sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.7868/S0373244417060093sergeogr-631Research ArticleГеоинформационные системы и картографированиеGeoinformation Systems and MappingsОЦЕНКА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПЕРЕМЕННЫХ ГЕОСИСТЕМ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ НА ОСНОВЕ МУЛЬТИСПЕКТРАЛЬНОЙ ДИСТАНЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИASSESSMENT OF THERMODYNAMIC VARIABLES OF GEOSYSTEMS IN THE NORTHEASTERN BAIKAL REGION BASED ON MULTISPECTRAL REMOTE INFORMATIONВантееваЮлия В.VanteevaYuliya V.

Иркутск

Irkutsk

ula.vant@mail.ruПузаченкоЮрий Г.PuzachenkoYurii G.

Москва

Moscow

jpuzak@mail.ruСандлерскийРоберт Б.SandlerskiiRobert B.

Москва

Moscow

srobert_landy@mail.ruФГБУН Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАНРоссияInstitute of Geography, Siberian Branch, Russian Academy of SciencesRussian FederationФГБУН Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАНРоссияInstitute of Ecology and Evolution, Russian Academy of SciencesRussian Federation2017131220170699116Copyright © Вантеева Ю.В., Пузаченко Ю.Г., Сандлерский Р.Б., 20172017Вантеева Ю.В., Пузаченко Ю.Г., Сандлерский Р.Б.Vanteeva Y.V., Puzachenko Y.G., Sandlerskii R.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/631

Рассматриваются результаты применения термодинамического подхода для изучения функционирования геосистем на основе дистанционной информации спутника Landsat для ландшафтов северо-восточного Прибайкалья. Продемонстрировано, что термодинамические переменные, рассчитанные по мультиспектральной сканерной съемке, хорошо воспроизводят типы геосистем, выделенные на основе традиционного ландшафтного картографирования, и позволяют рассматривать их функциональные особенности. Показано, что в условиях континентального климата во времени максимально варьируют энтропия и приращение информации, отражающие саморегуляторные возможности геосистем. Это варьирование определяется в первую очередь высокой чувствительностью геосистем к флюктуациям увлажнения, отображаемым в дальних инфракрасных каналах. Сравнение полученных для исследуемой территории термодинамических характеристик с аналогичными оценками для восточно-европейских ландшафтов показывает, что при общей воспроизводимости результата, Прибайкалье обладает спецификой реакций работы системы на погодные условия. Она определяется сложным сочетанием орографии, резко континентальным климатом и влиянием озера Байкал.

The results of applying the thermodynamic approach to study the functioning of geosystems based on remote sensing data of Landsat satellite for landscapes of the Northeastern Baikal region are discussed. It is demonstrated that the thermodynamic variables calculated using the multispectral scanner imagery reproduce well the types of geosystems allocated based on traditional landscape mapping and allow examining their functional characteristics. It is shown that in condition of continental climate the entropy and the increment of information, reflecting the self-regulatory possibility of geosystems, have the maximum variation during the time. This variation is primarily determined by a high sensitivity of geosystems to moisture fluctuations that are displayed in the far-infrared channels. The comparison of thermodynamic characteristics obtained for the study area with similar estimations for the Eastern European landscapes shows that under the general reproducibility of the result, the Baikal region has the specificity of the system response on weather conditions. It is determined by a complex combination of the orography, sharply continental climate and by the influence of the Baikal Lake.

