Контроль судов из космоса - Морские вести России

Контроль судов из космоса

14.02.2017

Морские порты

Опыт контроля нелегальных сбросов с судов в Черном море с использованием инструментов дистанционного зондирования Земли из космоса

Ответственность экипажей судов в случаях нелегальных сбросов загрязняющих веществ в море основана на суверенном праве прибрежных государств по защите внутренних морских вод, территориального моря и прилежащей зоны ответственности и является отражением общепризнанной практики по защите морской среды от загрязнений.

Международной конвенцией МАРПОЛ 73/78 Черное море отнесено к особому району в отношении сбросов отходов с судов, а вопросы регионального сотрудничества осуществляются в рамках Бухарестской конвенции о защите Черного моря от загрязнений 1992 года.

В.В. Ерыгин, руководитель ФГБУ «АМП Черного моря»,

А.А. Кучейко, заместитель директора Центра ДЗЗ ФГУП «НИИ Радио».

Правовая основа контроля загрязнений с судов

Право государств на установление национальных норм в различных морских пространствах не ниже международных предусмотрено статьей 211 Конвенции ООН по морскому праву 1982 года. Однако до настоящего времени в мире не сложилось единых подходов к установлению причастности судов как источников загрязнения моря, а также к исчислению ущерба от загрязнения в тех или иных случаях.

Так, директивой Европейского Союза 2005/35 предусмотрена норма по ужесточению национального законодательства стран – членов ЕС в отношении судовладельцев, фрахтователей, классификационных обществ, которые вызвали либо содействовали незаконному загрязнению моря. Директива распространяет свое действие на все суда, заходящие в порты ЕС, вне зависимости от флага, предусматривает сотрудничество капитанов морских портов в исполнении санкций в следующем порту захода судна-нарушителя, призвана укрепить сотрудничество в обнаружении нелегальных сбросов с судов, а также развивать методы определения виновника сброса, включая дистанционные инструменты. Входящие в состав ЕС государства обязаны были отразить содержание этой директивы в своем национальном законодательстве до 31 марта 2007 года.

В рамках стратегии Европейского Союза по контролю нелегальных сбросов с судов был внедрен сервис оперативного спутникового мониторинга CleanSeaNet, оператором которого является Европейское агентство по морской безопасности (EMSA)1. В сервисе CleanSeaNet реализован принцип всепогодного дистанционного обнаружения пленочных загрязнений морcкой поверхности с использованием радиолокаторов космического базирования, установленных на спутниках Envisat, Radarsat-1 (до 2013 г.), Radarsat-2 и Sentinel-1 (с 2015 г.).

В 2014 году EMSA получило более 2,5 тыс. радиолокационных изображений (РЛИ), на которых было обнаружено 2630 разнообразных пленочных загрязнений в зонах ответственности стран ЕС. Космические технологии на основе радиолокационной съемки для детектирования судов и пленочных загрязнений применяются в качестве информационных сервисов также в Канаде, странах Средиземного, Северного и Балтийского морей.

Спутниковый мониторинг южных морей

С 2008 года задача комплексного мониторинга нефтяных загрязнений зоны ответственности Российской Федерации в Черном и Азовском морях с использованием спутниковых данных и систем автоматизированной идентификации судов (АИС) была успешно реализована в рамках проекта ФГУ «АМП Новороссийск» и компании ИТЦ «СканЭкс».

Таблица 1. Характеристики некоторых спутниковых сервисов детектирования пленочных загрязнений экономической зоны.

Наименование сервиса / проект

Оператор

Классификация обнаруженных загрязнений

Обнаружение загрязнений в Северном и Балтийском морях / MarCoast

KSAT

Высокий, средний, низкий уровень вероятности

Обнаружение загрязнений в Средиземном море / MarCoast

Telespazio

Высокий, средний, низкий уровень вероятности

Сервис обнаружение пленочных загрязнений Канады / ISTOP

MDA

Категории 1А, 1В, 2 и 3

CleanSeaNet / Проект EMSA

KSAT, Telespazio, Edisoft, CLS

Высокий, средний, низкий уровень вероятности

Служба детектирования загрязнений Норвегии / проект NOFO

KSAT

Высокий, средний, низкий уровень вероятности на основе матрицы риска

На базе веб-платформы «Геомиксер» был разработан и внедрен в практику автоматизированный сервис «Космоснимки – Черное море», с помощью которого в закрытом режиме отображается зона контроля с указанием координат и площадей обнаруженных нефтяных пятен-сликов. Идентификация судов, причастных к загрязнениям, осуществляется путем совмещения спутниковых изображений с картой движения судов по данным АИС (рис. 1).

Рис. 1. Интенсивность судоходства в восточной части Черного моря по данным мониторинга сигналов автоматической идентификации АИС в 2014 г. © marinetraffic.com.

Для контроля российского сектора Черного моря оптимальным является отображение акватории съемки шириной более 300 км с захватом смежных секторов зон ответственности Турции, Грузии и Украины. В случае обнаружения сликов в смежных секторах информация в графическом виде направлялась в адрес спасательно-координационных центров соответствующей стороны. Получатели информации, используя национальные данные АИС, направляли АИС-диаграммы в адрес Морского спасательного центра ФГБУ «АМП Черного моря» для размещения на геопортале «Космоснимки – Черное море».

Технология идентификации судна-нарушителя

Технология радиолокационного обнаружения пленочных загрязнений моря из космоса, разработанная еще в конце 90-х годов прошлого века, получила применение в современных системах дистанционного зондирования акватории морей благодаря регистрации эффекта «выглаживания» мелкомасштабного ветрового волнения нефтяной пленкой.

