Характеристика изменений влажности почвенно-растительного покрова в Арктической зоне по данным космической съемки сверхвысокого пространственного разрешения

Рассмотрены возможности использования космических снимков сверхвысокого пространственного разрешения (КСВР)для прогнозирования развития опасных геокриологических процессов (ОГП, термокарст, термоэрозия, подтопление, заболачивание, морозное пучение и др.), обусловленных изменением влажности грунтов и условий поверхностного стока в районах строительства объектов нефтегазового комплекса в Арктической зоне. Актуальность исследований обусловлена необходимостью создания нормативно-методической базы для проведения геоэкологического и геотехнического мониторинга на основе обновляемых данных космической съемки, обеспечивающих тематическое картографирование в масштабе 1:5 000 – 1:10 000.
Оценка информативности спектральных каналов, спектральных индексов и алгоритмов обработки спутниковых данных проводилась на примере территории строительства завода по сжижению природного газа и объектов инфраструктуры на Южно-Тамбейском газоконденсатном месторождении в районе поселка Сабетта (восточный берег полуострова Ямал). Для характеристики изменений тундрового ландшафта и гидрологических условий после строительства объектов использовались панхроматические и мультиспектральные КСВР со спутников QuickBird (июль 2003 г.) и Ikonos (июль 2013 г.). Подготовка исходных данных включала комплексную коррекцию изображений, позволяющую минимизировать погрешности, связанные с различиями пропускания атмосферы, фенологических фаз, калибровочных характеристик и фонового содержания влаги в почвенно-растительном покрове (ПРП).
Анализ КСВР показал, что в данном районе оценка изменений влажности ПРП наиболее эффективно может быть проведена на основе комплексной интерпретации значений спектральной яркости в ближней инфракрасной области и индекса NDVI. В районе взлетно-посадочной полосы были выявлены участки образования новых водоемов, подтоплений, повышения влажности и дренирования грунтов, произошедших в результате нарушений условий поверхностного стока при строительстве. На данный район с использованием этих же КСВР были построены карты геокриологических условий. Комплексный анализ геокриологических карт, карт изменения гидрологического состояния и влажности ПРП позволяет выявить участки вероятного развития ОГП, а также выработать рекомендации по проведению адресных инженерно-геологических мероприятий для снижения рисков возникновения аварийный ситуаций.
В целом, полученные результаты свидетельствует о возможности использования КСВР для крупномасштабного картографирования вариаций влажности ПРП на участках строительства и эксплуатации объектов нефтегазового комплекса, включая промысловые и магистральные трубопроводы в Арктической зоне.
Работа выполнена в рамках проекта «Экологическая и промышленная безопасность при освоении нефтегазовых ресурсов Арктики» программы Президиума РАН «Поисковые и фундаментальные научные исследования в интересах развития Арктической зоны РФ».