Развитие системы «Вега-Гидро»
В 2024 г. совместными усилиями ИКИ РАН и ИВП РАН была запущена первая очередь информационной системы «Вега-Гидро» (http://hydro.geosmis.ru/), ориентированной на обеспечение работы с данными спутникового мониторинга и результатами их обработки для решения научных задач в области исследования гидрологии суши.
В 2025 г. система получила своё дальнейшее развитие:
1. Для решения задач мониторинга внутренних водоёмов в сервисе «Вега-Гидро» в рамках текущей работы был подготовлен программный комплекс, осуществляющий получение, агрегацию и интеграцию тематических продуктов сервиса мониторинга суши «Коперник» CLMS (англ. Copernicus Land Monitoring Service). Основная информация об упомянутых продуктах приведена в таблице 1, пример продуктов в интерфейсе «Вега-Гидро» показан на рисунке 1.
а б
Рисунок 1 — Продукты CLMS в системе «Вега-Гидро»: а — индекс трофического состояния Каспийского моря за 10 дней на 21.01.2025; б — температура поверхности озера Байкал за 10 дней на 01.07.2025
Таблица 1 — Продукты CLMS
2. В целях исследования инструментами сервиса «Вега-Гидро» изменения пространственных характеристик водоёмов на большом временном интервале были получены продукты датасета Global Surface Water, основанного на анализе данных миссии Landsat с 1984 по 2021 г. Набор продуктов интегрирован в сервис «Вега-Гидро» (примеры на рисунке 2), на данный момент продолжается наполнение архивов.
а б
Рисунок 2 — Продукты Global Surface Water в интерфейсе «Вега-Гидро» для нижнего течения р. Волги: а — годовая повторяемость; б — классификация
«Водные переходы»
3. Также в интересах сервиса получены и интегрированы различные векторные данные:
- Реки SWORD (http://gaia.geosci.unc.edu/SWORD/)
- Бассейны HydroSheds (https://www.hydrosheds.org/products/hydrobasins), а также предоставленный специалистами ИВП РАН картографический слой водосборов с названиями (из водного кадастра? как корректно это назвать?).
- Реки HydroSheds (https://www.hydrosheds.org/products/hydrorivers)
- Озера HydroSheds (https://www.hydrosheds.org/products/hydrolakes
- Границы ледников Randolph Glacier Inventory (https://www.glims.org/RGI/)
- Координаты положений наземных гидропостов.
4. В целях изучения основных гидрологических параметров, таких как расход воды и уровень воды, а также для верификации измерений альтиметрии, из автоматической информационной системы государственного мониторинга водных объектов АИС ГМВО получены временные ряды среднесуточных уровней воды и расходов воды за 2008–2023 гг. Для предоставления полученных данных пользователям системы «Вега-Гидро» временные ряды сохранены в специально подготовленную базу данных, а также разработан инструмент, позволяющий отображать в интерфейсе «Вега-Гидро» положения наземных гидропостов, измерения которых доступны в сервисе. Для работы с данными уровней и расходов воды АИС ГМВО от наземных гидропостов разработаны инструменты анализа временных рядов по годам и за выбранный период, а также инструмент экспорта данных (рисунок 3).
а
б
Рисунок 3 — Данные измерений на наземных гидропостах: а — положение наземных гидропостов Калининградской области, красным контуром обозначен гидропост № 74416; б — расход воды на гидропосту № 74416 за 2008–2023 гг.
а б
Рисунок 4 — Работа с метеоданными, агрегированными по водосборам, в интерфейсе BI: а — положение водосбора реки Северная Двина; б — временные ряды метеопараметров водосбора реки Северная Двина
5. Для решения задач гидродинамического моделирования (в качестве входных или валидационных данных для моделей), а также для мониторинга изменения характеристик водосборов был подготовлен программный блок вычисления интегральных характеристик в границах водосборов различных метеоданных реанализа NCEP с целью накопления временных рядов этих параметров с различным шагом по времени. С помощью подготовленного программного блока был рассчитан набор временных рядов метеопараметров для каждого водосбора на территории России на всю глубину имеющегося архива данных NCEP и интегрирован в BI-интерфейс (Business Intelligence) в составе сервиса «Вега-Гидро» (рисунок 4). Такой инструмент анализа метеоданных, интегрированных по бассейнам и водосборам, наряду с ранее реализованной агрегацией других данных, таких как, например, типы подстилающей поверхности, позволяет устанавливать взаимосвязь метеоусловий, типов растительности и, как следствие, водных режимов рек для каждого водосбора или их совокупности.