Составление карт тепловой структуры и тепловых аномалий территории города Ульяновска по разносезонным тепловым снимкам системы ETM+

В данной работе проводилось выявление пространственно-временной неоднородности интенсивности теплового излучения территории и определение объектов, существенно выделяющихся по интенсивности теплового излучения и вносящих большой вклад в формирование теплового поля местности. Данное исследование опирается на методику дешифрирования природно-территориальных комплексов на основе разновременных тепловых инфракрасных космических снимков [1].
Работа выполнена на примере города Ульяновска. Выбор территории исследования обусловлен актуальностью изучения теплового поля городов в связи с существованием проблемы городского острова тепла. Кроме того, значительная разнородность территории города Ульяновска (большое количество промышленных предприятий, различный характер застройки, крупные природные объекты в черте города) позволяет изучить тепловые и излучательные свойства объектов разных видов.
В качестве исходных материалов были использованы снимки, полученные со спутника Landsat-7 в тепловом инфракрасном диапазоне с пространственным разрешением 60 метров. Даты получения снимков, по возможности, выбирались так, чтобы охватить все сезоны года.
Из отобранных одномоментных снимков формировался многовременной снимок [2].
При выявлении тепловой структуры территории города Ульяновска проводилась кластеризация многовременного разносезонного теплового космического снимка. Была применена неконтролируемая классификация с выделением 14 классов. Количество классов подбиралось экспериментальным путем. Критериями качества результата кластеризации являются низкая дробность контуров, возможность подтвердить выделение тех или иных однородных участков дополнительной информацией (карты, снимки в видимом диапазоне). По яркостным значениям полученных кластеров строились графики временных образов [2]. На их основе выделялись типы сезонной динамики теплового излучения, встречающиеся на изучаемой территории. По полученным данным была создана карта тепловой структуры города Ульяновска. Карта содержит такую информацию, как пространственное распределение и интенсивность теплового излучения, которая позволяет судить, к примеру, о размерах промышленных предприятий, выявить функциональную структуру города.
Для определения тепловых аномалий проводилось дешифрирование объектов на каждом одномоментном тепловом снимке, затем проводился синтез полученной информации и классификация выявленных тепловых аномалий. Тематическая информация наносилась на карту, которая может быть полезна для определения территорий, подверженных наиболее существенному тепловому воздействию со стороны промышленного производства. Помимо этого, карта тепловых аномалий также помогает определить интенсивности этого воздействия.
В ходе исследования была использована методика дешифрирования географических объектов по многовременным разносезонным тепловым космическим снимкам, выявлены характерные особенности территории, проявляющиеся в ее тепловой структуре, определены основные тепловые аномалии. На основе полученных данных созданы карты, которые являются ценными дополнительными источниками для ландшафтных и экологических исследований. Карты такой тематики позволяют получить новые данные об изучаемой местности и выявить закономерности, которые остаются скрытыми на картах, составленных по снимкам в других спектральных диапазонах.
Библиографический список:
1. Балдина Е.А., Грищенко М.Ю. Методика дешифрирования разновременных космических снимков в тепловом инфракрасном диапазоне // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2014. № 3. С. 35–42.
2. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И. Аэрокосмические исследования динамики географических явлений. М., Изд-во Моск. Ун-та, 1991. – 206 с.: с илл.