К вопросу изучения опасных инженерно-геологических процессов с применением данных дистанционного зондирования земли

Abstract

Актуальность исследования объясняется активным развитием за последние два десятка лет дистанционного зондирования Земли, данные которого на сегодняшний день отличаются достаточным пространственным и временным разрешением для идентификации поверхностных проявлений опасных инженерногеологических процессов и их мониторинга. Цель. Изучение качества и полноты открытых данных дистанционного зондирования Земли и их применимости для проведения оценки опасных инженерно-геологических процессов. Объекты. Поверхностные проявления карста, оползни, эрозионный и аккумулятивный процессы, заболачивание и процессы, развивающиеся в области распространения многолетнемерзлых пород. Методы. Анализ данных дистанционного зонирования Земли. Результаты и выводы. Изучены существующие методики применения открытых данных дистанционного зондирования Земли, доступные на территории Российской Федерации, в исследовании опасных инженерно-геологических процессов; проанализированы данные дистанционного зондирования Земли. Сделаны выводы, что использование открытых данных дистанционного зондирования Земли для прямой идентификации отдельных карстопроявлений размером менее 30 м весьма проблематично, однако с их помощью можно определить границы карстовых полей. Весьма перспективным для изучения карстового процесса является использование данных спутниковой интерферометрии. Использование открытых данных дистанционного зондирования Земли для целей идентификации оползней и районирования территории по степени оползневой опасности очень эффективно, связано это в первую очередь с большим размером оползневых тел и значительными изменениями абсолютных отметок поверхности земли при активизации процесса, а также с частым нарушением растительного покрова, регистрируемым посредством вегетационных спектральных индексов. Степень подверженности территории эрозионному процессу зачастую определяют с использованием цифровой модели рельефа. Заболачивание определяется по различным спектральным индексам с использованием мультиспектральных снимков, предоставляемых спутниками семейств Landsat и Santinel. При помощи водных индексов можно провести картирование озер различного генезиса, в том числе термокарстового, и оценить динамику изменения их площадей. Применение цифровой модели рельефа ArcticDEM повышает достоверность оценочных построений в силу того, что ее разрешение позволяет проводить крупномасштабные исследования. Таким образом, свободный доступ к открытым данным дистанционного зондирования Земли и инструментарий их обработки дают возможность оперативно и с высокой достоверностью вести оценку опасных инженерно-геологических процессов и их мониторинг

Relevance. Active development of Earth remote sensing over the last two decades, the data of which are currently characterized by sufficient spatial and temporal resolution for the identification of surface forms of hazardous geotechnical processes and their monitoring. Aim. Study of quality and completeness of open remote sensing data and their applicability for assessment of hazardous geotechnical processes. Objects. Surface karstforms, landslides, erosion and accumulative processes, waterlogging and processes developing in the area of permafrost distribution. Methods. Analyzing Earth remote sensing data. Results and conclusions. The authors have studied the existing methods of application of open remote sensing data for the territory of the Russian Federation in the research of hazardous geotechnical processes and analysed the remote sensing data. It was concluded that the use of open remote sensing data for direct identification of individual karst forms with the size less than 30 m is very problematic, but it is possible to determine the boundaries of karst fields. The use of satellite interferometry data is very promising for studying the karst process. The use of open remote sensing data for landslide identification and zoning of the territory according to the level of landslide hazard is very effective. This is due to the large size of landslide bodies and significant changes in absolute land surface elevations during the activation of the process. This is due to the frequent disturbance of vegetation cover, recorded by means of vegetation spectral indices, as well. The erosion is often determined using digital elevation model. Waterlogging is determined by various spectral indices using multispectral imagery provided by Landsat and Santinel satellites. Water indices can be used to map lakes of different genesis, including thermokarst lakes, and to assess the dynamics of changes in their areas. The use of the Arctic digital elevation model increases the reliability of assessment constructions due to the fact that its resolution allows for large-scale studies. Thus, free access to open remote sensing data and tools for their processing make it possible to assess hazardous geotechnical processes and their monitoring promptly and with high reliability