Оптико-електронні системи одержання даних для інтерпретації космічних знімків прибережних вод у видимому діапазоні - Автореферат

Використання космічної інформації дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) для дослідження прибережних вод шельфу, акваторії бухт і портів, естуаріїв рік, які характеризуються високою динамічністю химічного складу, значними концентраціями і великою кількістю джерел забруднень, вимагає нового підходу при розробці оптико-електронних систем для інтерпретації космічних знімків прибережних вод у видимому діапазоні. Особливості трансформації вод у прибережних умовах, де домінують забруднюючі домішки антропогенного походження над фітопланктоном, неможливо розпізнати з необхідною точністю без використання відповідних дистанційних приладів, які розрізняють оптично активні домішки у водному середовищі на великих площах. У звязку з цим розробка і створення оптико-електронних систем, що дозволяють безпосередньо у водному середовищі робити з високою точністю прямі виміри різноманітних гідрооптичних характеристик природних вод і оптично активних домішок, є актуальним завданням. Метою досліджень автора є розробка і створення оптико-електронних систем одержання даних для інтерпретації космічних знімків прибережних вод у видимому діапазоні, що дозволяють робити з високою точністю прямі виміри різноманітних гідрооптичних характеристик, природних вод і забруднюючих оптично активних домішок у водному середовищі. Уперше розроблені і захищені авторськими посвідченнями особливості структурних схем оптико-електронних систем, спрямованих на підвищення точності й швидкодії виміру у видимому діапазоні спектру при дослідженні різних гідрооптичних характеристик прибережних вод, на основі яких було створено: - спектральний вимірювач показника поглинання природного світла водним середовищем;На основі проведеного аналізу концепції моніторингу прибережної зони і тенденції розвитку КС ДЗЗ з метою диференціювання природних і забруднюючих оптично - активних речовин запропоновано, обґрунтовано і реалізовано використання методу комплексного аналізу водного середовища. При цьому, по інтенсивності фотосинтетично активної радіації, оцінюються умови фотосинтезу, умови трансформації природного світлового поля у верхньому шарі водного середовища, що обумовлює поглинання, викликане оптично активними речовинами і біотичну продуктивність за інтенсивністю біолюмінесценції. Показано можливість і необхідність створення вимірників, які повніше і точніше визначають параметри послаблення, поглинання і розсіювання властивостей водного середовища прибережної зони. Запропоновано та обґрунтовано комплексні технічні і конструктивні рішення оптико-електронних систем, які дозволяють визначити: умови фотосинтезу, що залежать від поглинання, обумовленого природним світловим полем та біотичною продуктивністю (вимірники фотосинтетичної активної радіації (ФАР), спектрального поглинання світла і біолюмінесценції); Оптико-електронні системи моніторингу стану екосистеми водного середовища, представлені вимірниками, що характеризують інтенсивність сонячного світла, яка обумовлює фотосинтез (вимірник ФАР), її трансформації у водному середовищі (вимірник поглинання природного світла) та інтенсивність люмінесценції мікроорганізмів (вимірник біолюмінесценції).Ефективність інтерпретації космічних знімків у видимому діапазоні спектру значною мірою залежить від якості підсупутникових вимірювань. Тому розробка методів і створення оптико-електронних систем, що визначають просторовий розподіл природних і забруднюючих оптично активних домішок і найбільш повно характеризують прибережні води, є актуальною задачею. В результаті досліджень розроблено і захищено авторськими свідоцтвами оригінальні структурні схеми оптико-електронних систем для підвищення точності і швидкості виміру різних гідрооптичних характеристик при дослідженні прибережних вод. Апробація оптико-електронних систем, яка проведена у різних акваторіях Світового океану, які мають свої регіональні особливості, підтвердила складний багатокомпонентний склад оптично активних домішок. Дослідження акваторії Севастопольської бухти і Блакитної затоки виявили значний контраст прояву джерел надходження забруднюючих домішок (стоків) за даними визначення оптично активних домішок, що підтверджено аналітичними вимірами гідрохімічних характеристик (концентрації розчиненого кисню і біогенних домішок).

Основний зміст роботи