Верификация крупномасштабных карт термодинамического индекса нарушенности экосистем

Для интегральной оценки накопленного антропогенного воздействия на экосистемы нами была теоретически обоснована и реализована методика построения карт термодинамического индекса нарушенности экосистем (ТИНЭ) по материалам многократной многоспектральной и тепловой космической съемок спутниками серии NOAA(AVHRR) и Terra/Aqua(MODIS). Методика основана на феномене снижения скорости испарения влаги с поверхности нарушенных экосистем, сопровождающемся понижением эффективности поглощения солнечной радиации растительностью. Предыдущими исследованиями было продемонстрировано, что ТИНЭ является вдвое более чувствительной характеристикой нарушенности экосистем, чем вегетационный индекс.
Недостатком полученных карт ТИНЭ является их низкое геометрическое разрешение на местности (~ 1х1 км), что затрудняет проведение их наземной верификации на количественном (измерительном уровне) и, соответственно, не позволяет решать многие практические задачи охраны окружающей среды. Поэтому нами сделана попытка повысить геометрическое разрешение на местности карт ТИНЭ за счет использования в комплексных материалов, полученных спутниками Terra/Aqua(MODIS) и Landsat TM. При этом, для расчета эксергии поглощенной растительностью солнечной радиации использовались материалы, спутника Landsat TM, полученные в видимом и ближнем-инфракрасном диапазонах спектра электромагнитных волн (геометрическое разрешение на местности 30 м). А карта скорости испарения влаги с поверхности строилась по материалам многократной тепловой космической съемки спутниками Terra/Aqua(MODIS), в комплект которых были включены результаты дневной тепловой съемки, полученные спутником Landsat TM (геометрическое разрешение на местности 120 м). При этом, альбедо поверхности экосистем, необходимое для расчета скорости испарения, строилось по материалам съемки спутником Landsat TM (геометрическое разрешение на местности 30 м). В результате построенные карты ТИНЭ отличаются значительно лучшим геометрическим разрешением на местности (~ не хуже 150-200 м), чем при использовании только материалов, полученных со спутников Terra/Aqua(MODIS).
Получение детальных карт ТИНЭ позволило приступить к их количественной верификации. Для этого в Ленинградской области были выбраны два тестовых участка. Первый участок занят ненарушенными экосистемами особо охраняемой территория в Финском заливе - заказник «Березовые острова (хозяйственная деятельность прекращена в начале 60-х годов прошлого века). Второй участок - примыкающее к первому побережье вокруг нового нефтеналивного порта у г. Приморск (Карельский перешеек). На эти же территории, по стандартной методике, разработанной в БИН РАН, были построены карты нарушенности экосистем масштаба 1:50 000. Количественное сравнение карт ТИНЭ с картами нарушенности экосистем, полученными в результате наземных работ, показали их высокую корреляцию. Это, с одной стороны, открыло возможность практического применения карт ТИНЭ для решения задач охраны окружающей среды. С другой стороны, это позволяет сформулировать технические характеристики съемочной системы космического базирования, направленной для решения широкого круга задач экологической безопасности, лесного, сельского хозяйств, мониторинга биоопасностей.