Использование данных Landsat для дешифрирования антропогенных структур почвенного покрова Московской области

Во многих регионах антропогенно нарушенные почвы занимают значительные площади. Кроме почв, нарушенных при ведении сельского и лесного хозяйств за последние десятилетия в пригородных зонах большинства городов России, значительно увеличились площади почв, нарушенных в результате застройки. В процессе строительства зданий и подвода коммуникаций и дорог почвенный покров претерпевает существенные изменения. Во многих случаях почвы целиком уничтожаются или запечатываются, а в большинстве – уничтожается верхняя, наиболее плодородная и экологически значимая часть почв. Почвы, окружающие здания, дороги и промышленные объекты, также подвергаются изменению в результате загрязнения, захламления, создания клумб, газонов, огородов и садов. Такие почвы в структуре почвенного покрова густонаселенных районов местами уже занимают более 15% (Савин, 2013; Жоголев и др., 2014) и, в соответствии с традиционными методами составления почвенных карт, должны отражаться на почвенных картах (Составление областных…, 1990). В качестве источника информации для картографирования таких почв в региональном масштабе оптимальным выглядит использование данных дистанционного зондирования Landsat (http://glovis.usgs.gov/).
В настоящем исследовании описан подход к дешифрированию преобладающих антропогенно нарушенных структур почвенного покрова (СПП) с использованием спутниковых снимков среднего пространственного разрешения Landsat. В качестве объекта исследования была выбрана Московская область, в которой большие пространства заняты различными антропогенно нарушенными почвами. По космическим снимкам Landsat с привлечением топографических карт и снимков высокого пространственного разрешения Quickbird были визуально отдешефрированы границы выделов почв, нарушенных в результате застройки, промышленных разработок, лесного и сельского хозяйств. Для полученных выделов по данным Landsat вычислялись площади, определялись доли запечатанных и залесённых почв, рассчитывались средние и суммы модулей градиентов яркости пикселей. Далее для почв, нарушенных в результате застройки, проводилась кластеризация выделов по полученным характеристикам методом k-средних на 4 класса.
Полученным классам были присвоены следующие типы структур почвенного покрова: 1 - мозаики с преобладанием экранозёмов и меньшими площадями индустризёмов и урбанозёмов; 2 - мозаики экранозёмов, урбанозёмов и индустризёмов; 3 - мозаики с преобладанием агротрансформированных почв и меньшими площадями экранозёмов и урбанозёмов; 4 - мозаики с преобладанием природных почв и меньшими площадями экранозёмов. Площади разных типов СПП оказались близкими для 1, 2 и 3 классов, а площадь 4 класса оказалась значительно меньшей.
Для использования предложенного подхода при региональном картографировании и мониторинге антропогенно нарушенных почв целесообразно использовать больше характеристик выделов на основе данных Landsat для более детального выделения различных СПП, а также разработать способ автоматизированного разбиения крупных почвенных выделов на более мелкие.