Оценка изменений в горных мерзлотных ландшафтах по архивным данным Landsat с использованием метода главных компонент

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.

1. Karagulle, 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.12265

2. Федоров, А.Н. Мерзлотные ландшафты Якутии: методика выделения и вопросы картографирования / А.Н. Федоров. – Якутск, 1991. – 140 с.

3. 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.

4. Арманд, А.Д. Самоорганизация и саморегулирование географических систем / А.Д.Арманд. – Москва : Наука, 1988. – 264 с.

5. Сочава, В.Б. Введение в учение о геосистемах / В.Б. Сочава. – Новосибирск: Наука, 1978. – 318 с

6. 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.37791

7. Захаров, 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.2022.117.3.050

8. Jorgenson, 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.1914

9. Jolliff e, I.T. Principal Components Analysis / I. T. Jolliffe // 2nd ed. Berlin/Heidelberg, Germany: Springer. – 2002 – 488 pp. https://doi.org/10.1007/b98835

10. Deng, 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/10.1080/01431160801950162

11. Epstein, H. Tundra Greenness / H. Epstein, U. Bhatt, M. Raynolds, D. Walker, B.C. Forbes, T. Horstkotte, [et. al.] // Arctic Report Card. – 2018