Геоэкологическая оценка закарстованных территорий в Нижегородской области с применением геоинформационных систем и геопространственных данных тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Тодорова Ася Йорданова

• Тодорова Ася Йорданова
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Тодорова Ася Йорданова

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КАРСТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ, МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ И СИТУАЦИЯ С КАРСТОМ В НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Карст и его значение в народном хозяйстве

1.2 Методы исследования и мониторинга карста

1.3 Общая характеристика Нижегородской области

1.4 Карстовые явления в Нижегородской области

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ДАННЫХ И ПРОГРАММНЫХ ПЛАТФОРМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ИССЛЕДОВАНИИ

2.1 Общая информация

2.2 Спутники дистанционного зондирования Sentinel-1

2.3 Спутники дистанционного зондирования Sentinel-2

2.4 Геоинформационная система QGIS

2.5 Платформа облачных вычислений Google Earth Engine

2.6 Выводы по главе

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВЫЯВЛЕНИЯ И МОНИТОРИНГА КАРСТОВЫХ ЯВЛЕНИЙ

3.1 Общая информация

3.2 Автоматическое определение потенциальных карстовых явлений

3.3 Корреляционный анализ факторов, влияющих на развитие карста в Нижегородской области

3.3.1 Исходные картографические данные

3.3.2 Алгоритмы расчета для выбранных исходных данных

3.3.3 Исследование зависимости степени карстоопасности от геологического строения местности

3.3.4 Исследование зависимости карстоопасности от расстояния до водных объектов

3.3.5 Исследование зависимости карстоопасности от степени неровности рельефа

3.3.6 Выводы по возможности использования исследованных факторов карстоопасности

3.4 Интерферометрическая обработка радиолокационных снимков

3.5 Выводы по главе

ГЛАВА 4. СОЗДАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ОПАСНЫХ ЯВЛЕНИЙ

4.1 Общая информация

4.2 Геоинформационная база данных карстовых явлений в Нижегородской области

4.2.1 Описание базы данных

4.2.2 Контрольные объекты

4.2.3 Примеры и анализ выявленных объектов

4.3 Применение радиолокационной съемки для мониторинга вертикальных смещений поверхности в районе карстовых явлений

4.4 Применение радиолокационной съемки для выявления чрезвычайных ситуаций на железнодорожных путях

4.4.1 Описание методики

4.4.2 Контрольный объект

4.5 Использование геоинформационной базы данных в единой системе государственного экологического мониторинга

4.6 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. ИСХОДНЫЕ КОДЫ ПРОГРАММ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ РАБОТЕ С GOOGLE EARTH ENGINE

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ RU

ПРИЛОЖЕНИЕ В. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ПЕРЕЧЕНЬ СНИМКОВ SENTINEL-2, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ПРИ ТЕСТИРОВАНИИ АЛГОРИТМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ КАРСТОВЫХ ЯВЛЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ КАРСТОВЫХ ЯВЛЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геоэкологическая оценка закарстованных территорий в Нижегородской области с применением геоинформационных систем и геопространственных данных»

Актуальность темы исследования

Заметную часть площадей, используемых в Российской Федерации для хозяйственной деятельности, составляют районы, подверженные карстовым явлениям. Карстовые образования вызывают как негативные, так и позитивные геоэкологические и хозяйственные последствия, однако заблаговременное и точное прогнозирование развития карстовых явлений вызывает сложности, что в свою очередь приводит как к проблемам в хозяйственной деятельности, так и к возникновению опасности жизни и здоровью людей. Исследования карстовых явлений в РФ являются актуальными по следующим причинам:

- географическое положение: Россия обладает большим количеством территорий, где распространены карстовые явления (такие как пещеры, воронки, провалы и другие). Эти территории включают многие районы на Восточно-Европейской равнине, в Предуралье, на Урале, в Южной Сибири, на Дальнем Востоке, на Кавказе и в Крыму;

- стабильность и безопасность: исследования карстовых процессов позволяют лучше понять динамику и последствия таких явлений, что может помочь в разработке мер по предотвращению негативных последствий, таких как обрушения, эрозия почвы и затопления, и для обеспечения безопасности инженерных сооружений, таких как дороги, мосты, здания и т. д;

