Динамика взвешенного вещества и изменения береговой линии в районе Бакальской косы по спутниковым данным

Прибрежные районы морей являются важной частью водной экосистемы, т.к. связаны со многими видами деятельности человека: навигацией, рыбным промыслом, рекреацией. Значительные природные и антропогенные нагрузки на прибрежные зоны являются причиной стремительно протекающих в них процессов, приводящих к ухудшению качества вод, исчезновению морской флоры и фауны, эрозии береговой линии, переносу и переотложению донного материала.
Одним из таких быстроизменяющихся прибрежных районов является Бакальская коса. В данном районе получение контактных измерений в настоящее время не представляется возможным, в то время как спутниковые данные позволяют провести анализ процессов на выбранных временных и пространственных масштабах.
Цель данной работы разработать автоматический алгоритм выделения береговой линии по спутниковым данным высокого разрешения Landsat-8,9 и Sentinel-2 и оценить изменение береговой линии в районе Бакальской косы под влиянием ветрового воздействия.
Для анализа изменчивости положения береговой линии использовался массив данных о яркости восходящего излучения со спутника Landsat-8,9, Sentinel-2 (пространственное разрешение 30 м и 10 м, соответственно) и сканера MODIS (пространственное разрешение 1 км) за период 2013 – 2024 гг. Данные сканера MODIS использовались для количественной оценки концентрации взвешенного вещества.
Для выделения береговой зоны и изучения изменения береговой линии использовался ближний ИК канал (Near Infrared, NIR). Излучение инфракрасного участка спектра поглощается полностью в тонком поверхностном слое моря, не проникая в глубину, что дает резкий контраст между морем и сушей и тем самым позволяет выделить границу между ними. Для разделения суши от воды определялось пороговое значение, равное для большинства снимков со спутника Landsat 0,07 и 0,15 - для снимков Sentinel-2. На основе последовательных снимков были выделены пикселы соответствующие границе суши.
Таким образом, был разработан автоматический алгоритм выделения береговой линии по спутниковым снимкам Landsat 8,9 и Sentinel-2. Проведен анализ изменения береговой линии по более чем 150 безоблачным снимкам исследуемого района с 2013 по 2024 гг. Отмечено максимальное изменение формы острова, бывшей дистальной части Бакальской косы и некоторое его смещение на восток.
Дана оценка влияния различных штормовых ветров на перераспределение взвешенных веществ в Каркинитском заливе и вблизи берегов Бакальской косы.
Работа выполнена по гос. заданию FNNN-2024-0012.