Исследование вероятностных закономерностей пространственного развития морфологических структур по материалам космических съемок (на примере полигонально-жильных льдов)

Актуальность исследования обусловлена широким распространением полигонально-жильных структур в пределах криолитозоны, которая в настоящее время претерпевает значительные изменения в связи с изменением климата. Механизм и формирование полигонально-жильных льдов изучались многими авторами, в том числе уделялось большое внимание морфометрическому анализу сетей (Lousada M.F., Kessler M.A., Панченко Е.Г., Станиловская Ю.В. и др.), однако вероятностные закономерности пространственного строения сетей изучены недостаточно.
Целью исследования являлось определение вероятностных закономерностей морфологических структур участков с развитием полигонально-жильных льдов. В пространственном отношении полигонально-жильные льды имеют различный геометрический рисунок, сформированный под воздействием комплекса факторов, данное исследование посвящено закономерностям неортогональных сетей, в которых нет преобладающих направлений.
Для исследования было выбрано десять морфологически однородных ключевых участков, находящихся в разных физико-географических условиях. Выбранные участки расположены преимущественно в заболоченных хасыреях и долинах рек.
По космическим снимкам высокого разрешения (WV-2, WV-3, 1.2 м/пикс) были оцифрованы основные элементы сети: отрезки, узлы соединений, полигоны, посчитаны длины и углы ориентировки отрезков. Затем полученные выборки сопоставлялись с различными теоретическими функциями распределения для оценки согласия теоретического и эмпирического распределения по критерию Пирсона. Выборки сопоставлялись с равномерным, нормальным, логнормальным, экспоненциальным распределениями и гамма-распределением. Число центров полигонов и узлов сети сопоставлялись с распределением Пуассона.
Результаты исследования выявили следующие статистические закономерности, которые выполнялись на каждом участке при достаточно больших объемах выборок (207-1478):
• распределения площадей полигонов соответствуют логнормальным распределениям, что может быть объяснено схемой многократного последовательного деления полигонов на все более мелкие полигоны в независимом друг от друга соотношении;
• распределения длин отрезков соответствуют в подавляющем большинстве случаев гамма-распределениям; причины требуют дальнейшего анализа,
• распределения углов ориентировки отрезков сети соответствуют в подавляющем большинстве случаев равномерным распределениям, что предварительно объясняется изотропными условиями развития сети на этих участках.
Хотя вид распределений оставался постоянным, значения параметров распределений варьировали от участка к участку в связи с изменениями состава отложений и геокриологических условий.
Анализ выборок числа узлов сетки и центров полигонов на случайно выбранной площадке показал, что распределения статистически значимо отличаются от распределения Пуассона, что показывает, что возникновение узлов не может рассматриваться как случайное и независимое