- защита биоразнообразия: районы развития карста представляют собой уникальные биоценозы с собственной флорой и фауной, их изучение необходимо для сохранения баланса между природой и деятельностью человека;

- защита объектов культурного наследия: карстовые процессы могут угрожать историческим и археологическим памятникам, находящимся в зоне их распространения. Исследования позволяют разработать методы защиты таких объектов;

- экономическая значимость: карстовые явления могут представлять интерес для развития рекреационного туризма, особенно в тех регионах, где они имеют

уникальные и живописные формы. Это может способствовать развитию инфраструктуры, созданию рабочих мест и увеличению доходов от туризма.

Таким образом, исследования карстовых явлений на территории России важны для поддержания экономической стабильности, защиты окружающей среды, сохранения культурного наследия и обеспечения безопасности населения и инфраструктуры.

Степень разработанности темы исследования

В том или ином виде карстовые явления, в том числе на территории Нижегородской области, изучались и описывались начиная с ХУШ века [30, 63]. Начало систематического изучения и мониторинга карста можно ассоциировать с серединой XX века [26, 58].

В СССР и РФ проводились и проводятся работы по всестороннему изучению особенностей процесса карстообразования с точки зрения физики, химии и инженерной геологии [1-13, 26, 38, 42, 51, 55, 58, 80, 107, 114, 120, 121], а также с точки зрения взаимного влияния карстовых ландшафтов и человеческой деятельности, в особенности опасных факторов для строительства в карстоопасных районах [4, 611, 32, 38, 50, 52, 54, 60, 61, 81, 106, 109, 117, 119, 142, 143, 155]. Большое внимание уделяется оценке карстовой опасности на основе накопленной информации и статистических методов [4, 9-13, 44, 55, 69, 72, 153].

Активно изучаются особенности флоры и фауны в районах развития карста с целью сохранения и поддержания уникальных биоценозов; такие исследования проводятся как за рубежом, так и в России [33, 124, 139]. В частности, особое внимание уделяется карстовым биоценозам на особо охраняемых территориях Нижегородской области [16, 48, 62]. Исследователи привлекают внимание к вопросам хрупкости карстовых ландшафтов [148].

Начиная с середины XX века в СССР проводится работа по систематизации изучения карста. В 1953 году организована Дзержинская карстовая станция (впоследствии - Дзержинская карстовая лаборатория, в настоящее время - ОАО «Про-тивокарстовая и береговая защита») [25, 30]. Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области ежегодно публикует отчеты о состоянии

окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области, в которых серьезное внимание уделяется происшествиям, связанным с карстовыми явлениями, и общей обстановке в карстоопасных районах [82-96]. Мониторинг карстовых процессов включен в состав государственного мониторинга состояния недр [45]. В РФ продолжаются работы по разработке стандартизованных нормативов и мер по учету и нейтрализации воздействия карста при строительстве различных объектов [70, 76, 73, 77], которые широко обсуждаются специалистами [50, 109, 110, 113] и составляются с учетом их мнения.

В настоящее время многие исследователи занимаются разработкой различных методик мониторинга, изучения и прогнозирования развития карстовых явлений с помощью комплексирования различных данных дистанционного зондирования и результатов изысканий на местности с использованием современных компьютерных технологий, в особенности геоинформационных систем (ГИС) [34]. Примеры таких исследований описаны, например, в работах [18, 36, 39, 43, 49, 52, 68, 81, 112, 129, 130, 133, 138, 139, 145, 150, 151, 152, 155, 157, 158].

Цель исследования

Целью исследования является разработка системы оперативного выявления и мониторинга карстовых явлений на основе открытых источников данных дистанционного зондирования и геоинформационной базы данных карстовых объектов на ее основе, позволяющей выполнять геоэкологическую оценку закарстованных территорий.

Задачи исследования

Для достижения поставленной цели исследования поставлены следующие задачи:

1. Выполнить анализ российских и зарубежных наработок по исследованиям и мониторингу карстовых явлений различными методами.

