Identification and Mapping of Permafrost Using Satellite Images (on the Example of the Elkon Mountain in Southern Yakutia)
Abstract
A technique for identification of permafrost and taliks with use of satellite data is offered and also possibilities of mapping of their distribution in a zone of discontinuous permafrost in mountainous areas of South Yakutia, on the example of the Elkon mountain are shown in the article. The results of the correlation analysis of satellite data with field full-scale materials are presented. The method of unsupervised classification for differentiating vegetation and snow cover types from multispectral imagery is used in the ArcGis10.1 program. For the first time, the indicator properties of the radiation temperature (thermal infrared radiation from the landscape surface) received by means of the Landsat infrared survey in channel 6 for the detection and regional mapping of permafrost are described in more detail. Algorithms for recognizing permafrost and taliks for each exposure are compiled, representing a complex indication scheme for such components as height, slope and surface exposure, vegetation and snow cover, and surface radiation temperature. Using the above methods of interpreting of satellite images along with traditional methods, allowed to reveal complex criteria for mapping permafrost and taliks and to make the permafrost landscape map (fragment) of the Elkon mountain.
About the Authors
Svetlana Vyacheslavovna Kalinicheva
Melnikov Permafrost Institute SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Mikhail Nikolaevich Zheleznyak
Melnikov Permafrost Institute SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Anatoliy Ruslanovich Kirillin
Melnikov Permafrost Institute SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Aleksandr Nikolaevich Fedorov
International Center BEST, North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov
Russian Federation
Russian Federation
References
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.
Review
For citations:
Kalinicheva S.V., Zheleznyak M.N., Kirillin A.R., Fedorov A.N. Identification and Mapping of Permafrost Using Satellite Images (on the Example of the Elkon Mountain in Southern Yakutia). Arctic and Subarctic Natural Resources. 2017;22(3). (In Russ.)
Views:
17
Email this article 