СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ДЕШИФРИРОВАНИЯ ЭКЗОГЕННЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ПОМОЩЬЮ АЭРО- И КОСМИЧЕСКОЙ СЪЕМОК НА ОСНОВЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (ПРИМЕНИТЕЛЬНО К МОНИТОРИНГУ ЛИНЕЙНЫХ СООРУЖЕНИЙ)

© 2021 г.  Орлов Т. В.^1,*,  Зверев А. В.¹, 
Бондарь В. В.¹  

¹ Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, Москва
*E-mail: tim.orlov@gmail.com

Поступила в редакцию 06.11.2020 г.

Для эффективного мониторинга опасных геологических процессов на территориях линейных сооружений наиболее распространенным методом наблюдения и анализа является использование данных дистанционного зондирования Земли. Широко применяются космическая и аэрофотосъемки для контроля опасных процессов, развивающихся во всех природных условиях территорий. Сравнительная оценка возможностей выявления экзогенных геологических процессов с помощью аэро- и космической съемок разного разрешения – ключевой этап при анализе качества и полноты информации на снимках. Оценка информации, в первую очередь, включает в себя проведение прямого сравнения параметров, таких как количество очагов, длина и площадь выявленных экзогенных геологических процессов (ЭГП), затем проводится сравнение долей ЭГП по количеству проявлений и линейным размерам. Сравнительный анализ изображений на выбранных репрезентативных участках, на которых отмечено наибольшее количество и разнообразие процессов, таких как подтопление–обводнение, подтопление–подпор, термоэрозия, эрозия, термокарст, зоны развития бугристых торфяников, показал существенные различия в полноте интерпретации информации. Дешифрирование космических снимков позволяет выделить до 85% проявлений ЭГП и практически в полном объеме выделяются условия их развития. При дешифрировании аэрофотоснимков наиболее точно определяются параметры длины и площади, выявляется гораздо больше очагов проявления опасных процессов, чем при дешифрировании космических снимков. Наиболее целесообразный способ мониторинга линейных сооружений – использование сочетания космических снимков и аэрофотосъемки разного разрешения.

