Разработка профильно-площадной методики спутникового зондирования островных ледников Российского Заполярья

• Автор: Никольский, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 25.00.34
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Район, объекты и особенности исследований

1.1 Район и объекты исследований

1.2 Характеристики исследуемых ледников

1.3 Изученность ледников Российского Заполярья. Наличие информации и темпы ее

старения

1.4 Спутниковое дистанционное зондирование как эффективный метод

исследования ледников в высокоширотной Арктике

1.5 Особенности спутникового дистанционного зондирования ледников

2 Обзор методов спутникового дистанционного зондирования ледников

2.1 Спутниковые системы дистанционного зондирования
2.1.1 Фотографические системы
2.1.2 Оптико-электронные сканирующие системы
2.1.3 Радиолокационые системы
2.1.4 Альтиметрические системы
2.2 Получение плановой информации
2.3 Определение высот ледниковой поверхности
2.3.1 Альтиметрическая съемка
2.3.2 Стереосъемка в оптическом диапазоне длин волн
2.3.3 Радаргамметрическая съемка
2.3.4 Интерферометрическая съемка
2.4 Измерение скоростей выводных ледников
3 Методология спутникового профильно-площадного зондирования ледников..
3.1 Аналитическое обоснование профильно-площадных съемок в Арктике
3.2 Методика профильно-площадного зондирования
3.3 Техническая реализация метода
3.3.1 Получение опорной цифровой модели рельефа
3.3.2 Блок обработки интерферометрических данных
3.3.3 Программное обеспечение для обработки интерферометрических данных
3.3.4 Блок обработки альтиметрических данных
3.3.5 Программное обеспечение для обработки альтиметрических данных

3.3.6 Обработка дополнительных данных ДЗЗ
3.3.7 Блок комплексной обработки профильных и площадных данных
4 Экспериментальные исследования ледников Российского Заполярья в
в период 1950-е - 2010-е гг
4.1 Исходные данные
4.1.1 Топографические карты
4.1.2 Радиолокационные снимки
4.1.3 Альтиметрические данные
4.1.4 Данные оптического диапазона длин волн
4.2 Обработка данных
4.2.1 Интерферометрическая обработка радиолокационных данных
4.2.2 Обработка альтиметрических данных
4.2.3 Комплексирование результатов обработки интерферометрических и альтиметрических данных
4.3 ГИС-анализ, количественные оценки и картографирование
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1. Серия карт о. Северный Новой Земли, полученная на основе
продуктов интерферометрической обработки снимков ЕК5>-1/2 и Ьап<1$а
Приложение 2. Серия карт изменений исследуемых ледников

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Заполярье представляет собой крупнейший физико-географический регион Евразийской Арктики с общей площадью суши примерно 220 тыс. км2. Термин «Заполярье» обозначает территориальную принадлежность этого региона Российской Федерации. Внешняя граница Заполярья совпадает с границами Северного Ледовитого Океана и проходит по северной периферии шельфа арктических морей, охватывая высокоширотные архипелага и отдельные острова. Южная граница определяется значениями годового радиационного баланса менее 7 ккал/см2 и изотермой средней температуры августа в 5°С [8]. Настоящая работа посвящена исследованию наиболее удаленной островной части Российского Заполярья - Дальнего Заполярья, располагающейся в полосе 75 — 82 ° северной широты и характеризующейся крайне суровым климатом и весьма изменчивыми природными условиями. Данный регион включает самые северные арктические архипелаги: Землю Франца-Иосифа, Северную Землю, северную часть Новой Земли, острова Виктория, Ушакова, Де-Лонга и др.
Большая часть территории Дальнего Заполярья относится к зоне холодных арктических пустынь и более чем наполовину покрыта ледниками (около 53% всей площади). Здесь располагаются крупнейшие ледяные купола и ледниковые комплексы России с общими запасами льда, превышающими 15 тыс. км3 [68]. Самым крупным из них является Главный Ледниковый Щит Северного острова Новой Земли, занимающий приблизительно 22 тыс. км2[3]. Это третий по величине ледник в мире, уступающий по площади лишь ледниковым покровам Антарктиды и Гренландии.
Большинство ледников региона, за исключением покровного ледника Новой Земли, представлены островными ледниковьми куполами (щитами) и приливными выводными ледниками, вместе образующими ледниковые комплексы, характер поверхности которых преимущественно обуславливается распределением питания и расхода льда. Ледники очень чувствительны к любым климатическим изменениям и могут служить надежными индикаторами долговременных климатических процессов регионального и глобального уровней [2]. Современный климат полярных регионов и, в первую очередь, Арктики подвержен максимальным изменениям. Потепление климата ведет к существенно более высокому повышению средней температуры в Арктике, чем в других природных регионах, и, следовательно, к значительному сокращению интенсивности оледенения [56]. Этот факт делает Заполярье уникальным с точки зрения исследования климатических изменений. Ледники позволяют получать данные для разработки прогностических климатических моделей и выполнять ретроспективные палеоклиматические исследования.

необходимостью определения толщин льда при исследовании ледников. К сожалению, современные спутниковые методы ДЗЗ позволяют получать информацию по ледниковой поверхности и не могут помочь в решении задачи определения современной толщины льда, хотя они могут дать информацию по изменению этой величины за определенный период времени. В настоящее время определение толщин льда выполняется методом проницающего радиолокационного зондирования ледников (как правило, с борта самолета или вертолета), который является единственным дистанционным источником информации о рельефе подстилающего ложа ледника, толщинах и объеме льда [16,22]. Ввиду отсутствия доступа к таким данным, выполнялось только определение изменений высот ледниковой поверхности без перехода к абсолютным значениям мощности льда.