Возможные перспективные направления развития ЦКП «ИКИ-Мониторинг»
Ограничения доступа к данным наземных гидропостов, сокращение их количества за последние десятилетия и, вследствие этого, недостаточное пространственное покрытие ими требуют использования альтернативных источников получения информации об уровне воды в интересах гидрологии, мониторинга водоемов и оценки последствий наводнений. Данные ДЗЗ позволяют получать такую информацию на основе данных оптических сенсоров, но такие методы ограничены в условиях облачности. Традиционная для этих целей радиолокационная альтиметрия позволяет проводить измерения высоты водной поверхности всепогодно.
Разработанная ранее система мониторинга уровня воды на основе данных SAR-альтиметрии миссии Sentinel-3, первый спутник которой был запущен в 2016 г., позволила проводить наблюдения уровня воды на примерно 6000 гидропостах альтиметрии (АГП) - виртуальных полигонах, в пределах которых на основе измерений альтиметрии осуществляется определение уровня воды для соответствующих им участкам водоёмов, расположенных на территории России и соседствующих с ней стран.
При том, что разработанная система позволяет достаточно точно проводить изменения уровня воды на крупных водоёмах каждые 27 дней, начиная с 2016 г. для водоёмов, наблюдаемых Sentinel-3A, и с 2018 г. – Sentinel-3B, по настоящее время, многие гидрологические процессы могут происходить за более короткий срок. Соответственно, недостаточно высокое временное разрешение наблюдения уровней воды не позволяет детектировать и наблюдать такие процессы.
Увеличить количество наблюдений позволяет использование данных другой действующей миссии SAR-альтиметрии – Sentinel-6. Миссия обеспечивает наблюдениями участки водоёмов России, расположенных южнее 66° с.ш., начиная с 2020 г. с частотой измерений раз в 10 дней.
Для использования этих данных была разработана подсистема, состоящая из следующих модулей:
- Программный блок опроса каталога NASA Earthdata и получения данных продукта S6A_P4_2__HR, содержащих измеренные расстояния от спутника до поверхности и информацию о высоте орбиты и всех необходимых поправках, например, учитывающих задержку сигнала в атмосфере, с ведением отчётов о скачанных данных, возникающих ошибках, а также поддержкой очередей загрузки.
- Блок обработки данных скачанных файлов продуктов S6A_P4_2__HR с целью выбора валидных измерений, относящихся к водной поверхности и усвоения их в базу данных (БД) измерений.
Разработка данных программных модулей позволила интегрировать данные в ранее подготовленную базу данных, аналогичную по структуре БД для работы с данными Sentinel-3, что дало возможность их использовать для создания новых АГП на основе данных Sentinel-6, а также применять ранее разработанные программные модули вычисления уровней воды на АГП и формирования временных рядов их наблюдений.
Таким образом, ранее разработанная система была расширена, что позволило сформировать временные ряды измерений уровня воды водоёмов России на почти 1400 АГП, с частотой наблюдения раз в 10 дней начиная с 2020 г. по настоящее время. Доступ к данным осуществляется посредством картографического интерфейса УНУ «Вега-Science», а также других специализированных ИС, в которые эти данные интегрированы.