vfuzemlВестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Vestnik of North-Eastern Federal University. Серия «Науки о Земле». Earth SciencesVestnik of North-Eastern Federal University Series "Earth Sciences"2587-8751Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова10.25587/SVFU.2023.29.1.006vfuzeml-178Research ArticleФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ И БИОГЕОГРАФИЯ, ГЕОГРАФИЯ ПОЧВ И ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВPHYSICAL GEOGRAPHY AND BIOGEOGRAPHY, SOIL GEOGRAPHY, AND LANDSCAPE GEOCHEMISTRYОценка изменений в горных мерзлотных ландшафтах по архивным данным Landsat с использованием метода главных компонентMountain permafrost landscape changes assessment by archive Landsat data using the principal component analysisЗахаровМ. И.ZakharovM. I.

Захаров Моисей Иванович – кандидат геологических наук, доцент эколого-географического отделения и старший научный сотрудник лаборатории климата и северных экосистем ИЕН СВФУ, ассоциированный член лаборатории UMR ESPACE CNRS.

Якутск, Экс-ан-Прованс

Zakharov Moisei Ivanovich – Candidate of Geographic Sciences, Associate Professor of the Department of Ecology and Geography and Senior Researcher at the Laboratory of Climate and Northern Ecosystems, Insistute of Natural Sciences, Ammosov North-Eastern FU, Associate Member of the UMR ESPACE CNRS Laboratory.

Yakutsk, Aix-en-Provence

mi.zakharov@s-vfu.ruГадальС.GadalS.

Гадаль Себастьен – профессор Университета Экс-Марсель, профессор эколого-географического отделения ИЕН СВФУ.

Якутск, Экс-ан-Прованс

Gadal Sébastien – Full Professor, Habilitation Doctor, Aix-Marseille University.

Yakutsk, Aix-en-Provence

sebastien.gadal@univ-amu.frСеверо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова; Университет Экс-МарсельРоссияNorth-Eastern Federal University; Aix Marseille Univ, Université Côte d’Azur, Avignon UniversitéRussian FederationСеверо-Восточный федеральный университет им. М.К. АммосоваФранцияNorth-Eastern Federal University; Aix Marseille Univ, Université Côte d’Azur, Avignon UniversitéFrance202327032023017280Copyright © Захаров М.И., Гадаль С., 20232023Захаров М.И., Гадаль С.Zakharov M.I., Gadal S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vnzsvfu.ru/jour/article/view/178

Обнаружение ландшафтных изменений на основе разновременных, мультиспектральных и мультисенсорных спутниковых изображений с накоплением огромного массива архивных данных и многочисленных методологических разработок становится главным инструментом для территориального планирования и оценок устойчивости геосистем. Динамика и эволюция горных мерзлотных ландшафтов Арктики и северотаежных регионов представляют интерес процессам в контексте изменения климатических условий в следствии глобального потепления. Для изучения структурным и хорологическим процессов ландшафтных изменений часто используются большие массивы разновременных спутниковых данных, охватывающих 30-летный период. Как показывают многочисленные публикации, по-прежнему трудным является выбор подходящего метода обнаружения изменений, особенно в сложных горных территориях с ярко выраженными функциональными изменениями в ландшафтах. В этой статье мы демонстрируем методику моделирования динамики горных мерзлотных ландшафтов на восточном склоне хребта Орулган (Северо-Восток Сибири). Анализ главных компонент был использован для улучшения информации об изменениях из суммированных мультиспектральных разновременных данных. Результаты показали, что в период с 1999 по 2021 год в горных мерзлотных ландшафтах произошли значительные изменения, связанные с процессами сдвигов границ бореальных лесов и «озеленения» тундры.

Detection of landscape changes based on multitemporal, multispectral and multisensor satellite imagery with the accumulation of a vast array of archival data and numerous methodological developments is becoming a major tool for spatial planning and assessments of geosystem resilience. The dynamics and evolution of mountain permafrost landscapes in the Arctic and boreal regions are of interest in the context of climate regime change as a consequence of global warming. Large multi-temporal satellite data sets covering a 30-year period are often used to study the structural and chorological processes of landscape change. As numerous publications show, selecting a suitable method of change detection remains a challenge, especially in complex mountainous areas with pronounced functional changes in landscapes. In this paper, we demonstrate a methodology for modelling the dynamics of mountain permafrost landscapes on the eastern slope of the Orulgan Ridge (NorthEastern Siberia). Principal component analysis was used to improve information on changes from summarized multispectral multitemporal data. The results showed that between 1999 and 2021, the mountain permafrost landscapes underwent signifi cant changes associated with the processes of boreal forest boundary shifts and “greening” of the tundra.