2. Провести эксперименты по обработке данных радиолокационной космической съемки на карстоопасные районы Нижегородской области.

3. Провести эксперименты по обработке данных оптико-электронной муль-тиспектральной космической съемки на карстоопасные районы Нижегородской области.

4. Разработать алгоритм автоматического обнаружения потенциальных карстовых явлений по временным сериям мультиспектральной космической съемки.

5. Разработать способ обнаружения потенциально аварийных ситуаций на железнодорожных путях по интерферометрическим парам радиолокационных космических снимков.

6. Выполнить корреляционный анализ различных факторов, связанных со степенью карстоопасности участков местности.

7. Разработать геоинформационную базу данных, позволяющую обрабатывать в комплексе с другими картографическими данными карту автоматически обнаруженных потенциальных карстовых объектов и проводить их оценку и классификацию.

8. Провести тестирование алгоритмов и геоинформационной базы данных на контрольных объектах.

9. Определить перспективные направления дальнейшей разработки темы.

Объект исследования

Объектом исследования являются территории карстоопасных районов Нижегородской области.

Предмет исследования

Предметом исследования является детекция характеристик территории, подвергающейся процессу карстообразования, и динамика их изменений, позволяющая выявлять явления карстообразования с помощью данных космической съемки и вспомогательных картографических данных.

Научная новизна

Научная новизна исследования определяется следующими выполненными работами:

- разработана методика поиска и идентификации карстовых явлений по различным геопространственным данным;

- разработан алгоритм для автоматизированного обнаружения карстовых провалов на территории средней полосы России, проиллюстрировано его применение на примере образовавшихся в последние годы провалов в Нижегородской области;

- выполнен корреляционный анализ набора факторов, влияющих на развитие карста в Нижегородской области, и продемонстрировано их использование для оценки автоматически обнаруженных потенциально карстовых явлений;

- разработана и проверена методика поиска и идентификации карстовых явлений исключительно по данным из открытых бесплатных источников в свободном доступе;

- выявлены ограничения, связанные с поиском карстовых явлений по радиолокационным изображениям, специфичные для территории Нижегородской области.

Теоретическая значимость работы

Теоретическая значимость работы заключается в развитии научно-методической базы мониторинга карстовых явлений на основе данных дистанционного зондирования. Также результаты работы могут быть использованы в других областях, связанных с мониторингом изменений территорий.

Практическая значимость работы

Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что разрабатываемые методы позволят использовать различные типы доступных геопространственных данных для улучшения точности оценки и прогнозирования развития карстовых явлений, а также снижения трудоемкости указанных работ.

Методология и методы исследования

Методология диссертационного исследования представляет собой эмпирическую проверку выдвинутой в прогностических целях гипотезы о признаках карстовых объектов, выявляемых с помощью данных дистанционного зондирования, и включает в себя теоретические (абстрагирование, анализ и синтез, индукцию и дедукцию) и эмпирические (наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент) научные методы.

Экспериментальные доказательства представляют собой проверку разработанных алгоритмов на контрольных объектах.

Научно-техническая гипотеза

Научно-техническая гипотеза исследования состоит в предположении, что использование находящихся в открытом доступе данных космической съемки и их обработка с помощью программного обеспечения с открытым исходным кодом может обеспечить эффективность (соотношение затраченных усилий и количества обнаруживаемых объектов), оперативность (быстроту обнаружения объекта после его образования) и полноту (как соотношение количества обнаруженных объектов и их общего числа) мониторинга и картирования карстовых явлений в карстоопасных районах путем автоматизации выявления потенциальных карстовых провалов и других потенциально опасных явлений.

Положения, выносимые на защиту

1. Методика автоматического обнаружения потенциальных карстовых объектов по временным сериям данных космической мультиспектральной съемки среднего разрешения.

2. Методика использования данных радиолокационной космической съемки для мониторинга катастрофических явлений на железнодорожных путях.

3. Методика создания геоинформационной базы данных для мониторинга карстовых явлений на основе программного обеспечения с открытым исходным кодом и данных, находящихся в открытом доступе.

