Международная научно-исследовательская экспедиция «Трансевразийский перелет: Леман-Байкал» инициирована почетным консулом России в Лозанне Фредериком Паулсеном и депутатом Государственной Думы Михаилом Слипенчуком как продолжение экспедиционного проекта «Миры на Байкале». После трех лет изучения глубин Байкала с помощью глубоководных аппаратов «Мир» возникла идея комплексного исследования озер с использованием дельталетов. Дельталеты (мотодельтапланы) относятся к классу сверхлегких летательных аппаратов. Наблюдения с дельталетов дают оперативные сведения о состоянии окружающей среды, а также возможность использования крупномасштабной съемки и установки аналитических приборов для экологического мониторинга. Дельталеты могут оказать реальную помощь при решении многих практических задач (обнаружении пожаров, учете городской недвижимости, наблюдения за дикими животными и т.д.).
Организаторы экспедиции
Фонд содействия сохранению озера Байкал, Фонд исследований озера Леман eLemo (Швейцария), Группа компаний «МЕТРОПОЛЬ», компания Ferring (Швейцария), Русское географическое общество, Всероссийское общество охраны природы, Географический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, Байкальский институт природопользования СО РАН.
Участники экспедиции
В экспедиции принимали участие исследователи из России, Швейцарии и Франции. Основными научными партнерами экспедиции являются Байкальский институт природопользования СО РАН, Лозаннская федеральная политехническая школа, Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова. Также в полевых исследованиях приняли участие ученые из Института физического материаловедения СО РАН, Бурятской государственной сельскохозяйственной академии, Института общей и экспериментальной биологии СО РАН.
Цели и описание исследований
Целью международной российско-швейцарской экспедиции является комплексное исследование современного состояния окружающей среды озер Леман и Байкал, а в перспективе и других озер мира. Экспедиционный проект продолжался в течение трех лет с 2013 по 2015 гг. В 2013 г. полевые исследования проходили в уникальной дельте р. Селенги в Международном эколого-образовательном центре «Истомино» БИП СО РАН. В 2014 г. исследования, помимо дельты р. Селенги, проводились на оз. Гусиное Селенгинского района Республики Бурятия. География полевого сезона 2015 г. охватывает акваторию и прибрежные территории по периметру Байкала.
Основными задачами проекта являются:
картирование наземной и водной растительности дельты р. Селенги, определение их спектральных кривых; определение продуктивности растительного покрова, динамики ее изменения;
определение содержания хлорофилла и мутности речной сети дельты р. Селенги, верификация со спутниковыми данными;
количественная оценка транспорта и запаса взвешенных веществ, оценка их влияния на устойчивость речных русел и дельты р. Селенги;
построение трехмерной радиотомографической модели леса и формирование эталонной базы данных коэффициентов обратного рассеяния от лесов в зависимости от породного состава, бонитета и возраста на примере Степно-Дворецкого лесничества, входящего в состав 18 эталонных лесничеств России;
Дельталетные наблюдения включали высокодетальную фотосъемку с помощью установленной на борту съемочной платформы, состоящей из гиперспектрометра, RGB-камеры, ИК-камеры и тепловизора. Кроме того, в состав измерительного оборудования входят GPS-оборудование и датчик ориентации в пространстве, регистрирующие положение дельталета в пространстве (крен, рысканье и тангаж), что позволяет отказаться от стабилизирующих устройств в пользу уменьшения веса всей системы. Система навигации и инерциальная система обеспечивают географическую привязку и геометрическую коррекцию изображения при получении ортофотопланов. Также, на борт дельталета устанавливался наносекундный твердотельный радар, который предназначен для генерации, излучения и приёма наносекундных СВЧ-импульсов трёхсантиметрового диапазона от лесных покровов.
Одновременно с аэрофотосъемкой проводились наземные и надводные измерения отражательных характеристик природных сред, отборы проб воды для лабораторного анализа на содержание хлорофилла и взвешенных веществ, геоботанические описания растительности и т.д.
Результаты исследований
По результатам исследований отработана методика исследования водных объектов и земного покрова с использованием оборудования для гиперспектрального дистанционного зондирования, установленного на сверхлегких летательных аппаратах. Выполнена съемка дельты р. Селенги для картирования ее наземной и водной растительности, оценки мутности воды и содержания хлорофилла. Для создания высокоточной карты водной и наземной растительности дельты обследовано фитоценотическое разнообразие растительного покрова дельты р. Селенги, описано более 50 участков, заложены профили, выявлены характерные сообщества и доминантные виды. На рисунке 1 представлены фрагменты полученных изображений поверхности дельты. В настоящее время продолжаются методические работы на всех этапах обработки гиперспектральных снимков с пространственным разрешением 0,5 м/пиксель. Получены снимки оз. Гусиное для решения ряда экологических задач. Исследована Кабанская оросительная система для оценки её вклада в загрязнение оз. Байкал. Проведены съемки Кабанского заказника для изучения биоразнообразия охранной зоны. Отсняты сельские поселения с целью получения точных ортофотопланов для составления кадастровых планов. Проведен сбор данных для создания цифровой модели местности и ландшафтных карт районов исследований.
По итогам трех лет экспедиции «Леман-Байкал» накоплено более 10 Тб данных аэрофотосъемки дельты р. Селенги, прибрежной зоны оз. Байкал и оз. Гусиное.
Пример визуализации гиперспектральных данных, полученных в ходе полевых исследований в 2015 г.
Благодарности
Выражаем благодарность исследователям Йосефу Ахтману, Наташе Тофилд-Паше, Франсуа Бернару, Венсану Нуши, Батисту Бернару, Мартину Рехаку, Драгошу Константину. Огромный вклад в организацию экспедиции внесли депутат Государственной Думы РФ Михаил Слипенчук, учредитель Фонда исследования Женевского озера Фредерик Паулсен, помощник Почетного консула РФ в Лозанне Михаил Красноперов, исполнительный директор Фонда содействия сохранению озера Байкал Роман Афонин. Выражаем особую благодарность пилотам Николаю Белову и Владимиру Вихареву.
