Выявление и картографирование мерзлых участков с использованием космических снимков (на примере Эльконского горста в Южной Якутии)

Предложена методика выявления многолетнемерзлых пород и таликов с использованием спутниковых данных, а также показаны возможности картографирования их распространения в зоне прерывистой мерзлоты в горных районах Южной Якутии на примере Эльконского горного массива. Приведены результаты корреляционного анализа спутниковых данных с полевыми натурными материалами. Использован метод неконтролируемой классификации для дифференциации типов растительного и снежного покровов с мультиспектральных снимков в программе ArcGis10.1. Впервые более детально охарактеризованы индикационные свойства радиационной температуры (теплового инфракрасного излучения поверхности ландшафта, получаемого с помощью инфракрасной съемки Landsat в канале 6 для выявления и регионального картографирования многолетнемерзлых пород). Составлены алгоритмы распознавания мерзлых и талых участков по каждой экспозиции, представляющие собой схемы комплексной индикации по таким компонентам, как высота, уклон и экспозиция поверхности, растительный и снежный покровы и радиационная температура поверхности. Использование вышеуказанных методов интерпретации космических снимков наряду с традиционными методами позволило выявить комплексные критерии картографирования многолетнемерзлых пород и таликов и составить мерзлотно-ландшафтную карту (фрагмент) Эльконского горного массива.

1. Мельников Е.С. Принципы составления прогнозных ландшафтно-индикационных карт и инженерно-геокриологических карт / Е.С. Мельников, Н.Г. Москаленко, В.Л. Невечеря // Геокриологический прогноз для Западно-Сибирской газоносной провинции. Новосибирск: Наука, 1983. С. 106–109.

2. Мерзлотно-ландшафтная карта Якутской АССР. Масштаб 1:2 500 000 / Под общ. ред. П.И. Мельникова. М.: ГУГК, 1991. 2 л.

3. Карта природных комплексов севера Западной Сибири для целей геокриологического прогноза и планирования природоохранных мероприятий при массовом строительстве. Масштаб 1:1 000 000 / Отв. ред. Е.С.Мельников, Н.Г.Москаленко. М.: Госгеодезия СССР, 1992.

4. Фотиев С.М. Подземные воды и мерзлые породы Южно-Якутского угленосного бассейна. М.: Наука, 1965. 230 с.

5. Южная Якутия / Под ред. В.А. Кудрявцева. М.: Изд-во МГУ, 1975. 444 с.

6. Железняк М.Н. Геокриологические условия Эльконского горста / М.Н. Железняк, И.В. Дорофеев, С.И. Сериков, Е.А. Осипов // Научное обеспечение реализации мегапроектов Республики Саха (Якутия). Якутск: Компания «Дани Алмас», 2009. С. 67–72.

7. Железняк М.Н. Температура горных пород и особенности распространения криолитозоны Эльконского горста / М.Н. Железняк, С.И. Сериков, В.И. Жижин, Е.А. Осипов // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2012. Т. IX, №2. С. 57–65.

8. Горохов А.Н. Оценка техногенной нарушенности ландшафтов Эльконского урановорудного района // Наука и образование. 2011.

9. №4. С. 54–58.

10. Гаврильев Р.И. Теплофизические свойства основных типов пород Эльконского горного массива / Р.И. Гаврильев, М.Н. Железняк, В.И. Жижин, А.Р. Кириллин, А.Ф. Жирков, А.В. Пазынич // Криосфера Земли. 2013. Т. XVII, № 3. С. 76–82.

11. CGIAR CSI [Электронный ресурс] // URL: http://srtm.csi.cgiar.org – 01.12.2013.

12. Per aspera ad astra [Электронный ресурс] // http://www.giscraft.ru/methods/method9.shtml – 18.09.2013.

13. ArcGIS Resources: сайт Esri [Электронный ресурс] // http://resources.arcgis.com/ru/help/main/ 10.1/ index.html#//009z000000pn000000. – 10.09.2013.

14. Горный В.И. Тепловая аэрокосмическая съемка / В.И. Горный, Б.В. Шилин, Г.И. Ясинский. М.: Недра, 1993. 128 с.

15. GIS-Lab [Электронный ресурс] // URL: http://gis-lab.info/qa/dn2temperature.html. – 25.09.2013.

16. Мячкова Н.А. Климат СССР. М.: Изд-во МГУ, 1983. 192 с.

17. Мерзлотные ландшафты Якутии (Пояснительная записка к «Мерзлотно-ландшафтной карте Якутской АССР масштаба 1:2 500 000») / А.Н. Федоров, Т.А. Ботулу, С.П. Варламов и др. Новосибирск: ГУГК, 1989. 170 с.

18. Сериков С.И. Криогенные процессы в современном рельефообразовании Эльконского горного массива / С.И. Сериков, М.Н. Железняк, В.И. Жижин // Наука и образование. 2012. №1. С. 40–44.

19. Кудрявцев В.А. Температура вечномерзлой толщи в пределах СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1954. 182 с.

20. Фельдман Г.М. Прогноз температурного режима грунтов и развития криогенных процессов. Новосибирск: Наука, 1977. 191 с.

21. Георгиевский Б.В. Дистанционное геотермическое картографирование арктических регионов // Земля из космоса. 2011. № 10. С. 60–65.

22. Hachem Sonia. Using the MODIS Land Surface Temperature Product for Mapping Permafrost: An Application to Northern Quebec and Labrador, Canada / Sonia Hachem, Michel Allard, Claude Duguay // Permafrost and Periglacial Processes. 2009. № 20. P. 407–416.

23. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск: Наука, 1978. 318 с.

24. Федоров А.Н. Мерзлотные ландшафты Якутии: методика выделения и вопросы картографирования. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1991. 140 с.