информацияэксергияэнтропиямультиспектральные измеренияпогодные условияпространственно-временное варьированиеinformationexergyentropymultispectral measurementsweather conditionspatiotemporal variationReferencesБайкал (атлас) / Ред. Г.И. Галазий. М.: Изд-во Федеральной службы геодезии и картографии России, 1993. 160 с.Bajkal (atlas) [Baikal (atlas)]. G.I. Galazii, Ed. Moscow: Federal Service for Geodesy and Cartography of Russia Publ., 1993. 160 p.Беркин Н.С., Макаров А.А., Русинек О.Т. Байкаловедение: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во Ирк. гос. ун-та, 2009. 291 с.Berkin N.C., Makarov A.A., Rusinek O.T. Baikalovedenie. [Baikal Studies]. Irkutsk: Irkutsk State Univ. Publ., 2009. 291 p.Вантеева Ю.В., Солодянкина С.В. Оценка и картографирование продуктивности ландшафтов Северного Прибайкалья // География и природные ресурсы. 2014. № 3. С. 63–69.Vanteeva Yu.V., Solodyankina S.V. Assessment and Mapping of Landscape Productivity in Northern Cisbaikalia. Geogr. Prir. Resur., 2014, no. 3, pp.  63–69. (In Russ.)Крауклис А.А. Проблемы экспериментального ландшафтоведения. Новосибирск: Наука, 1979. 233 с.Krauklis A.A. Problemy eksperimental’nogo landshaftovedeniya [Problems of Experimental Landscape Science]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1979. 233 p.Моложников В.Н. Растительные сообщества Прибайкалья. Новосибирск: Наука, 1986. 271 с.Molozhnikov V.N., Rastitel’nye soobshchestva Pribaikal’ya [Plant Communitiesof the Baikal Region]. Novosibirsk: Nauka Publ., 1986. 272 p.Природные условия северо-восточного Прибайкалья / Отв. ред. Г.И. Галазий, Л.Н. Тюлина, И.Н. Бейдеман. Новосибирск: Издательство “Наука”, 1976. 368 с.Prirodnye usloviya severo-vostochnogo Pribaikal’ya [The Natural Conditions of the North-East Cisbaikalia]. Galazii G.I., Tyulina L.N., Beideman I.N., Eds. Novosibirsk: Nauka Publ., 1976. 368 p.Пузаченко Ю.Г. Пространственная анизотропность вековой динамики средней глобальной температуры поверхности суши // Изв. РАН. Сер. геогр. 2009. № 5. С. 22–33.Puzachenko Y.G. Spatial anisotropy of secular dynamics of the mean global land surface temperature. Izv. Ross. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 2009, no. 5, pp. 7–22. (In Russ.)Сандлерский Р.Б., Пузаченко Ю.Г. Термодинамика биогеоценозов на основе дистанционной информации // Журнал общей биологии. 2009. Т. 70. № 2. С. 121–142.Sandlersky R.B., Puzachenko Yu. G. Analysis of thermodynamic properties of biogeocenosis based on remote-sensing data. J. Obshchei. Biol., 2009, vol. 70, pp. 121–142. (In Russ.)Сандлерский Р.Б. Термодинамические характеристики южно-таежных биогеоценозов на основе дистанционной информации (юг Валдайской возвышенности, Центрально-лесной заповедник). Автореф. дис. … канд. биол. наук. М.: ФГБУН ИПЭЭ им. А.Н. Северцова РАН, 2013. 26 с.Sandlersky R.B. Thermodynamic parameters of southtaiga biogeocenosis basedon remote-sensingdata (south of Valdai Hills, Central Forest Biosphere Reserve). Extended Abstract of Cand. Sc. (Biology). Moscow: A.N. Severtsov’sInstitute of Ecology and Evolution RAS, 2013. 26 p. (In Russ.)Солодянкина С.В., Вантеева Ю.В., Истомина Е.А. Картографирование ландшафтов северо-восточного побережья озера Байкал и их устойчивости в условиях развития рекреационной деятельности // Геодезия и картография. 2012. № 12. С. 34–41.Solodyankina S.V., Vanteeva Yu.V., Istomina E.A. Mapping the landscapes of north-eastern coast of Lake Baikal and their sustainability in conditions of recreational activities. Geodesiya I Kartographiya, 2012, no. 12, pp. 34–41. (In Russ.)Jorgensen S.E. and Svirezhev Y.M. Towards a thermodynamic theory for ecological systems. Elsevier: Oxford, 2004. 369 p.Jorgensen S.E., Svirezhev Y.M. Towards a thermodynamic theory for ecological systems. Elsevier, Oxford, 2004. 369 p.Puzachenko Y.G., Sandlersky R.B., and Svirejeva-Hopkins A. Estimation of thermodynamic parameters of the biosphere, based on remote sensing // Ecological modelling. 2011. Vol. 222(16). P. 2913–2923.Puzachenko Y.G., Sandlersky R.B., Svirejeva-Hopkins A. Estimation of thermodynamic parameters of the biosphere, based on remote sensing. Ecological modelling, 2011, vol. 222 (16), pp. 2913–2923.Puzachenko Y., Sandlersky R., and Sankovski A. Methods of evaluating thermodynamic properties of landscape cover using multispectral reflected radiation measurements by the Landsat satellite // Entropy. 2013. № 15. P. 3970–3982.Puzachenko Y., Sandlersky R., Sankovski A. Methods of evaluating thermodynamic properties of landscape cover using multispectral reflected radiation measurements by the Landsat satellite. Entropy, 2013, no. 15, pp. 3970–3982.Puzachenko Y.G., Sandlersky R.B., Krenke A.N., and Olchev A. Assessing the thermodynamic variables of landscapes in the southwest part of East European plain in Russia using the MODIS multispectral band measurements // Ecological Modelling. 2016. Vol. 319. P. 255–274.Puzachenko Y.G., Sandlersky R.B., Krenke A.N., Olchev A. Assessing the thermodynamic variables of landscapes in the southwest part of East European plain in Russia using the MODIS multispectral band measurements. Ecological Modelling, 2016, vol. 319, pp. 255–274.Zhang Y., Yan G., and Bai Y. Sensitivity of topographic correction to the DEM spatial scale // IEEE Geoscience and remote sensing letters. 2015. Vol. 12(1). P. 53–57.Zhang Y., Yan G., Bai Y. Sensitivity of topographic correction to the DEM spatial scale. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2015, vol. 12 (1), pp. 53–57.

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