Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 246-260
Изучение динамики термокарстовых озёр в районе Ямбургского месторождения по данным спутников Landsat
1 Институт проблем нефти и газа РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 06.09.2023
DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-246-260
На основе данных спутников Landsat за период с 1988 по 2019 г. охарактеризованы доминирующие тенденции изменения суммарной площади водоёмов (СПВ) на участках более ранней (с 1984 г.) и более поздней (после 1988 г.) разработки Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения (Тазовский п-ов), расположенного в тундровой зоне со сплошным распространением многолетнемёрзлых пород. Для выделения водоёмов, представленных преимущественно термокарстовыми озёрами, использовался индекс MNDWI (англ. Modified Normalized Difference Water Index). Анализ проводился на основе параметра, характеризующего отношение СПВ на участках техногенной нагрузки к СПВ фоновой (без технических объектов) области, что позволяет существенно повысить чувствительность мультивременного анализа изменений СПВ, связанных с возможным антропогенным воздействием за счёт снижения влияния межгодовых различий количества осадков и климатических изменений. На участке более длительной разработки и более плотного размещения технических объектов выявлены значимые тренды, характеризующие сокращение СПВ на 19,3 % (дренирования озёр), что может быть связано с активизаций процессов эрозии, техногенного оврагообразования, изменений условий поверхностного стока при строительстве объектов, а также с формированием локального микроклимата. На участке более позднего освоения и меньшей плотности размещения объектов тренд сокращения СПВ на 7,0 % незначим и соизмерим с изменениями площади водоёмов фоновой области, характеризующими погрешность методики. Поскольку динамика термокарстовых озёр считается одним из индикаторов геокриологических условий, предлагаемая методика анализа изменений СПВ может быть использована при изучении изменений состояния мерзлоты, в том числе связанных с влиянием антропогенных факторов.
Ключевые слова: антропогенное воздействие, дистанционное зондирование, криогенные ландшафты, суммарная площадь водоёмов, термокарстовые озёра, доминирующие тренды, тундра, Ямбургское месторождение
Полный текстСписок литературы:
- Васильев Ю. В., Иноземцев Д. П., Волков О. В., Семенов С. С. Анализ и интерпретация результатов маркшейдерско-геодезических наблюдений на геодинамическом полигоне Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения // Маркшейдерский вестн. 2022. № 3(148). С. 61–71.
- Горелик Я. Б., Солдатов П. В., Селезнев А. А. Инженерно-геокриологические условия Ямбургского газоконденсатного месторождения и динамика состояния кустовых площадок эксплуатационных скважин // Криосфера Земли. 2015. Т. 19. № 1. С. 58–69.
- Елсаков В. В., Марущак И. О. Межгодовые изменения термокарстовых озер северо-востока европейской России // Исслед. Земли из космоса. 2011. № 5. С. 45–57.
- Корниенко С. Г. Анализ погрешностей при оценке изменений площади водоемов по данным космической съемки (на примере термокарстовых озер полуострова Ямал) // Водные ресурсы. 2016. Т. 43. № 6. С. 595–607. DOI: 10.7868/S0321059616060031.
- Кравцова В. И., Родионова Т. В. Исследование динамики площади и количества термокарстовых озер в различных районах криолитозоны России по космическим снимкам // Криосфера Земли. 2016. Т. 20. № 1. С. 81–89.
- Кузин И. Л. Геоморфологические уровни севера Западной Сибири // Геология и нефтегазоносность севера Западной Сибири: Тр. ВНИГРИ. 1963. Вып. 225. С. 330–339.
- Московченко Д. В., Арефьев С. П., Глазунов В. А., Тигеев А. А. Изменение состояния растительности и геокриологических условий Тазовского полуострова (восточная часть) за период 1988–2016 гг. // Криосфера Земли. 2017. Т. 21. № 6. С. 3–13.
- Павлунин В. Б., Быкова А. В., Лобастова С. А. Мониторинг техногенного оврагообразования на объектах добычи углеводородного сырья в условиях криолитозоны // Инженерные изыскания. 2015. № 3. С 60–68.
