Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2026. Т. 23. № 5. С. 258-270
Расчёт тепловых аномалий по данным Landsat на территории разработки месторождения алмазов им. Гриба (Архангельская область)
Е.В. Полякова 1 , А.Л. Минеев 1 , Ю.Г. Кутинов 1 , З.Б. Чистова 1 , И.Н. Болотова 1 1 Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова УрО РАН, Архангельск, Россия
Одобрена к печати: 13.07.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-5-258-270
Представлена методика расчёта тепловых аномалий на основе данных спутников Landsat с применением статистического метода стандартной оценки (англ. Z-Score) на территории разработки месторождения алмазов им. Гриба. Данный метод показывает, на сколько стандартных отклонений температура в данном пикселе смещается от среднего фонового значения, что позволяет перевести абсолютные значения температуры в универсальную шкалу статистической значимости. В результате обработки многолетних данных (2014–2023) выявлено, что устойчивые максимальные положительные тепловые аномалии пространственно приурочены к контуру самого карьера месторождения алмазов им. Гриба. Средние показатели характеризуют общий уровень теплового воздействия на всю буферную зону, а минимальные значения соответствуют наименее нагретым участкам, которые в отдельные годы могут демонстрировать отрицательные значения, что, вероятнее всего, связано с локальными особенностями снежного покрова и затенением рельефа. Таким образом, анализ данных о температуре земной поверхности подтвердил наличие устойчивых тепловых аномалий, связанных не только с естественными (природными) причинами, но и с горнодобывающей деятельностью. Предложенный в статье подход выделения статистически значимых тепловых аномалий методом стандартной Z-оценки (Z > 2) в сочетании с данными дистанционного зондирования (LST (англ. Land Surface Temperature) Landsat) может быть применён в качестве экспресс-метода оценки теплового режима других месторождений Архангельской алмазоносной провинции. Перспективным представляется совместный анализ спутниковых тепловых аномалий с наземными измерениями конвективного теплового потока и данными о выделении радона. Это позволит уточнить вклад эндогенных процессов в формирование температурного поля и повысить достоверность мониторинга геодинамической безопасности горнодобывающих районов Арктической зоны РФ.
Ключевые слова: тепловые аномалии, Landsat, конвективный тепловой поток, метод Z-Score, месторождение алмазов, Архангельская область
Полный текстСписок литературы:
- Беляев А. И., Коровин Г. Н., Лупян Е. А. Использование спутниковых данных в системе дистанционного мониторинга лесных пожаров МПР РФ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2005. Вып. 2. Т. 1. С. 20–29.
- Березовский В. З., Губайдуллин М. Г., Егоркин А. В., Койфман Л. И., Кореневич К. А. Комплексная плотностная модель земной коры Архангельской области // Строение литосферы Балтийского щита. М.: Изд-во РАН, 1993. С. 109–116.
- Бондур В. Г., Воронова О. С. Аномалии тепловых полей, выявленные по космическим данным, при подготовке и протекании сильных землетрясений в районе Байкальской рифтовой зоны в 2008–2022 гг. // Исслед. Земли из космоса. 2023. № 6. С. 3–19. DOI: 10.31857/S0205961423060027.
- Гаранин В. К., Вержак В. В., Гаранин К. В. Проблемы поиска алмазных месторождений на территории Зимнего берега Архангельской алмазоносной провинции и пути решения // Изв. высш. учеб. заведений. Геология и разведка. 2007. № 6. С. 42–48.
- Горный В. И., Теплякова Т. Е. О влиянии эндогенного тепла земли на формирование в бореальной зоне локальных ареалов неморальной растительности // Докл. Акад. наук. 2001. Т. 378. № 5. С. 679–680.
- Горный В. И., Шилин Б. В., Ясинский Г. И. Тепловая аэрокосмическая съемка. М.: Изд-во «Недра», 1993. 220 с.
- Горный В. И., Селезнев Г. А., Тронин А. А. Применение тепловой космической съемки для поисков слаботермальных вод // Разведка и охрана недр. 2016. № 1. С. 49–56.
- Горный В. И., Киселев А. В., Крицук С. Г. и др. Спутниковое картирование тепловой реакции подстилающей поверхности Северной Евразии на изменение климата // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 155–164. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-155-164.
- Горный В. И., Крицук С. Г., Латыпов И. Ш. и др. Спутниковое картирование риска перегрева городского воздуха (на примере г. Хельсинки, Финляндия) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 23–34. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-3-23-34.
- Грищенко М. Ю., Устюхина А. В. Дешифрирование и картографирование проявлений вулканической и поствулканической активности по тепловым космическим снимкам высокого пространственного разрешения // Геодезия и картография. 2019. Т. 80. № 11. С. 56–64. DOI: 10.22389/0016-7126-2019-953-11-56-64.
- Гурулев А. А., Замана Л. В., Куклин А. П., Казанцев В. А. Выявление термальных источников с использованием космических методов исследований // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 2. С. 131–140. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-2-131-140.
- Иванова А. А., Балдина Е. А. Исследование и картографирование теплового воздействия объектов железнодорожных транспортных узлов на окружающую среду по данным дистанционного зондирования // Материалы Международ. конф. «ИнтерКарто. ИнтерГИС». 2018. Т. 24(2). С. 27–39. DOI: 10.24057/2414-9179-2018-2-24-27-39.