По уровню достоверности пленочные загрязнения в сервисе EMSA принято делить на три класса – высокий, средний и низкий, в сервисе ISTOP (Канада) достоверными считаются слики категории 1А, когда потенциальное пленочное загрязнение примыкает к отметке судна, и 1Б, когда судно находится в пределах 50 км от обнаруженного пленочного загрязнения.

В практике ФГБУ «АМП Черного моря» анализу подлежат все слики в зоне контроля, однако в разработку берутся космоснимки, где пленочные загрязнения имеют признаки судового происхождения:

– вытянуты вдоль судоходных трасс;

– имеют линейный или линейно-прерывистый вид;

– имеют протяженность более 5 миль.

В целях установления степени причастности к загрязнению судна используются три основных алгоритма его идентификации как источника загрязнения.

1. Судно на РЛИ находится в сликовом пятне или «касается» его. В этом случае запрашивается диаграмма движения судов по данным АИС на район обнаружения пятна за последние 2 часа перед съемкой. Если трек судна совпадает с формой пятна и повторяет его форму, то можно считать, что причастность судна к данному загрязнению установлена с высокой вероятностью (рис. 2).

Рис. 2. Судно (выделено красным овалом) на РЛИ в момент сброса загрязненных вод (слева) и карта АИС с треком идентифицированного судна на период спутниковой съемки, где положение судового разлива выделено красным контуром (справа). Sentinel-1A. © ESA, НИИР, АМПН, 2015.

2. Судно на РЛИ находится вне зоны слика, но рядом. В этом случае запрашивается диаграмма движения судов по АИС на район обнаружения пятна за последние 12-20 часов до момента съемки. В связи с тем, что ветер и преобладающие течения трансформируют форму и положение пятна, возникает необходимость учета и введения поправки на изменение положения слика под влиянием ветра и течений. Такая обработка осуществляется с помощью программы «Дрейф нефтяного пятна», которая адаптирована для условий Черного моря. Программа позволяет накладывать данные почасового дрейфа пятен на треки судов по данным АИС. Судно, чья трасса с минимальной погрешностью ложится на слик, рассматривается как причастное к загрязнению (рис. 3).

Рис. 3. РЛИ с пленочным загрязнением судового происхождения, поблизости видно судно – вероятный виновник загрязнения (слева); карта положения судов на момент спутниковой съемки, где положение судового разлива показано красным контуром (справа). Sentinel-1A. © ESA, НИИР, АМПН, 2015.

3. Слик находится в районе интенсивного судоходства. В случае если слик однозначно не привязан к какому-нибудь судну (то есть судно не осуществило сброс непосредственно в момент съемки из космоса), установление причастного судна крайне затруднено (рис. 4). Тем не менее, повысить вероятность обнаружения судна – источника загрязнений можно только при увеличении частоты съемок в этом районе.

В дальнейшем пакет графической информации направляется в распоряжение капитана порта, в котором находится или намеревается зайти подозреваемое судно, для проведения проверки на его причастность к загрязнению.

Рис. 4. Интегральная карта пленочных загрязнений, обнаруженных в восточной части Черного моря в 2011-2013 гг. Цифрами 1, 2, 3 обозначены места зафиксированной во время съемок активности грифонов (подводных грязе-нефтяных вулканов) в турецком и грузинском секторах.

Рис. 5. Интегральная карта пленочных загрязнений, обнаруженных в 2015 году в восточной части Черного моря. © НИИР, АМПН, 2015.

Заключение

В 2011-2014 годах в разработке находились порядка 130 РЛИ в год. В 2015 году получено и обработано 287 изображений. Результаты спутникового мониторинга свидетельствовали, что основным местом сброса нефтесодержащих вод с танкеров были зоны на границах секторов России, Турции и Украины2.

Таким образом, с использованием спутниковых технологий на условиях взаимодействия причерноморских стран под эгидой ФГБУ «АМП Черного моря» сформирована действующая региональная система мониторинга нелегальных сбросов с судов восточной части Черного моря.

Применение космической съемки оказалось востребованным и для решения других задач, а именно: контроля ледовой обстановки в Азовском море и Керченском проливе, оценки чрезвычайных ситуаций, обусловленных ураганными ветрами, наводнениями и др. (рис. 6-7).

Рис. 6. Контроль ледовой обстановки в Азовском море (полностью покрыто льдом) и в Керченском проливе (частично подо льдом).

Рис. 7. Контроль загрязнений нефтепродуктами в Новороссийской бухте после катастрофических ливней в регионе. 06.07.2012 г.

Дальнейшее развитие метода требует совершенствования нормативной базы обоснования применения санкций в отношении виновников загрязнения моря. Требует решения также вопрос финансирования затрат на реализацию программы дистанционного зондирования морских акваторий, размер которых в зависимости от частоты съемки составляет порядка 4-10 млн рублей в год.

1. Сайт EMSA: http://www.emsa.europa.eu/csn-menu/csn-service.html

2. Ivanov A., Kucheiko А. Main results of satellite monitoring of oil spills in the Black Sea / Международный научный форум CIESM-2014, 1-3 декабря 2014, Сочи, Россия.

Морские порты №1 (2016)

ПАО СКФ
Газпромбанк
Camco
МТ Групп
Специальный выпуск журнала Морской флот
Алюминий в судостроении
Круглый стол «Судовые ЛКМ и покрытия. Современный рынок и перспективы»
Международная научно-практическая конференция «Автономное судовождение: проблемы и решения (MASS-2021)»
6MX

Нас поздравляют

Газета Морские вести России 25 лет

Нас поздравляют

Журнал Морской флот 135 лет
Журнал Транспортное дело России
НЕВА-2021