Мониторинг динамики деформаций и влажности грунта на территории Иреляхского дражного полигона по данным Sentinel-1 и Landsat

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4S-104-111

Н.С. Шеин , С.А. Тихонова, Г.П. Стручкова, Т.А. Капитонова, Л.Е. Тарская
Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация
Russian Mining Industry №4S / 2025 p. 104-111

Резюме: Открытая разработка месторождений является одним из наиболее экологически неблагополучных способов освоения недр, связанных с сильной антропогенной нагрузкой на все компоненты природной среды, и имеет тяжелые последствия в виде грубых техногенных изменений ландшафта с возможной активизацией опасных деформационных процессов. Исследование данных процессов для объектов горнодобывающей промышленности, эксплуатирующихся на территории распространения многолетней мерзлоты, в связи с существенным потеплением климата в арктической части России приобретает особую актуальность. В статье представлен анализ динамики смещений и влажности земной поверхности на территории Иреляхского дражного полигона с использованием спутниковых данных Sentinel-1 и Landsat для оценки состояния участков дамб-перемычек. Цель данной работы состоит в развитии метода оценки состояния дамбы дражного полигона, который позволит отслеживать состояние дамбы, а также предупреждать о возможном разрушении с использованием спутниковой информации и ГИС. Этот метод направлен на предоставление дополнительной информации для ранней диагностики предаварийного состояния и предотвращения разрушения плотин и дамб.

Ключевые слова: деформация земной поверхности, InSAR, Sentinel-1, Landsat, геодинамические процессы, индекс влажности, природные риски

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания (регистрационный номер 1023030900073-8-2.3.3, научная тема FWRS -2024-0032) и Российского научного фонда, проект: 24-27-20095.

Для цитирования: Шеин Н.С., Тихонова С.А., Стручкова Г.П., Капитонова Т.А., Тарская Л.Е. Мониторинг динамики деформаций и влажности грунта на территории Иреляхского дражного полигона по данным Sentinel-1 и Landsat. Горная промышленность. 2025;(4S):104–111. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4S-104-111

Информация о статье

Поступила в редакцию: 28.06.2025

Поступила после рецензирования: 18.08.2025

Принята к публикации: 23.08.2025

Информация об авторах

Шеин Николай Сергеевич – ведущий инженер, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-7665-6944; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Тихонова Сардана Алексеевна – научный сотрудник, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-5737-2409

Стручкова Галина Прокопьевна – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-3920-0865

Капитонова Тамара Афанасьевна – кандидат физикоматематических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0001-5502-0998

Тарская Лина Егоровна – ведущий инженер, Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация

Список литературы

1. Ширшова В.Ю. Опыт мониторинга оседаний земной поверхности в урбанизированных районах методом радиолокационной спутниковой интерферометрии на примере города Санкт-Петербург. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2020;64(4):399–408.Shirshova V.Yu. The experience of monitoring the land subsidence in urban areas by radar satellite interferometry on the example of St. Petersburg. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Geodeziya i Aerofotos’emka. 2020;64(4):399–408. (In Russ.)

2. Муродов С.Д., Чермошенцев А.Ю. Методика мониторинга смещений зданий и сооружений по данным космической радиолокационной съемки. Интерэкспо ГЕО-Сибирь. 2020;6(2):36–40. https://doi.org/10.33764/2618-981X-2020-6-2-36-40Murodov S.D., Chermoshentsev A.Yu. Methodology for monitoring displacements of buildings and structures using space radar survey. Inretexpo GEO-Siberia. 2020;6(2):36–40. (In Russ.) https://doi.org/10.33764/2618-981X-2020-6-2-36-40

3. Шерхов А.Х., Гергокова З.Ж. Оценка актуального состояния некоторых компонентов комплекса гидротехнических сооружений хвостохранилища Тырныаузского горно-обогатительного комбината. Природообустройство. 2022;(4):100–106. https://doi.org/10.26897/1997-6011-2022-4-100-106Sherhov А.Kh., Gerkova Z.Zh. Assessment of the current state of some components of the complex of hydraulic structures of the tailings pond of the Tyrnyauz mining and processing plant. Prirodoobustrojstvo. 2022;(4):100–106. (In Russ.) https://doi.org/10.26897/1997-6011-2022-4-100-106

4. Легостаева Я.Б., Гололобова А.Г., Попов В.Ф., Макаров В.С. Геохимические свойства и трансформация микроэлементного состава почв при разработке коренных месторождений алмазов в Якутии. Записки Горного института. 2023;260:212–225. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.35Legostaeva Y.B., Gololobova A.G., Popov V.F., Makarov V.S. Geochemical properties and transformation of the microelement composition of soils during the development of primary diamond deposits in Yakutia. Journal of Mining Institute. 2023;260:212–225. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.35

5. Strozzi T., Antonova S., Günther F., Mätzler E., Vieira G., Wegmüller U. et al. Sentinel-1 SAR interferometry for surface deformation monitoring in low-land permafrost areas. Remote Sensing. 2018;10(9):1360. https://doi.org/10.3390/rs10091360

6. Lumbroso D., McElroy C., Goff C., Collell M.R., Petkovsek G., Wetton M. The potential to reduce the risks posed by tailings dams using satellite-based information. International Journal of Disaster Risk Reduction. 2019;38:101209. https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2019.101209

7. Родионова Н.В. Оценка влажности почвы по радарным данным на основе множественной регрессии. Исследование Земли из Космоса. 2023;(5):13–22. https://doi.org/10.31857/S0205961423050068Rodionova N.V. Soil moisture estimation by radar data based on multiple regression. Issledovanie Zemli iz Kosmosa. 2023;(5):13–22. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0205961423050068

8. Корниенко С.Г. Информативность космических снимков сверхвысокого разрешения в задачах мониторинга влажности тундрового покрова. Актуальные проблемы нефти и газа. 2020;(2):82–95. https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2020-29.art7Kornienko S.G. Informative value of ultra-high resolution satellite images for monitoring the moisture content of the tundra cover. Actual Problems of Oil

9. Иванова Т.С., Сивцева Д.К. Об экологической ответственности недропользователей на примере АК «Алроса» (ПАО). Арктика XXI век. Гуманитарные науки. 2021;(4):25–33.Ivanova T.S., Sivtseva D.K. Environmental responsibility of subsoil users on the example of Alrosa. Arktika XXI vek. Gumanitarnye Nauki. 2021;(4):25–33. (In Russ.)

10. Braun A., Veci L. Sentinel-1 Toolbox. TOPS Interferometry Tutorial. SkyWatch Space Applications Inc.; 2021. Available at: https://step.esa.int/docs/tutorials/S1TBX%20TOPSAR%20Interferometry%20with%20Sentinel-1%20Tutorial_v2.pdf (accessed: 29.05.2025).

11. Салямова К.Д., Ахмедов М.А. Статистический анализ повреждений и разрушений грунтовых плотин. В кн.: Старостина И.В. (ред.) Инновационные пути решения актуальных проблем природопользования и защиты окружающей среды: сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф., г. Алушта, 4–8 июня 2018 г. Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова; 2018. Ч. 1. С. 106–113.

12. Малик Л.К. Чрезвычайные ситуации, связанные с гидротехническим строительством (ретроспективный обзор). Гидротехническое строительство. 2009;(12):2–16.Malik L.K. Emergencies related to hydraulic engineering (a retrospective review). Gidrotekhnicheskoe Stroitel'stvo. 2009;(12):2–16. (In Russ.)

13. Иванов В.В. Трансформация природных комплексов при недропользовании в условиях криолитозоны (на примере Якутии) [Дис. … д-ра геогр. наук]. Томск; 2014. 333 с.

14. Замощ М.Н. Оценка нарушений речных долин и обоснование направлений рекультивации при разработке россыпей бассейна Верхней Колымы. В кн.: Евсиович А.С. (ред.) Проблемы техногенеза и рекультивации при разработке многолетнемерзлых россыпей. Магадан: ВНИИ-1; 1987. С. 16–24.