Мониторинг зоны влияния горнодобывающего предприятия на основе расчетного альбедо снежного покрова по спутниковым данным Landsat

Загрязнение снега минеральными частицами приводит к изменению его спектральных характеристик и снижению альбедо. В связи с этим дистанционное зондирование Земли может использоваться для оперативного и многолетнего мониторинга пространственного распределения техногенного воздействия на снежный покров. Что в значительной мере актуально для горнопромышленных территорий.
В работе проведена оценка возможностей применения спутниковых данных об альбедо снега для мониторинга зоны влияния горнодобывающего предприятия и выявление факторов, определяющих пространственно-временную изменчивость данного показателя. Исследуемая территория включает Костомукшское, Корпангское и Южно-Корпангское железорудные месторождения, расположенные на севере Республики Карелия. Для мониторинга использованы спутниковые данные за 1987, 1993, 1997, 2000, 2014, 2015, 2017, 2020 и 2022 гг. Широкополосное видимое альбедо определялось по формуле Liang (2001). С учетом лесистости территории анализ проводился на открытых снежных поверхностях: замерзших водоемах, вырубках и болотных участках. Установлено, что тип подстилающей поверхности необходимо учитывать при организации мониторинговых наблюдений: снег на водоемах характеризуется более стабильными значениями альбедо, тогда как на суше на показатель дополнительно влияют шероховатость поверхности, растительность, растительный опад.
Пространственный анализ выявил увеличение альбедо с расстоянием от карьера, наиболее выраженное для 1993 г. Алгоритмы машинного обучения также определили расстояние от карьера как ведущий фактор при моделировании потенциального непрерывного альбедо снежного покрова. При этом для корректного мониторинга необходимо учитывать влияние метеорологических и топографических условий, способных маскировать техногенный сигнал.
Полученные результаты показывают перспективность использования альбедо снежного покрова в качестве дистанционного индикатора техногенного воздействия.
Исследование выполнено в рамках госзадания Института геологии КарНЦ РАН FMEN-2023-008