Ключевые слова: космическая съемка, аэрофотосъемка, дешифрирование, мониторинг

DOI: 10.31857/S0869780921010082

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Антипов В.С. Волин К.А, Журавлев Е.А. Выявление карстовых и суффозионно-карстовых объектов по материалам космических съемок в центральной части Восточно-Европейской платформы // Вестник СПбГУ. Сер. 7. Геология. География. 2016. №. 4. С. 4-16.
2. Викторов А.С. Оценка динамических параметров экзогенных геологических процессов по материалам однократных аэрокосмических съемок // Геоэкология. 2014. № 2. С.
3. Викторов А.С., Георгиевский Б.В., Капралова В.Н., Орлов Т.В., Трапезникова О.Н., Зверев А.В. Опыт дистанционного мониторинга опасных геологических процессов по трассе трубопроводных систем (Восточная Сибирь) // Геоэкология. 2018. № 6. С.50-58.
4. Викторов А.С., Капралова В.Н., Архипова М.В. Моделирование развития морфологической структуры эрозионно-термокарстовых равнин с использованием материалов дистанционных съемок // Исследование Земли из космоса. 2019. № 2. С. 55-64.
5. Лихвидов А.А., Черномуров М.В., Гришин В.В. Методический аппарат тематического дешифрирования данных дистанционного зондирования Земли в коридоре магистральных газопроводов // Наука. Инновации. Технологии. 2013. №1. С. 124-129.
6. Методическое руководство по инженерно-геологической съемке масштаба 1:200000. М.: Недра, 1978. 393 с.
7. Методы дистанционного зондирования Земли при решении природоресурсных задач / Под ред. А.Ф. Морозова, А.В. Перцова. СПб: ВСЕГЕИ, 2004.
8. Николаев Г.Б., Илларионов В.А., Вайс К.Е. Применение дистанционных съемок при проектировании и строительстве линейных сооружений в условиях Европейского Севера // Вестник института геологии Коми НЦ УрО РАН. 2011. №11. С. 20-23.
9. Пупырев М.А. Дешифрирование и индикация современных экзогенных процессов в геокриологическом мониторинге криолитозоны // Вестник Тюменского государственного университета. 2013. №4. С. 67-75.
10. Пупырев М.А., Иванов О.Е. ГИС-анализ инженерно-геокриологических условий освоения западного Ямала на основе приемов ландшафтной индикации // Вестник Тюменского государственного университета. 2008. Т. 3. №2. С. 215-222.
11. Сатдаров А.З. Методы исследования регрессивного роста оврагов: достоинства и недостатки // Ученые записки Казанского университета. Сер. Естественные науки. 2016. Т. 158. № 2. С. 277-292.
12. Сергеев Д.О., Перльштейн Г.З., Хименков А.Н., Халилова Ю.В., Угаров А.Н. Аэровизуальные обследования для оценки опасности экзогенных геологических процессов на трассе магистрального нефтепровода (глава 13) // Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Безопасность средств хранения и транспорта энергоресурсов. Науч. рук. Махутов Н.А. М.: МГОФ "Знание". 2019. С. 295-309.
13. Слагода Е.А., Ермак А.А. Дешифрирование экзогенных процессов типичных тундр полуострова Ямал на примере территории района среднего течения реки Юрибей // Вестник Тюменского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2014. №4. С. 28-38.
14. Холодилов И.В. Комплексное картографирование эталонных зональных структур на основе анализа данных дистанционного зондирования // Вестник Тюменского государственного университета. 2009. №3. С. 29-35.
15. Якутин М.В., Пучнин А.Н. Мониторинг термокарстовых образований в центральной Якутии с использованием методов дистанционного зондирования // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2014. Т.4. № 2. С. 120-124.
16. Anna K. Liljedahl et al. Pan-Arcticice-wedge degradation in warming permafrost and its influence on tundra hydrology // Nature geoscience. 2016. P. 1-8.
17. Boike Julia, Yoshikawa Kenji. Mapping of Periglacial Geomorphology using Kite/ Balloon Aerial Photography // Permafrost and periglacial processes. 2003. V. 14. P. 81–85.
18. Britta A. Sannel K. and Ian A. Brown, Can. J. High-resolution remote sensing identification of thermokarst lake dynamics in a subarctic peat plateau complex // Remote Sensing. 2010. V. 36. № 1. P. S26–S40.
19. Eroglu H. et al. Using high resolution images and elevation data in classifying erosion risks of bare soil areas in the Hatila Valley Natural Protected Area, Turkey // Stoch Environ Risk Assesse. 2010. 24. P. 699-704.
20. Günther F. et al. Observing Muostakh disappear: permafrost thaw subsidence and erosion of a ground-ice-rich island in response to arctic summer warming and sea ice reduction // Cryosphere. 2015. №9. P. 151–178.
21. Kenneth M. Hinke et al. Methods to assess natural and anthropogenic thaw lake drainage on the western Arctic coastal plain of northern Alaska // Journal of Geophysical research. 2007. V. 11. F02S16.
22. Liu L., Schaefer K., et al. Seasonal thaw settlement at drained thermokarst lake basins, Arctic Alaska // Cryosphere. 2014. 8. P. 815–826.
23. Ulrich M., Grosse G., Jens Strauss J., Schirmeister L. Quantifying wedge-ice volumes in Yedoma and thermokarst basin deposits // Permafrost and periglacial processes. 2014. V. 25. N 3. P. 151-161
24. Victorov A.S., Orlov T.V., Kapralova V.N., Trapeznikova O.N., Sadkov S.A., Zverev A.V. Stochastic Modeling of Human-Induced Thermokarst and Natural Risk Assessment for Existing and Planned Engineering Structures // Natural Hazards and Risk Research in Russia. Svalova V. (eds). 2019. Springer, Cham. P. 219-239.