ландшафтные изменениядинамика ландшафтовэволюция ландшафтовмерзлотные ландшафтыLandsatландшафтная структураразновременные снимкианализ главных компонентГИСдистанционное зондированиехребет ОрулганСеверо-Восток Сибириlandscape changeslandscape dynamicslandscape evolutionpermafrost landscapesLandsatlandscape structuremulti-temporal imageryprincipal component analysisGISremote sensingOrulgan RidgeNorth-East SiberiaReferencesKaragulle, D. Modelling global Hammond landform regions from 250-m elevation data / D. Karagulle, C. Frye, R. Sayre, S. Breyer, P. Aniello, R. Vaughan, D. Wright // Transactions in GIS – 2017. – 21. – P.1040– 1060. https://doi.org/10.1111/tgis.12265Karagulle, D. Modeling global Hammond landform regions from 250-m elevation data. / D. Karagulle, C. Frye, R. Sayre, S. Breyer, P. Aniello, R. Vaughan, D. Wright // Transactions in GIS – 2017. – 21. – P.1040-1060. https://doi.org/10.1111/tgis.12265Федоров, А.Н. Мерзлотные ландшафты Якутии: методика выделения и вопросы картографирования / А.Н. Федоров. – Якутск, 1991. – 140 с.Fedorov A.N. Permafrost landscapes of Yakutia: identifi cation technique and mapping issues / A.N. Fedorov. – Yakutsk, 1991. – 140 p.Федоров, А.Н. Эволюция и динамика мерзлотных ландшафтов : 25.00.08 автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора географических наук: / Федоров Александр Николаевич. – Якутск, 2020. – 38 с. – Текст : непосредственный.Fedorov A.N. Evolution and dynamics of permafrost landscapes: dis. … dr geogr. Sciences: 25.00.08 / Fedorov Alexander Nikolaevich. – Yakutsk, 2020. – 38 p.Арманд, А.Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем / А.Д.Арманд. – Москва : Наука, 1988. – 264 с.Armand A.D. Self-organization and self-regulation of geographic systems / A.D. Armand. – M.: Nauka, 1988. – 264 p.Сочава, В.Б. Введение в учение о геосистемах / В.Б. Сочава. – Новосибирск: Наука, 1978. – 318 сSochava V.B. Introduction to the doctrine of geosystems / V.B. Sochava. – Novosibirsk: Nauka, 1978. – 318 p.Захаров, М.И. Анализ ландшафтной структуры восточного склона хребта Орулган / М.И. Захаров, Ю.Г. Данилов, С. Гадаль [и др.] // Успехи современного естествознания. – 2022. – № 3. – С. 49-55. https:// dx.doi.org/10.17513/use.37791Zakharov, M.I. Analysis of the landscape structure of the eastern slope of the Orulgan ridge / M.I. Zakharov, Yu.G. Danilov, S. Gadal [et al.] // Successes of modern natural sciences. – 2022. – No. 3. – P. 49-55. https://dx.doi.org/10.17513/use.37791Захаров, М.И. Мерзлотные ландшафты восточного склона хребта Орулган (на примере ключевого участка озера Булгунняхтах / М.И. Захаров, Ю.Г. Данилов, С. Гадаль [и др.] // Международный научноисследовательский журнал. – 2022. – № 3, ч. 2. – С. 68-72. https://dx.doi.org/10.23670/IRJ.2022.117.3.050Zakharov, M.I. Permafrost landscapes of the eastern slope of the Orulgan ridge (on the example of the key area of Lake Bulgunnyakhtakh / M.I. Zakharov, Yu.G. Danilov, S. Gadal [et al.] // International Scientifi c Research Journal. – 2022. – No. 3 hours. 2. – pp. 68-72 https://dx.doi.org/10.23670/IRJ.2022.117.3.050Jorgenson, M.T. Remote Sensing of Landscape Change in Permafrost Regions. / M.T. Jorgenson, G. Grosse. // Permafrost and Periglacial Process. – 2016 – 27: – P. 324-338. https://doi.org/10.1002/ppp.1914Jorgenson, M.T. Remote Sensing of Landscape Change in Permafrost Regions. / M.T. Jorgenson, G. Grosse. // Permafrost and Periglacial Process. – 2016 – 27: – P. 324-338. https://doi.org/10.1002/ppp.1914Jolliff e, I.T. Principal Components Analysis / I. T. Jolliffe // 2nd ed. Berlin/Heidelberg, Germany: Springer. – 2002 – 488 pp. https://doi.org/10.1007/b98835Jolliff e, I.T. Principal Components Analysis / I. T. Jolliffe // 2nd ed. Berlin/Heidelberg, Germany: Springer. – 2002 – 488 pp. https://doi.org/10.1007/b98835Deng, J.S. PCA‐based land‐use change detection and analysis using multitemporal and multisensor satellite data / J.S. Deng, K. Wang, Y.H. Deng, G.J. Qi // International Journal of Remote Sensing. – 2008. – 29:16. – P. 4823-4838. http://dx.doi.org/10.1080/01431160801950162Deng, J.S. PCA-based land-use change detection and analysis using multitemporal and multisensor satellite data / J.S. Deng, K. Wang, Y.H. Deng, G.J. Qi // International Journal of Remote Sensing. – 2008. – 29:16. – P. 4823-4838. http://dx.doi.org/10.1080/01431160801950162Epstein, H. Tundra Greenness / H. Epstein, U. Bhatt, M. Raynolds, D. Walker, B.C. Forbes, T. Horstkotte, [et. al.] // Arctic Report Card. – 2018Epstein, H. Tundra Greenness / H. Epstein, U. Bhatt, M. Raynolds, D. Walker, B.C. Forbes, T. Horstkotte, [et. al.] // Arctic Report Card. – 2018.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.