Личный вклад автора

Автором впервые предложены и реализованы методика и алгоритм анализа временных серий космических снимков среднего разрешения для автоматизированного обнаружения вновь образующихся карстовых провалов, а также использование карт когерентности интерферограмм космических радиолокационных снимков для обнаружения аварийных ситуаций на железнодорожных путях.

Личный вклад автора в получение результатов, изложенных в диссертации, заключается в проведении анализа статистики и характеристик карстовых явлений в Нижегородской области, обобщении научных работ по тематике диссертации,

разработке методики выявления карстовых объектов по данным космической съемки, технологии обработки временных серий покрытий спутниковой съемки среднего разрешения, реализации этой методики и технологии в геопространственной базе данных и проверке базы данных по контрольным объектам.

Степень достоверности результатов

Достоверность результатов обеспечивается:

- проработкой публикаций отечественных и зарубежных авторов, связанных с темой исследования;

- объемом проанализированного в ходе исследования статистического материала по карстовым явлениям на исследуемой территории;

- данными, полученными в ходе тестирования геоинформационной базы данных;

- проверкой алгоритмов на контрольных объектах.

Апробация результатов

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на конференциях:

- Первая национальная конференция «Актуальные проблемы строительной отрасли и образования» (МГСУ, Москва, 2020);

- VII ежегодная Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная памяти доктора технических наук, профессора Александра Дмитриевича Потапова «Потаповские чтения» (МГСУ, Москва, 2022);

- VIII ежегодная Всероссийская научно-практическая конференция, посвященной памяти доктора технических наук, профессора Александра Дмитриевича Потапова «Потаповские чтения» (МГСУ, Москва, 2023);

- 5-я Международная научно-практическая конференция «Методы и модели пространственного анализа» (Бургас, Болгария, 2023);

- Международная научно-практическая конференция «Системный анализ, управление и обработка информации» (Бургас, Болгария, 2023);

- Международная научно-практическая конференция «Геоэкологические проблемы техногенного этапа истории земли - 2023» (МГСУ, Москва, 2023).

Публикации по результатам исследований

Основные результаты исследования в полной мере представлены в 8 публикациях, в том числе в 2 научных статьях в изданиях, входящих в «Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук».

Соответствие паспорту специальности 1.6.21 Геоэкология

Содержание диссертации соответствует пунктам 9 и 16 паспорта специальности 1.6.21 Геоэкология:

9. Динамика, механизмы, факторы и закономерности развития опасных природных, природно-техногенных и техногенных процессов, оценка их активности, опасности и риска проявления. Разработка методов и технологий оперативного обнаружения и прогноза возникновения катастрофических природно-техногенных процессов, последствия их проявления и превентивные мероприятия по их снижению, инженерная защита территорий, зданий и сооружений.

16. Моделирование геоэкологических процессов и последствий хозяйственной деятельности для природных комплексов и их отдельных компонентов. Современные методы геоэкологического картирования, ГИС-технологии и информационные системы в геоэкологии.

Структура и объем диссертации

Диссертация включает в себя: введение, четыре главы, заключение, список литературы (наименований всего - 158, в том числе 32 на иностранных языках), 5 приложений, 74 рисунка, 15 таблиц. Общий объем диссертации 206 страниц.

ГЛАВА 1. КАРСТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ, МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ И СИТУАЦИЯ С КАРСТОМ В НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Карст и его значение в народном хозяйстве

Карстовые процессы [116] представляют собой важный пример опасного природного явления. Эти процессы происходят в растворимых горных породах, состоящих из карбонатов (преимущественно известняки, доломиты и мел), сульфатов (преимущественно гипс и ангидриты), хлоридов (каменная и калийная соль) и некоторых силикатов, кварцитов и аморфных кремнистых отложений, при условии наличия эффективного подземного дренажа. Пример карстового провала в Нижегородской области показан на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. - Карстовый провал в деревне Белозерье Нижегородской области,

2012 г.

Согласно определению, данному в своде правил по инженерно-геологическим изысканиям для строительства [73], карст представляет собой совокупность геологических процессов и явлений, вызванных растворением подземными или поверхностными водами горных пород и проявляющихся в образовании в них пустот, нарушении структуры и изменении свойств.

