Использование данных Landsat при изучении пирогенной трансформации ландшафтов Центрального Казахстана (Пирогенная метка суббореальных пустынь Евразии)

Полупустынные ландшафты Центрального Казахстана регулярно подвергаются воздействию пожаров. Среди причин их возникновения можно выделить как природные, так и антропогенные факторы. Особый интерес вызывают территории районов падения отделяющихся частей ракет-носителей, где падающие ступени и другие части ракеты также могут вызвать достаточно крупные пожары при благоприятных для этого метеорологических условиях и состоянии растительного покрова.
Нами было проведено ретроспективное исследование крупных пожаров на территории двух районов падения с использованием данных серии Landsat. При изучении сцен с 1986 по 2020 гг. были отмечены крупные пожары в 2006 и в 2017 годах. Их возникновению способствовало сочетание высоких температур, низкой влажности и отсутствие выпаса, приводящего к образованию значительного слоя сухой растительности, которая накопилась с момента последнего пожара.
В ходе изучения опыта автоматизированного выделения пирогенно-трансформированных ландшафтов было выяснено, что большинство работ и разработанных индексов было посвящено лесной и средиземноморской природной зоне со значительной долей древесной и кустарниковой растительности. Работ, посвященных аридным территориям, оказалось достаточно мало. Нами были опробованы различные индексы гари (NBR, NBR2, GEMI3, BAI, MIRBI, NBRT1), а также вегетационные индексы (SAVI, MSAVI, MSAVI2, MTVI2) для сцен, соответствующих различным сезонам съёмки.
В результате было выяснено, что наилучший результат даёт разностный индекс NBR2 для двух майских сцен в год пожара и в год после пожара. Лучшим способом автоматизированного извлечения контуров пирогенно-трансформированных ландшафтов стала сегментация изображения и классификация его значений по методу естественных интервалов. Кластеризация и классификация с обучением не дали удовлетворительный результат из-за сложной структуры гари. Точность выделения контуров в значительной степени зависит от состояния растительного покрова до пожара – в частности, по изображениям становятся заметны следы гари многолетней давности (вплоть до 20 лет).