Мониторинг растительного покрова при освоении нефтегазовых месторождений по данным многозональной съемки Landsat

Об авторах:

Соромотин Андрей Владимирович, доктор биологических наук, директор НИИ экологии и РИПР, Тюменский государственный университет; a.v.soromotin@utmn.ru

Бродт Лея Витальевна, магистрант программы «Геоэкология нефтегазодобывающих регионов», Тюменский государственный университет; leya.brodt@mail.ru

Аннотация:

Обосновывается возможность использования разновременных цифровых космических снимков для оценки состояния природной среды в районах нефтегазодобычи в притундровых лесах Западной Сибири. В статье представлены алгоритм и результаты расчетов нормализованного вегетационного индекса (NDVI) по данным красного (0,6-0,7 мкм) и ближнего ИК (0,7-1,0 мкм) диапазонов многозональной съемки Landsat 5,7 и 8 территории Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения на различных этапах освоения. Тематическое дешифрирование проводилось в программном комплексе ArcGIS 10.0 с выделением различных типов поверхности, расчет индекса осуществлялся в ПК ENVI 4.8. На примере двух ключевых участков проанализирована территориальная и временная динамика растительного покрова в период с 2001 по 2013 гг. Показано, что максимальное негативное воздействие оказывается на этапе строительства объектов инфраструктуры в первую очередь за счет вырубки лесов. Естественные ландшафты засыпаются минеральным грунтом, почвенный покров минерализуется. После завершения строительства начинаются восстановление растительного покрова за счет зарастания травянистой и кустарниковой растительностью минерализованных поверхностей и песчаных отсыпок. При изучении масштабов и скорости деградационно-восстановительных процессов в растительном покрове при техногенном воздействии для корректных сравнений необходимо проводить расчет средневзвешенных значений NDVI (по выделенным типам поверхностей). Полученные значения NDVI для изученных типов поверхностей могут быть использованы для анализа растительного покрова в лесотундровой зоне Западной Сибири. Величины значений нормализованного относительного индекса растительности находится в положительной логарифмической зависимости сильной степени от лесистости изученной территории.

Список литературы:

1. Алексеева М. Н. Оценка состояния окружающей среды нефтедобывающих территорий на основе данных дистанционного зондирования с применением геоинформационных технологий / М. Н. Алексеева, И. Г. Ященко, Т. О. Перемитина // Безопасность жизнедеятельности. 2013. № 1. С. 30-35. 
2. Бродт Л. В. Оценка антропогенной трансформации естественных ландшафтов лесотундровой зоны (Уренгойского НГКМ) с использованием индекса NDVI / Л. В. Бродт // Проблемы геологии и освоения недр: труды XXI Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 130-летию со дня рождения профессора М. И. Кучина. Том I. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2017. С. 712-713.
3. Вегетационные индексы. Основы, формулы, практическое использование // Mapexpert. URL: http://mapexpert.com.ua/index_ru.php?id=20&table=news (дата обращения: 18.02.2016).
4. Зотова Л. И. Оценка состояния оленьих пастбищ в зонах промышленной инфраструктуры месторождений ямало-ненецкого автономного округа / Л. И. Зотова, С. Ю. Дедюсова // Проблемы региональной экологии. 2016. № 5. С. 92-98.
5. Интерпретация комбинаций каналов данных Landsat TM/ETM+ // GIS LAB. URL: http://gis-lab.info/qa/landsat-bandcomb.html (дата обращения: 18.02.2016).
6. Калабин Г. В. Спутниковый мониторинг природной среды при открытой разработке Олимпиадинского золоторудного месторождения / Г. В. Калабин, Т. И. Моисеенко, В. И. Горный, С. Г. Крицук, А. В. Соромотин // ФТПРПИ. 2013. № 1. С. 177-184. 
7. Квашнин Ю. Н. Оленеводство сибирских тундровых ненцев / Ю. Н. Квашнин // Вестник археологии, антропологии и этнографии. № 6. Тюмень. ИПОС СО РАН, 2005. С. 200-223.
8. Кононов О. Д. О возможности дистанционного мониторинга зарастания геологоразведочных площадок на территории Ненецкого автономного округа / О. Д. Кононов, А. И. Попов // Arctic Evironmental Research. 2017. № 1. С. 5-13. 
9. Корниенко С. Г. Исследование трансформации растительности в районах Тазовского полуострова по данным космической съемки / С. Г. Корниенко, К. И. Якубсон // Арктика: экология и экономика. № 4. 2011. С. 46-51.
10. Мячина К. В. Опыт выявления трансформированных ландшафтов нефтепромыслов в условиях степной зоны оренбургской области на основе изображений спутников Landsat / К. В. Мячина // Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий: материалы и доклады. 10-я Межрегиональная научно-практическая конференция. Уфа, 13–15 мая, 2014 г. Уфа: ДизайнПресс, 2014. С. 228.
11. Соромотин А. В. Техногенная трансформация природных экосистем таежной зоны в процессе нефтегазодобычи: автореф. дисс. … док. биол. наук / А. В. Соромотин. Тюмень, 2007. С. 41. 
12. Соромотин А. В. Активизация эоловых процессов на севере Западной Сибири в связи с возросшим антропогенным воздействием / А. В. Соромотин, О. С. Сизов // Проблемы региональной экологии. 2007. № 4. С. 10-13.
13. Черепанов А.С. Спектральные свойства растительности и вегетационные индексы / А. С. Черепанов, Е. Г. Дружинина // Геоматика № 3. 2009. Москва: Совзонд, 2009. С. 28-32. 
14. Шарая Л. С. Прогнозное картографирование лесных экосистем (ландшафтно-экологический подход) / Л. С. Шарая // Известия Самарского научного центра РАН. 2013. № 3. С.38-47.
15. Шукилович А. Ю. Применение сенсора MODIS для оперативного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения / А. Ю. Шукилович, Е. В. Федотова, Ю. А. Маглинец // Журнал Сибирского федерального университета. Серия «Техника и технологии». 2016. Т. 9. № 7. С. 1035-1044.
16. Rouse J. W. Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS / J. W. Rouse, R. H. Hass, J. A. Schell, D. W. Deering // Proceedings of the third ERTS symposium, Goddard Space Flight Center, December 1973, NASA SP-351. Pp. 309-317. Washington DC: NASA, 1973.
17. USGS EarthExplorer — U.S. Geological Survey // USGS EarthExplorer. URL: http://earthexplorer.usgs.gov (Accessed on May 18, 2016).