Карстовые районы составляют значительную часть источников пресной воды: более 25% населения мира проживает в карстовых районах либо получает воду из карстовых водозаборов [143]. Карстовые процессы создают большое количество специфических форм рельефа, включающих карры, воронки (провалы), колодцы,

полье, пещеры, поноры, каверны, эставеллы, наземные и подводные источники, исчезающие реки, русла ушедших рек, подземные речные системы и т. п. Порождаемые карстом формы рельефа имеют свои особенности в каждом регионе, зависящие от геологических и климатических особенностей.

Основные элементы карстовых ландшафтов показаны на рисунке 1.2 [80]. В карстовых районах существуют зоны эрозии и зоны отложения - в последних накапливаются материалы, вымытые из зон эрозии. Эти зоны переходят друг в друга - в зонах преимущественной эрозии происходят также процессы отложения, а в зонах отложения - также может происходить разрушение пород. В зонах эрозии разрушение пород происходит вдоль пути потоков грунтовых вод. В большой части карстовых систем грунтовые воды питаются осадками, циркулируя на относительно небольшой глубине. Реже в карстовых районах доминируют глубинные подземные воды. Вблизи морского побережья морская вода, смешивающаяся с пресной, может существенно ускорять процесс растворения пород.

Рисунок 1.2. - Основные элементы активных карстовых ландшафтов [80]

При выходе карстующихся пород на поверхность говорят об открытом или голом карсте. Если слои, в которых происходят карстовые процессы, перекрыты не-карстующимися породами (песчаниками, глинами и т. д.), то карст является

закрытым. Покрытый карст определяется как карстующиеся породы, покрытые не-растворенными остатками и крупными обломками тех же пород [58].

Некоторые карстовые формы погребены под более поздними породами, обеспечивающими их гидроизоляцию, т. е. в настоящее время карстовые процессы в них не происходят. Такие формы называются палеокарстом. С другой стороны, карстовые формы, которые по-прежнему подвержены воздействию разрушающих факторов, но конфигурация и роль которых изменились со времени их образования, называются реликтовым карстом. Примерами являются старые речные русла, пойменные долины, а также формы, в результате тектонических процессов или изменения уровня воды оказавшиеся высоко над уровнем вод (как, например, осушенные карстовые пещеры) или, напротив, переместившиеся под воду.

Слои легкорастворимых пород, таких как гипс или ангидрит, могут попасть под воздействие разрушающих факторов уже после того, как их закрывают менее растворимые слои других пород. В таком случае имеет место межпластовый карст -результатом разрушающего процесса становится возникновение и обрушение пустот на глубинах до 1 км [143]. С другой стороны, возможно более интенсивное разрушение части слоя пород сходной растворимости, тогда говорят о внутрипла-стовом карсте.

Районы карста представляют собой хрупкое природное окружение, подверженное природным и антропогенным разрушительным процессам. Опасные карстовые явления включают в себя быстро происходящие процессы как на поверхности, так и под поверхностью земли (обрушение, просадка грунта, оползни и т. п.) и их последствия (провалы, истощенные водоносные слои, эрозия поверхности земли). Карстовые опасности представляют собой потенциальные угрозы жизни, здоровью и благополучию людей и целостности инфраструктуры, возникающие вследствие особенностей геологического строения и использования карстовых районов. Подземные полости в карстовых массивах маскируют опасность обрушений. С понятием карстовой опасности связаны понятия оценки рисков и митигационных мероприятий [61, 119].

С другой стороны, карстовые пещеры неразрывно связаны с развитием человеческой цивилизации. В районах Турции, попадающих на территорию «плодородного полумесяца» (территории, на которых в процессе неолитической революции зародились земледелие и скотоводство1) практически каждая пещера представляет собой тысячелетний исторический памятник [136]. Также карстовые районы, как правило, имеют большой потенциал в качестве рекреационных ресурсов. Многие пещеры являются популярными туристическими объектами; также считается, что микроклимат во многих карстовых пещерах может иметь лечебное влияние на человека [33]. Сложный и нестандартный рельеф в карстовых районах, а также специфический биоценоз также может привлекать туристов. При исследовании карстовых районов многие исследователи уделяют отдельное внимание их рекреационной ценности [15, 33, 56, 62, 79, 136].

