Научно-методические основы применения данных дистанционного зондирования при исследовании термокарстовых озерных ландшафтов Западно-Сибирской равнины

• Автор: Брыксина, Наталья Анатольевна
• Шифр специальности: 25.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ханты-Мансийск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ КРИОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ КАК ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЛАНДШАФТОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
1.1. Основные закономерности распространения многолетней мерзлоты и этапы ее развития

1.2. Распространение и современная тенденция развития подземных льдов

1.3. Классификация криогенных процессов и их индикационная роль

1.3.1. Причины и условия развития термокарста

1.3.2. Влияние изменения климата на криогенные процессы

1.4. Термокарстовые озера как ландшафтные индикаторы изменения состояния многолетней мерзлоты
ГЛАВА 2. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ МЕТОДАМИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

2.1. Современные средства дистанционного исследования динамики термокарста

2.2.1. Системы дистанционного зондирования в оптическом диапазоне
2.2.2. Системы дистанционного зондирования в микроволновом диапазоне
2.3. Анализ состояния методов и средств цифровой обработки данных дистанционного зондирования
2.3.1. Анализ результатов исследований площадей термокарстовых озер по данным спутниковых наблюдений
2.3.2. Использование методов фильтрации в обработке радиолокационных снимков
ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПЛОЩАДЕЙ ТЕРМОКАРСТОВЫХ ОЗЕР НА ТЕРРИТОРИИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
3.1. Обоснование выбора совокупности тестовых участков для исследования многолетней динамики термокарстовых озер
3.2. Обоснование выбора спектральных каналов для исследования термокарстовых озер на основе космических снимков Landsat
3.3. Анализ погрешности дистанционного измерения площади озера на снимке Landsat путем сравнения с наземными данными
3.4. Анализ погрешности измерения площадей озер на снимках Landsat путем сравнения со снимками сверхвысокого разрешения Quick Bird
3.5. Анализ погрешностей измерения площадей озер на радиолокационных снимках
3.5.1. Исследование эффективности методов фильтрации радиолокационных снимков с целью выбора наилучшего метода фильтрации
3.5.2. Анализ погрешностей измерения площадей озер на радиолокационных снимках путем сравнения со снимком Quick Bird

3.5.3. Анализ погрешности дистанционного измерения площади озера на снимке ERS-2 путем сравнения с наземными данными
3.5.4. Методика дистанционных исследований внутрисезонных изменений площадей озер с использованием радиолокационных снимков
3.5.5. Результаты исследования внутрисезонной динамики площадей озер
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОЛЕТНЕЙ ДИНАМИКИ ТЕРМОКАРСТОВЫХ ОЗЕРНЫХ ЛАНДШАФТОВ
4.1. Формирование коллекции космических снимков Landsat
4.2. Результаты исследования изменения численности озер на изучаемой территории Севера Западной Сибири
4.2.1. Анализ данных об изменении количества озер на основе геокриологического районирования
4.2.2. Анализ данных об изменении количества озер на основе ландшафтного районирования
4.3. Многолетняя динамика площадей термокарстовых озер в условиях современных климатических изменений
4.4. Анализ взаимосвязи динамики термокарстовых процессов с морфологическими особенностями рельефа Западно-Сибирской плиты
4.5. Формирование базы данных о площадях термокарстовых озер
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Введение
Исследование состояния многолетней мерзлоты на территории
Западной Сибири в условиях происходящего в последние три десятилетия изменения климата является актуальной задачей. Важность ее определяется тем, что почти все газовые и большинство нефтяных месторождений в Западной Сибири располагаются в зоне многолетней мерзлоты, и снижение прочности многолетнемерзлых пород приводит к росту аварийности на трубопроводах и других сооружениях нефтегазового комплекса,
сопровождаемой большими экономическими и экологическими ущербами. Разработка мероприятий по их снижению требует проведения исследований динамики термокарстовых процессов. В этих условиях изучение изменений и особенностей динамики мерзлотных ландшафтов является проблемой, решение которой вследствие высокой степени заболоченности и
труднодоступности территории Западной Сибири невозможно без
применения данных дистанционного зондирования поверхности Земли.
Анализ литературных источников по использованию таких данных в геокриологических исследованиях показал, что хорошо дешифрируемые на космических снимках термокарстовые озёра являются наиболее информативными индикаторами криогенных изменений поверхности. В последние десятилетия дистанционные исследования термокарстовых озер проводятся как в России, так и за рубежом (Smith, Sheng et al., 2005, Smirnova, Rusanova и др., 2006; Riordan, Verbyla et al., 2006; Ka"a"b, 2008; Кравцова, Быстрова, 2009; Кравцова, Тарасенко, 2010). В большинстве случаев исследование динамики термокарста ограничивается качественным анализом изменений площадей озер, а количественных оценок недостаточно, что и определило актуальность настоящей работы, направленной на получение количественных закономерностей динамики термокарстовых процессов на территории Западной Сибири и разработку методики их изучения.

ландшафтов с увеличением производства парниковых газов (S.A. Zimov, 1997). В 2005 году методом плавающих камер были измерены летние потоки СО2 и СН4 из трех небольших внутриболотных озер средней тайги и лесотундры Западной Сибири. Все изученные озера оказались перенасыщены СОг и СН4, и работали как источники этих парниковых газов. Средние удельные потоки СН4 варьировали от 1,1 до 120 мг-м“2-сут-1. Эмиссия СН4 за сезон для изучаемых озер составила около 3,1-8,8 г-м“2. (Глаголев и др., 2009).
Рис. 1.5. Временной ход среднегодовой температуры воздуха на территории подзон прерывистой и сплошной мерзлоты (В.П. Днепровская и др., 2007)
Углерод в настоящее время находится в связанном состоянии как органическое вещество в слое многолетней мерзлоты на большей части Арктики, в обширных торфяных болотах Сибири и некоторых частях Северной Америки. По некоторым оценкам, в болотах Западной Сибири содержится примерно четвертая часть мировых запасов углерода, накопленного наземными экосистемами суши Земли (ГРББ, 2008).