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

Abstract

This article explains the possibility of using different in time digital satellite images to assess the state of the natural environment in the areas of oil and gas production in the subtundra forests of Western Siberia. The authors present the algorithm and results of calculations of the normalized difference vegetation index (NDVI) based on the data of the red (0.6-0.7 яm) and near infrared (0.7-1.0 яm) ranges of the Landsat 5,7 and 8 images in the Urengoy oil and gas condensate field at various stages of development. The means and methods for analysis include the ArcGIS 10.0 software package with the selection of different types of surface (for thematic interpretation) and the ENVI 4.8 PC for calculating the index. The examples of two key sites show the territorial and temporal dynamics of vegetation cover in 2001-2013. The authors prove that the maximum negative impact happens at the stage of constructing infrastructure facilities primarily due to deforestation. Natural landscapes are covered with mineral soil, the soil cover is mineralized. After the construction’s completion, the restoration of the vegetation cover begins due to the overgrowing of grassy and shrubby vegetation of mineralized surfaces and sandy debris. When studying the scale and rate of degradation-reduction processes in the vegetation cover for man-caused impacts for correct comparisons, it is necessary to calculate the weighted average NDVI values (for selected types of surfaces). The obtained values for the types of the studied surfaces can be used to analyze the vegetation cover in the forest-tundra zone of Western Siberia. The values of the normalized relative vegetation index are in a positive logarithmic dependence of the strong degree on the forest cover of the studied territory.

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.