные пункты и промышленные объекты.
- Сигналы со спутников принимают наземные станции, расположенные в Алматы и Астане, - рассказывает заместитель директора департамента дистанционного зондирования Земли Ильдан КАИПОВ. - Эти станции способны принять информацию со спутников, покрывающих всю территорию Казахстана. Полученные данные уже через час после обработки готовы к отправке в органы ЧС.
Для более наглядного предоставления информации разработаны специальные алгоритмы ее обработки. Ведь информация должна быть доступной, читаемой и понятной, от ее подачи зависит принятие должных мер по устранению опасности. Вот почему возникла необходимость в создании ситуационных центров космического мониторинга, а именно: аппаратно-программных пунктов, которые позволят обрабатывать, анализировать космическую информацию и оперативно представлять ее в географических информационных системах.
К числу чрезвычайных ситуаций природного характера следует отнести и засуху, частота и интенсивность которой на территории Казахстана возросла в последнее десятилетие.
Данные дистанционного зондирования используются при изучении и мониторинге засухи, - рассказывает ведущий научный сотрудник Ирина ВИТКОВСКАЯ. - По спутниковой информации определяется состояние растительного покрова на всей территории республики, проводится анализ в сравнении с многолетними данными, определяются участки с угнетенным состоянием растительности. Такая информация является, безусловно, важной при отсутствии наземных данных, недостаточно частой сети метеостанций в маргинальных и труднодоступных районах. Информация, полученная при космическом мониторинге засухи, полезна для различных органов управления: Министерства сельского хозяйства, органов по ЧС, также она может быть использована в вопросах агрострахования.
Помимо мониторинга чрезвычайных ситуаций дистанционное зондирование позволяет проводить прогноз урожайности и выявлять благоприятные условия для сева и сбора урожая.
- Благодаря системе дистанционного зондирования у нас есть данные по каждому полю в Северном Казахстане, - рассказала нам старший научный сотрудник лаборатории космического мониторинга сельскохозяйственного производства АО “НЦКИТ” Наталья Карабкина. - Каждые две недели мы фиксируем данные, полученные спутниками, по урожаю на полях. На основании спектрального анализа мы отслеживаем сроки проведения уборки урожая, в конечном итоге формируем карты убранных полей и даем информацию по площадям в виде табличных данных. На основании этого Министерство сельского хозяйства видит, как именно идет ход уборочных работ.
Однако не всегда ход работ проходит планомерно. Изменение климата сказывается на продолжительности вегетационного периода посевов, а также во влажные прохладные годы затягивает сроки созревания и создает неблагоприятные условия для уборки. Во второй половине июля прошлого года в Северном Казахстане была зафиксирована повышенная влажность, которая привела к септориозу зерновых культур. Эта грибковая болезнь повреждает листовую поверхность колоса, может наблюдаться на стеблях и переходить на сам колос. В целом грибковые болезни в зависимости от степени повреждения могут снизить урожайность на 20-30 процентов и более. Чтобы это предотвратить, Национальный центр космических исследований и технологий планирует разработать уже в этом году модель на основе данных дистанционного зондирования, которая позволит фиксировать районы, где распространен септориоз.
Кроме мониторинга зерновых культур космическая система дистанционного зондирования предполагает даже отслеживание таких биологических опасностей, как... чума, сибирская язва и нашествие насекомых! Насколько это возможно, поделилась с нами ведущий научный сотрудник лаборатории космического мониторинга сельскохозяйственного производства АО “НЦКИТ” Наталья Цычуева.
- Конечно, мы не увидим из космоса микроб сибирской язвы или саранчу, но мы увидим условия, в которых они могут развиваться! Например, в прошлом году затянулась уборочная страда, зима была мягкой, весна - влажной. Согласно данным дистанционного зондирования, в этом году влажность еще больше, чем в прошлом году. Все эти условия могут стать благоприятными для вспышки саранчи.
За все годы исследований и практических работ по дистанционному зондированию Земли отечественными специалистами накоплен огромный опыт, существует уникальный банк многолетних данных по многим направлениям мониторинга территории Казахстана и приграничных областей. На их основе и с помощью современных методов исследований и анализа специалисты Национального центра космических исследований и технологий предлагают методику, не уступающую зарубежным аналогам. Главное, чтобы она была востребована и находила свое практическое применение.

Специалисты департамента по дистанционному зондированию АО “НЦКИТ”.

* В 2014 г. Национальное космическое агентство РК (Казкосмос) было преобразовано в Аэрокосмический комитет Министерства по инвестициям и развитию РК.

Екатерина ТИХОНОВА, фото Романа ЕГОРОВА, Алматы