- Полищук Ю. М., Богданов А. Н., Брыксина Н. А. и др. Опыт и результаты дистанционного исследования озёр криолитозоны Западной Сибири по космическим снимкам различного разрешения за 50-летний период // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 6. С. 42–55. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-6-42-55.
- Пшеничников А. Е. Исследование динамики термокарстовых озер в различных районах криолитозоны России по космическим снимкам за первые два десятилетия XXI века // Геодезия и картография. 2021. № 7. С. 32–42. DOI: 10.22389/0016-7126-2021-973-7-32–42.
- Санников Г. С. Изменения морфометрических показателей термокарстовых озёр западного Ямала как индикатор динамики геологической среды и её реакции на техногенное воздействие (на примере Бованенковского месторождения): дис. … канд. геол.-мин. наук. Тюмень, 2016. 144 с.
- Тарасенко Т. В. Межгодовая изменчивость площадей термокарстовых озер на территории центральной Якутии // Водные ресурсы. 2013. Т. 40. № 2. С. 130–139. DOI: 10.7868/S0321059613010100.
- Bolshanik P. V., Mukhamedyanov T. I. Transformation of the relief of territories of development of gas mining deposits of the Taza peninsula // Environmental Dynamics and Global Climate Change. 2019. V. 10. No. 1. P. 16–27. DOI: 10.17816/edgcc10454.
- Carroll M. L., Loboda T. V. Multi-decadal surfacewater dynamics in North American tundra // Remote Sensing. 2017. V. 9. Article 497. DOI: 10.3390/rs9050497.
- Ding Z., Niu F., Li G. et al. The Outburst of a lake and its impacts on redistribution of surfacewater bodies in high-altitude permafrost region // Remote Sensing. 2022. V. 14. Article 2918. DOI: 10.3390/rs14122918.
- Mann H. B. Nonparametric tests against trend // Econometrica. 1945. V. 13. P. 245–259.
- Marcot B. G., Hanea A. M. What is an optimal value of k in k-fold cross-validation in discrete Bayesian network analysis? // Computational Statistics. 2021. V. 36. P. 2009–2031. DOI: 10.1007/s00180-020-00999-9.
- Nitze I., Grosse G., Jones B. M. et al. Landsat-based trend analysis of lake dynamics across Northern permafrost regions // Remote Sensing. 2017. V. 9. Article 640. DOI: 10.3390/rs9070640.
- Olthof I., Fraser R. H., Schmitt C. Landsat-based mapping of thermokarst lake dynamics on the Tuktoyaktuk Coastal Plain, Northwest territories, Canada since 1985 // Remote Sensing of Environment. 2015. V. 168. P. 194–204. DOI: 10.1016/j.rse.2015.07.001.
- Piralilou S. T., Einali G., Ghorbanzadeh O. et al. Google Earth Engine approach for wildfire susceptibility prediction fusion with remote sensing data of different spatial resolutions // Remote Sensing. 2022. V. 14. Article 672. DOI: 10.3390/rs14030672.
- Saruulzaya A., Ishikawa M., Jambaljav Y. Thermokarst Lake Changes in the Southern Fringe of Siberian Permafrost Region in Mongolia Using Corona, Landsat, and ALOS Satellite Imagery from 1962 to 2007 // Advances in Remote Sensing. 2016. No. 5. P. 215–231. DOI: 10.4236/ars.2016.54018.
- Tucker C. J. Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation // Remote Sensing of Environment. 1979. V. 8. P. 127–150. DOI: 10.1016/0034-4257(79)90013-0.
- Veremeeva A., Nitze I., Günther F. et al. Geomorphological and Climatic Drivers of Thermokarst Lake Area Increase Trend (1999–2018) in the Kolyma Lowland Yedoma Region, North-Eastern Siberia // Remote Sensing. 2021. V. 13. P. 178. DOI: 10.3390/rs13020178.
- Xu H. Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery // Intern. J. Remote Sensing. 2006. V. 27. No. 14. P. 3025–3033. DOI: 10.1080/01431160600589179.