Своевременное обнаружение и отслеживание динамики карстово-суффозион-ных явлений, в особенности карстовых провалов, имеет большое значение как в народном хозяйстве, так и для жизни и благополучия людей, обитающих в карсто-опасных районах. Негативное действие карста на объекты строительства, экологической безопасности которого уделяется большое внимание [78, 98], на территории России обусловлено расположением в районах покрытого карста, где карстующи-еся растворимые породы перекрыты осадочными несцементированными породами [55]. С карстовыми негативными явлениями тесно связаны суффозионные негативные явления, обусловленные механическим выносом пород подземными водами [121]. В некоторых случаях карстовые и суффозионные процессы соединяются в единый опасный процесс [115].

С учетом площади карстоопасных районов России, мониторинг карстовых явлений практически любым способом (аэрофотосъемка, в том числе с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), или же использование космических данных дистанционного зондирования Земли) имеет высокую трудоемкость и, как следствие, стоимость.

1 Плодородный полумесяц // Википедия. Свободная энциклопедия. - URL: https://m.wikipedia.org/wiki/№o-дородный_полумесяц (дата обращения: 08.05.2025).

1.2 Методы исследования и мониторинга карста

В настоящее время известно множество методов обнаружения и мониторинга карстовых и близких к ним явлений (оползни, связанные с землетрясениями, суф-фозионные явления и т. п.), использующих различные источники данных, включая геофизические данные и данные дистанционного зондирования.

В первую очередь, при выполнении строительных работ на карстоопасных территориях проводят комплексные инженерные изыскания [117], включающие в себя как инженерно-геологические, так и инженерно-гидрометеорологические изыскания (в особенности в районах, в которых карстующиеся породы растворяются под воздействием атмосферных осадков на поверхности либо в глубине массива при поступлении туда осадков с поверхности), а также спелеологические исследования (при наличии и необходимости обследования подземных полостей), инженерно-экологические изыскания (вследствие того, что карстовые явления, будучи неразрывно связанными с подземными водами, играют свою роль в распространении загрязняющих веществ) и т. п. Такие изыскания в основном связаны с работами непосредственно на местности.

Большое количество карстовых объектов обычно выявляется в процессе строительства дорог в карстоопасных районах. Так, в книге [135] описан процесс изысканий и множественные находки различных карстовых форм при строительстве автодороги на «родине» карста - в регионе Карст в Словении.

Заметную долю составляют исследования карстовых объектов после произошедших обрушений, как правило, необходимые для оценки масштабов последствий катастрофических явлений и прогнозирования их возможного дальнейшего развития [7, 25, 30, 71, 111, 112, 126, 131].

Одним из видов изысканий является электроразведка, которую также можно отнести к дистанционному зондированию. Пример использования электроразведочных работ для контроля района работ на предмет наличия карстовых полостей рассмотрен в работе [123]. В исследовании [132] показано, что во время бурения скважин того или иного характера (например, для добычи полезных ископаемых) применение дифференциального фильтрующего алгоритма специального вида к

сигналам телеметрии с датчиков, установленных непосредственно на буре, позволяет заблаговременно определить приближение бура к областям, с высокой вероятностью содержащим карстовые полости.

Для мониторинга и прогнозирования опасных явлений на больших территориях используются различные подходы, основанные на широком применении данных дистанционного зондирования [104].

Так, в работе [129] рассматривается совместное использование данных космической радиолокационной съемки Sentinel-1 (см. подраздел 2.2), космической оптической съемки Sentinel-2 (см. подраздел 2.3), различного рода статистических данных по исследуемой местности, а также данных GNSS-мониторинга для мониторинга и предсказания оползневых явлений с использованием машинного обучения. Несмотря на то, что рассмотренные в работе оползни напрямую не относятся к карстовым явлениям, это исследование описывает ценный опыт успешного применения комбинации различных типов данных ДЗЗ для мониторинга и предсказания опасных природных явлений. Одной из основных сложностей при таком подходе, как указано в работе, является необходимость подготовки большого массива обучающих данных для машинного обучения, т. е. требуется большой объем подготовительной работы, выполняемой с помощью других методов исследования.

