Изучение показателей состава и свойств грунтов по данным гиперспектральной спутниковой съемки

Задачи, связанные с изучением инженерно-геологических условий вдоль существующих и проектируемых линейных объектов, диктуют необходимость в поиске новых способов оперативной оценки показателей состава и свойств грунтов. Гиперспектральная съемка представляет интерес как инструмент для выявления проблемных участков вдоль трасс и наблюдения за их динамикой, а также в качестве вспомогательной информации для диагностики причин их деформаций. Целью исследования было создание методики площадной оценки показателей состава приповерхностных грунтов на основе полевых, лабораторных исследований и данных гиперспектральной космической съемки.
По лабораторным определениям 47 образцов грунтов, отобранных с глубины 0.2-0.3м на опытном участке автомобильной дороги Амур (288-308 км), были рассчитаны попарные корреляции для спектральной яркости по данным гиперспектрального сенсора ASI PRISMA и показателей грунтов по ГОСТ-25100: естественной влажности, влажности на границе раскатывания, влажности на границе текучести, числа пластичности, показателя консистенции, плотности твердой фазы грунтов, а также содержания глинистых, пылеватых, песчаных и крупнообломочных фракций.
На примере рассматриваемой выборки установлено, что корреляционные связи между показателями состава грунтов и их спектральной отражательной способностью проявляются для показателей влажности (линейный коэффициент корреляции до 0.54) и для содержания глинистых (до -0.45) и пылеватых частиц (до 0.45). Были установлены специфические диапазоны длин волн, в которых проявляются наиболее тесные корреляционные связи спектральной яркости исследуемыми показателями. На основании корреляционных связей и регрессионного анализа полученных данных предлагаются способы расчета спектральных индексов – влажности, содержания глинистых частиц и показателя консистенции глинистых грунтов.
Работа выполнена при поддержке Программы развития МГУ, проект № 24-Ш05-07 на тему «Исследование потенциала природных ресурсов и новых форматов отношений между Россией и странами Азии и Африки: моделирование экономического, политического и культурного сотрудничества»