- Киселев Г. П., Яковлев Е. Ю., Дружинин С. В. Неравновесный уран в околотрубочном пространстве кимберлитовых тел Золотицкого поля Архангельской алмазоносной провинции // Успехи современного естествознания. 2016. № 9. С. 117–125.
- Корниенко С. Г. Использование тепловых снимков со спутника Landsat 7 при картографировании тундровых ландшафтов на примере участка газопровода «Бованенково – Байдарацкая губа» // Актуальные проблемы нефти и газа. 2020. Вып. 3. № 30. С. 51–63. DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2020-30.art6.
- Курлов А. В., Квасов Р. С., Ахметова Д. Р., Юрченко Д. А., Белова П. В., Егорова П. Г. Оценка температуры по спутниковым данным на наличие тепловых аномалий в Омске, Перми и Ставрополе // Изв. ин-та инженерной физики. 2025. № 2(76). С. 63–68.
- Кутинов Ю. Г. Экогеодинамика Арктического сегмента земной коры. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 388 с.
- Кутинов Ю. Г., Чистова З. Б. Иерархический ряд проявлений щелочно-ультраосновного магматизма Архангельской алмазоносной провинции. Их отражение в геолого-геофизических материалах. Архангельск: Правда Севера, 2004. 283 с.
- Кутинов Ю. Г., Чистова З. Б., Неверов Н. А. Новые данные о влиянии тектонических узлов на состояние окружающей среды на севере Русской плиты // Вестн. Московского ун-та. Сер. 5. География. 2020. № 5. С. 12–24.
- Кутинов Ю. Г., Чистова З. Б., Минеев А. Л. и др. Результаты мониторинговых исследований процессов межгеосферного взаимодействия в тектонических узлах севера Русской плиты // Динамические процессы в геосферах. 2022. Т. 14. № 2. С. 10–24. DOI: 10.26006/29490995_2022_14_2_10.
- Лупян Е. А., Стыценко Ф. В., Сенько К. С. и др. Оценка площадей пожаров на основе детектирования активного горения с использованием данных шестой коллекции приборов MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 178–192. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-4-178-192.
- Мамаш Е. А., Пестунов И. А., Синявский Ю. Н. Анализ закономерностей в распределении температурных полей крупных промышленных городов Сибири по данным Landsat-8 // Вычисл. технологии. 2022. Т. 27. № 3. С. 95–111. DOI: 10.25743/ICT.2022.27.3.008.
- Медведева М. А., Иткин В. Ю., Сирин А. А. Анализ показателей температурных аномалий для выявления торфяных пожаров // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 6. С. 92–116. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-6-92-116.
- Пенделяк Р. Н., Веричев Е. М., Головин Н. Н. Месторождение им. В. Гриба: геологическое строение и алмазоносность // Горный журн. 2014. № 3. С. 16–21.
- Стручкова Г. П., Крупнова Т. Г., Ракова О. В. и др. Определение тепловых аномалий г. Якутск по результатам дешифрирования спутниковых данных // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. 2023. Т. 28(3). С. 415–424. DOI: 10.31242/2618-9712-2023-28-3-415-424.
- Тронин А. А. Возможность применения космической тепловой съемки для исследования землетрясений // Исслед. Земли из космоса. 2005. № 4. С. 86–96.
- Фазылов И. Р., Гендлер С. Г., Прохорова Е. А. Особенности тепловых расчетов горных выработок в условиях искусственных температурных аномалий // Горный информационно-аналит. бюл. 2026. № 2. С. 86–100.
- Хуторской М. Д. Введение в геотермию. М.: РУДН, 1996. 117 с.
- Юдахин Ф. Н., Капустян Н. К., Шахова Е. В. Исследования активности платформенных территорий с использованием микросейсм. Екатеринбург: УрО РАН, 2008. 128 с.
- Coppola D., Laiolo M., Cigolini C. et al. Thermal remote sensing for global volcano monitoring: Experiences from the MIROVA system // Frontiers in Earth Science. 2019. V. 7. Article 362. 21 p. DOI: 10.3389/feart.2019.00362.
- Gorny V. I., Kritsuk S. G., Latypov I. Sh. et al. Estimating the heat losses of nuclear power stations from space-based thermal imaging data // J. Optical Technology. 1999. V. 66(8). P. 676–681. DOI: 10.1364/jot.66.000676.
- Kato S., Yamaguchi Y. Analysis of urban heat-island effect using ASTER and ETM+ Data: Separation of anthropogenic heat discharge and natural heat radiation from sensible heat flux // Remote Sensing of Environment. 2005. V. 99(1–2). P. 44–54. DOI: 10.1016/j.rse.2005.04.026.
- Li Z.-L., Tang B.-H., Wu H. et al. Satellite-derived land surface temperature: Current status and perspectives // Remote Sensing of Environment. 2013. V. 131. P. 14–37. DOI: 10.1016/j.rse.2012.12.008.
- 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(4). P. 467–483. DOI: 10.1016/j.rse.2003.11.005.
- Zhao J., Yu L., Xu Y. et al. Exploring the addition of Landsat 8 thermal band in land-cover mapping // Intern. J. Remote Sensing. 2019. V. 40(12). P. 4544–4559. DOI: 10.1080/01431161.2019.1569281.