Картографирование полигонального рельефа о-ва Самойловский на основе анализа ДДЗ с БПЛА

В рамках исследования произведен ГИС-анализ данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ), полученных с беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с целью картографирования полигонального рельефа. Территорией исследования явился остров Самойловский, находящийся в южной, устьевой, части дельты р. Лены. По данным предшественников и собственным наблюдениям остров сложен отложениями первой надпойменной террасы и поймы реки (Schwamborn et al., 2002). Поверхность первой надпойменной террасы острова осложнена разновозрастными системами полигонов различной формы и ориентации в пространстве, сформированные ледяными жилами.
Актуальность исследования заключается в необходимости разработки методик точной количественной и качественной оценки, а также мониторинга земной поверхности, испытывающей на себе процессы деградации подземных льдов. Необходимость разработки подобных методик обусловлена наличием или планирующимся строительством объектов народного хозяйства РФ в пределах распространения подземных льдов. В свою очередь, ввиду мирового тренда потепления климата, данные территории претерпевают негативные процессы деградации подземных льдов, которые в значительной степени изменяют инженерно-геологические свойства грунтов и современные ландшафты. Это может представлять собой опасность для зданий и сооружений. Особо отметим, что полигональный рельеф широко распространен в Арктике и занимает более чем две трети её территории (CAVM…, 2013).
Во время исследования анализировались ДДЗ высокого пространственного разрешения, полученные посредством съемки территории с БПЛА: аэрофотоснимки (размером 500*500 м, с размер пикселя – 5 см), цифровая модель рельефа (ЦМР; получена методом фотограмметрии, размер пикселя – 0,5 м) и производные от неё схемы морфометрических показателей. Непосредственно съемка с БПЛА и полевые наблюдения проводились на НИС «Остров Самойловский» в рамках международных российско-немецких экспедиций «Лена-2016», «Лена-2017», «Лена-2018». Анализ ДДЗ производился в программном пакете ArcGIS 10.2.2 и позволил выявить в пределах поверхности первой надпойменной террасы участки, различающиеся степенью деградации полигонального рельефа, и составить их карту; оценить площадное распространение выявленных участков; произвести детальное описание морфологии типовых полигонов с различной степенью деградации.
Таким образом, проведенное исследование иллюстрирует возможность применения БПЛА для высокоточной оценки степени деградации подземных льдов, слагающих полигональный рельеф земной поверхности во время инженерно-геологического и геокриологического картографирования территорий и мониторинга опасных термоденудационных процессов. Кроме того, результатом исследования явилась оценка деградации полигонального рельефа для поверхности первой надпойменной террасы дельты р. Лены на примере острова Самойловский. Работа выполнена в рамках государственного задания, проект № 0330-2016-0018.