Применение беспилотных летательных аппаратов для геоморфологического картографирования оползневых склонов хребта Аибга (Западный Кавказ)

DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-480-495

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

С.А. Сократов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический факультет,
Ленинские горы, д. 1, 119991, Москва, Россия;
E-mail: sokratov@geogr.msu.ru

А.А. Сучилин

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический факультет,
Ленинские горы, д. 1, 119991, Москва, Россия;
E-mail: asuhov308@gmail.com

А.Л. Шныпарков

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический факультет,
Ленинские горы, д. 1, 119991, Москва, Россия;
E-mail: malyn2006@yandex.ru

Л.А. Ушакова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический факультет,
Ленинские горы, д. 1, 119991, Москва, Россия;
E-mail: la.ushakova@mail.ru

И.С. Воскресенский

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический факультет,
Ленинские горы, д. 1, 119991, Москва, Россия;
E-mail: isvoskresensky@rambler.ru

Н.И. Белая

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Музей Землеведения,
Ленинские горы, д. 1, 119991, Москва, Россия;
E-mail: belayanadegda@mail.ru

Аннотация

Воздушное зондирование участка исследований северного склона хребта Аибга проводилось с применением беспилотных летательных аппаратов (БЛА) для геоморфологического крупномасштабного геоинформационного картографирования оползневых склонов. Участок работ был выбран на основании ранее проведенного эколого-геоморфологического районирования склонов хребта Аибга (Сочинский национальный парк) и представляет собой покрытые лесом и альпийскими лугами склоны горы Черная Пирамида. Исследовался фрагмент склона хребта в районе древнего стабилизированного сейсмогенного гравитационного оползня. Морфология рельефа была частично изменена при сооружении спортивных объектов — горнолыжных трасс и канатных дорог. Создание просек в лесных массивах, частичное изменение морфологи естественного рельефа и условий поверхностного стока привело к локальной активизации оползневых процессов, в том числе на горнолыжных трассах и других объектах инфраструктуры. Вновь образованные оползневые склоны приурочены к участкам сочленения естественных и техногенных форм рельефа: горнолыжной трассе и склонам ложбин временных водотоков. В результате полевых работ с использованием глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) была сформирована локальная опорная геодезическая сеть сантиметровой точности — планово-высотное обоснование (ПВО), что послужило геодезической основой для обработки материалов зондирования и последующего геоинформационного картографирования. Воздушное зондирование проводилось с использованием БЛА «DJI Mavic 2 Pro» и «DJI Mini», накоплено более 1000 цифровых снимков территории исследований в надир и перспективных. Кроме того, для выявления форм рельефа подстилающей поверхности на отдельных фрагментах участка исследований, закрытых плотным широколиственным лесом (бук, граб), была проведена тахеометрическая съемка. Материалы полевых исследований послужили основой для крупномасштабного геоморфологического картографирования оползневых склонов хребта Аибга и создания соответствующих тематических слоев в программной среде ГИС.

