Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

XXIV.F.499

Разработка методики для выявления начальных форм термокарста с помощью дистанционного зондирования Земли.

Нестерева А.С. (1)
(1) Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, Якутск, Россия
За последние несколько десятилетий из-за изменения климата привело к ускорению термокарстовых процессов на территориях с ледовым комплексом в зоне распространения многолетнемерзлых пород. Массовое вытаивания подземных льдов может влиять на социально-экономическое состояние северных регионов, и следовательно, обнаружение начальных форм термокарста имеет важное значение. Формирование термокарстовых форм рельефа представляет собой ряд стадий развития, от зачаточного быллара до зрелого аласа. Начальные формы термокарстового рельефа – зачаточный быллар и быллар формируются при таянии верхних частей повторно-жильных льдов, образуя характерные бугристо-западинные полигональные образования. В данной работе при выявления начальных форм термокарстового рельефа был выбран метод машинного обучения для анализа космических снимков. Машинное обучение является одним из разделов искусственного интеллекта, а сам раздел можно условно разделить на 3 подраздела: обучение с учителем (Supervised learning), обучение без учителя (Unsupervised learning) и глубокое обучение (Deep learning). При дешифрировании снимков можно использовать любые методы машинного обучения все зависит от поставленной задачи и какие объекты изучаются. Для разработки методики выявления начальных форм термокарста был выбран метод обучение с учителем, помимо этого в начале данная работа была основана на методе обучения без учителя. Таким образом, анализ снимков с помощью обучение с учителем (классификация) показал наилучшие результаты с высокой точностью на языке программирования Python, чем применение метода обучения без учителя (кластеризация) на языке программирования JavaScript.
Исследования выполнена за счет госзадания НИОКТР №126020516688-9 «Эволюция и устойчивость мерзлотных ландшафтов Восточной Сибири».

Ключевые слова: термокарстовый процесс, начальные формы термокарста, бугристо-западинные полигональные образования, машинное обучения, обучение с учителем, спутниковые снимки.
Литература:
  1. Соловьев П.А. Криолитозона северной части Лено-Амгинского междуречья. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1959. 143 с.
  2. Иванов М.С. Криогенное строение четвертичных отложений Лено-Алданской впадины. Н.: Наука, 1984. 125 с.
  3. Федоров А.Н. Мерзлотные ландшафты Якутии: методика выделения и вопросы картографирования. Я., 1991. 140 с.
  4. Гаврильев П.П., Угаров И.С., Ефремов П.В. Мерзлотно-экологические особенности таежных агроландшафтов Центральной Якутии. Я.: Изд-во Института мерзлотоведения СО РАН, 2001. 196 с.
  5. Fedorov A.N., Ivanova R.N., Park H., Hiyama T., Iijima Y. Recent air temperature changes in the permafrost landscapes of northeastern Eurasia // Polar Science. 2014. Vol. 8. Issue 2. 114-128. DOI://DX.DOI.ORG/10.1016/J.POLAR.2014.02.001.
  6. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Издательский центр «Академия», 2011. 416 с.
  7. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: учебник. 3-е изд. М.: ИД «КДУ», 2016. 424 с.
  8. Феннер М. Машинное обучение с помощью Python для всех: руководство по созданию систем машинного обучения: от основ до мощных инструментов. [Перевод с английского М.А. Райтмана]. М: Эксмо, 2024. 672 с.

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов