Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 5. С. 110-119
Выявление изменений влажности тундрового почвенно-растительного покрова по данным мультиспектральной космической съёмки (на примере территории строительства завода по сжижению природного газа на полуострове Ямал)
1 Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 23.08.2018
DOI: 10.21046/2070-7401-2018-15-5-110-119
Актуальность разработки методов крупномасштабного картографирования участков изменения влажности тундрового почвенно-растительного покрова по данным дистанционного зондирования Земли обусловлена необходимостью прогнозирования развития опасных геокриологических процессов вблизи объектов нефтегазового комплекса в криолитозоне. В работе приведены основные положения методики многопараметрического анализа разномасштабных данных космической съёмки для характеристики аномальных изменений влажности тундрового почвенно-растительного покрова. Исследования проводились на территории строительства завода по сжижению природного газа на полуострове Ямал с использованием данных спутников Landsat-8, Ikonos и Planet Scope 2013 и 2017 гг. съёмки. Определены эмпирические зависимости, характеризующие изменения нормализованных дифференциальных индексов растительности (NDVI) и влажности (NDWI), а также коэффициентов отражения в красной и ближней инфракрасной области спектра как функций вариаций температуры поверхности (LST). Выявление участков изменения влажности покрова проводилось по рассчитанным на основе данных спутника Landsat-8 изменениям параметров LST, NDWI и температурно-вегетационному индексу (TVX). Обоснована возможность оценки изменений влажности почвенно-растительного покрова по изменениям индекса NDVI, а также коэффициентов отражения в красной и ближней инфракрасной области, рассчитанных по данным космической съёмки сверхвысокого пространственного разрешения. Показано, что применяемый метод многопараметрического анализа данных космической съёмки позволяет повысить достоверность выявления изменений влажности тундрового почвенно-растительного покрова за счёт снижения влияния случайных факторов.
Ключевые слова: влажность, дистанционное зондирование Земли, коэффициенты отражения, почвенно-растительный покров, спектральные индексы, тундра
Полный текстСписок литературы:
- Балтабаев Ш. Г., Серебряков Е. П., Лебедев М. С., Лебедева Е. Т. Геотехнический мониторинг Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения в условиях сплошного распространения многолетнемерзлых грунтов // Инженерные изыскания. 2015. № 1. С. 64–69.
- Корниенко С. Г. (2017а) Вариации коэффициентов отражения в красной, ближней инфракрасной области спектра и индекса NDVI образцов тундровой растительности в зависимости от влажности субстратов // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 225–234.
- Корниенко С. Г. (2017б) Изучение трансформаций тундрового напочвенного покрова на участках пирогенного поражения по данным спутников Landsat // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 1. С. 93–104.
- Кринов Е. Л. Спектральная отражательная способность природных образований. М.: Изд-во АН СССР, 1947. 271 с.
- Ловчук В. В., Никитина Н. Ф., Кондратенко С. Е., Кондратьева Т. А. Отчет по инженерно-геологической съемке Южно-Тамбейской структуры м-ба 1:50 000 на площади 1005 км2 в 1981–1984 гг. В 2-х т. Т. 1. Тюмень, 1984. 293 с.
- Пендин В. В., Ганова С. Д. Геоэкологический мониторинг территорий расположения объектов транспорта газа в криолитозоне. М.: ОАО «ПНИИИС», 2009. 236 с.
- Gao B. NDWI ― A normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space // Remote Sensing of Environment. 1996. V. 58. P. 257–266.
- Laidler G. J., Treitz P. M., Atkinson D. M. Remote Sensing of Arctic Vegetation: Relations between the NDVI, Spatial Resolution and Vegetation Cover on Boothia Peninsula, Nunavut // Arctic. 2008. V. 61. No. 1. P. 1–13.
- Lambın E. F., Ehrlich D. Combining vegetation indices and surface temperature for land-cover mapping at broad spatial scales // Intern. J. Remote Sensing. 1995. V. 16. No. 3. P. 573–579.
- Quemada M., Daughtry C. S. T. Spectral Indices to Improve Crop Residue Cover Estimation under Varying Moisture Conditions // Remote Sensing. 2016. V. 8(8). No. 660. 20 p.
- Van de Griend A. A., Owe M. On the relationship between thermal emissivity and the normalized different vegetation index for natural surfaces // Intern. J. Remote Sensing. 1993. V. 14. No. 6. P. 1119–1131.
- Weng Q., Lu D., Schubring J. Estimation of land surface temperature-vegetation abundance relationship for urban heat island studies // Remote Sensing of Environment. 2004. V. 89. P. 467–483.