Ключ. слова

ГНСС, БЛА, ГИС, геоморфологическое картографирование, горный оползневой склон

Список литературы

  1. Воскресенский И.С., Сучилин А.А., Ушакова Л.А., Шафоростов В.М., Энтин А.Л. Применение БЛА для мониторинга оползневых и эрозионных процессов (на примере центра Русской равнины). Применение беспилотных летательных аппаратов в географических исследованиях. Иркутск: Издательство Института географии им. В.Б Сочавы СО РАН, 2018. С. 42–47.
  2. Воскресенская Е.В., Воскресенский И.С., Сократов С.А., Сучилин А.А., Шныпарков А.Л., Ушакова Л.А. Геоморфологические условия формирования опасных оползневых процессов на Западном Кавказе и методы их мониторинга. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территории в условиях глобальных изменений климата: Материалы Междунар. конф. М.: Географический факультет МГУ, 2020. Т. 26. Ч. 2. С. 264–274. DOI: 10.35595/2414-9179-2020-2-26-264-274.
  3. Воскресенский С.С. Динамическая геоморфология. Формирование склонов. М.: Издательство Московского университета, 1971. 230 с.
  4. Капчеля А.М., Осиюк В.А. Рельеф и экзогенные процессы Кодр Молдавии Ответственный редактор профессор Ю.Г. Симонов. Кишинев: Штиинца, 1989. 228 с.
  5. Опасные экзогенные процессы. В.И. Осипов, В.М. Кутепов, В.П. Зверев и др. Под ред. В.И. Осипова. М.: ГЕОС, 1999. 290 с.
  6. Сучилин А.А., Белая Н.И., Воскресенский И.С., Михеева С.Н., Зорина В.В., Ушакова Л.А., Шафоростов В.М., Сократов С.А. Методика изучения морфологии абразионно-аккумулятивных берегов западного побережья Крыма с применением БЛА и ГНСС (на примере участка территории большого Севастополя) ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. М.: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 1. С. 351–363. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-1-27-351-363.
  7. Трофимов В.Т., Харькина М.А., Григорьева И.Ю. Экологическая геодинамика. М.: «КДУ», «Университетская книга», 2008. 473 с.
  8. Carbonneau P.E., Dietrich J.T. Cost-effective non-metric photogrammetry from consumer-grade sUAS: implications for direct georeferencing of structure from motion photogrammetry. Earth Surface Processes and Landforms, 2017. V. 42. No. 3. P. 473–486. DOI: 10.1002/esp.4012.
  9. D’Oleire-Oltmanns S., Marzolff I., Peter K.D., Ries J.B. Unmanned aerial vehicle (UAV) for monitoring soil erosion in Morocco. Remote Sensing, 2012. V. 4. No. 11. P. 3390–3416. DOI: 10.3390/rs4113390.
  10. Fonstad M.A., Dietrich J.T., Courville B.C., Jensen J.L. Carbonneau P.E. Topographic structure from motion: a new development in photogrammetric measurement. Earth Surface Processes and Landforms, 2013. V. 38. No. 4. P. 421–430. DOI: 10.1002/esp.3366.
  11. James M.R., Robson S., d’Oleire-Oltmanns S., Niethammer U. Optimising UAV topographic surveys processed with structure-from-motion: Ground control quality, quantity and bundle adjustment. Geomorphology, 2017. V. 280. P. 51–66. DOI: 10.1016/j.geomorph.2016.11.021.
  12. Kaiser A., Neugirg F., Rock G., Müller C., Haas F., Ries J., Schmidt J. Small-Scale Surface Reconstruction and Volume Calculation of Soil Erosion in Complex Moroccan Gully Morphology Using Structure from Motion. Remote Sensing, 2014. V. 6. No. 8. P. 7050–7080. DOI: 10.3390/rs6087050.
  13. Lucieer A., de Jong S.M., Turner D. Mapping landslide displacements using Structure from Motion (SfM) and image correlation of multi-temporal UAV photography. Progress in Physical Geography, 2014. V. 38. No. 1. P. 97–116. DOI: 10.1177/0309133313515293.
  14. Niethammer U., Rothmund S., James M.R., Travelletti J., Joswig M. UAV-based remote sensing of landslides. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2010. V. XXXVIII. Part 5. P. 496–501.
  15. Rock G., Ries J.B., Udelhoven T. Sensitivity Analysis of UAV-Photogrammetry for Creating Digital Elevation Models (DEM). International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2011. V. XXXVIII-1/C22. P. 69–73. DOI: 10.5194/isprsarchives-XXXVIII-1-C22-69-2011.
  16. Smith M, Chandler J, Rose J. High spatial resolution data acquisition for the geosciences: kite aerial photography. Earth Surface Processes and Landforms, 2009. V. 34. No. 1. P. 161–255. DOI: 10.1002/esp.1702.
  17. Smith M.W., Vericat D. From experimental plots to experimental landscapes: topography, erosion and deposition in sub-humid badlands from Structure-from-Motion photogrammetry. Earth Surface Processes and Landforms, 2015. V. 40. No. 12. P. 1656–1671. DOI: 10.1002/esp.3747.
  18. Tonkin T.N., Midgley N.G., Graham D.J., Labadz J.C. The potential of small unmanned aircraft systems and structure-from-motion for topographic surveys: A test of emerging integrated approaches at Cwm Idwal, North Wales. Geomorphology, 2014. V. 226. P. 35–43. DOI: 10.1016/j.geomorph.2014.07.021.
  19. Turner D., Lucieer A., De Jong S.M. Time Series Analysis of Landslide Dynamics Using an Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Remote Sensing, 2015. V. 7. No. 2. P. 1736–1757. DOI: 10.3390/rs70201736.
  20. Westoby M.J., Brasington J., Glasser N.F., Hambrey M.J., Reynolds J.M. “Structure-from-Motion” photogrammetry: A low-cost, effective tool for geoscience applications. Geomorphology, 2012. V. 179. P. 300–314. DOI: 10.1016/j.geomorph.2012.08.021.

Для цитирования: Сократов С.А., Сучилин А.А., Шныпарков А.Л., Ушакова Л.А., Воскресенский И.С., Белая Н.И. Применение беспилотных летательных аппаратов для геоморфологического картографирования оползневых склонов хребта Аибга (Западный Кавказ). ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2022. Т. 28. Ч. 1. С. 480–495 DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-480-495

For citation: Sokratov S.A., Suchilin A.A., Shnyparkov A.L., Ushakova L.A., Voskresensky I.S., Belaya N.I. Application of unmanned aerial vehicles for geomorphological mapping of landslide slopes of the Aibga ridge (Western Caucasus). InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2022. V. 28. Part 1. P. 480–495. DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-480-495 (in Russian)