В работе [130] рассмотрен полуавтоматический поиск карстовых провалов на территории одного из районов Греции по цифровым моделям рельефа (ЦМР), полученным по данным космической съемки и находящимся в открытом доступе (SRTM23, ASTER GDEM4, ALOS AW3D305). В результате исследования было показано, что использование этих ЦМР позволяет обнаружить около 70% карстовых провалов, определяемых по данным аэрофотосъемки. Кроме того, был проведен сравнительный анализ карты карстовых провалов и геологической карты

2 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) // NASA Earthdata : офиц. сайт. - URL: https://www.earthdata.nasa.gov/sensors/srtm (дата обращения: 16.02.2025).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тодорова Ася Йорданова, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аникеев, А. В. Аккумуляционная емкость растворимых пород как основной показатель устойчивости районов покрытого карста / А. В. Аникеев // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. - 2019. - № 5. -С. 3-14. - DOI 10.31857/S0869-7809201953-14.

2. Аникеев, А. В. Изучение карстово-суффозионных провалов на моделях из термопластических материалов / А. В. Аникеев // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. - 2008. - № 5. - С. 420-435. - ISSN 08697803.

3. Аникеев, А. В. Использование представлений об аккумуляционной емкости закарстованных пород для прогноза устойчивости особо ответственных сооружений / А. В. Аникеев // Сергеевские чтения. Инженерная геология и геоэкология. Фундаментальные проблемы и прикладные задачи : Юбилейная конференция, посвященная 25-летию образования ИГЭ РАН, Москва, 24-25 марта 2016 года / Ответственный редактор В. И. Осипов. Выпуск 18. - Москва : Российский университет дружбы народов, 2016. - С. 119-124. - EDN VULRBJ.

4. Аникеев, А. В. Карстово-суффозионная опасность и риск на участке Нижегородской АЭС / А. В. Аникеев // Сергеевские чтения. Фундаментальные и прикладные вопросы инженерной геодинамики : Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии, Москва, 30-31 марта 2023 года. Выпуск 24. - Москва : ГеоИнфо, 2023. - С. 146-150. - EDN MGKUGB.

5. Аникеев, А. В. Некоторые особенности разрушения слабопроницаемых грунтов при снижении напора подземных вод / А. В. Аникеев // Сергеевские чтения. Геоэкологическая безопасность разработки месторождений полезных ископаемых : материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии в рамках Года экологии в России, Москва, 04-05 апреля 2017 года / Научный совет РАН по проблемам геоэкологии,

инженерной геологии и гидрогеологии. Выпуск 19. - Москва : Российский университет дружбы народов (РУДН), 2017. - С. 131-138. - EDN YOICWT.

6. Аникеев, А. В. О насущных вопросах инженерного карстоведения / А. В. Аникеев // Инженерно-геологические задачи современности и методы их решения : Материалы научно-практической конференции, Москва, 13-14 апреля 2017 года. -Москва : Геомаркетинг, 2017. - С. 140-151. - EDN ZROIBT.

7. Аникеев, А. В. О поверхностных проявлениях карста в Москве / А. В. Аникеев, И. В. Козлякова, И. А. Кожевникова // Инженерная геология. - 2018. -Т. 13, № 4-5. - С. 74-88. - 001 10.25296/1993-5056-2018-13-4-5-74-88. - EDN YWGWHJ.

8. Аникеев, А. В. Об учете разрыхления горных пород при оценке провальной опасности и проектировании строительства в карстовых районах / А. В. Аникеев // Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации : Материалы докладов XIII Общероссийской конференции изыскательских организаций, Москва, 29 ноября - 01 декабря 2017 года. - Москва : Геомаркетинг, 2017. - С. 53-54. - EDN YUVKCQ.

9. Аникеев, А. В. Оценка геологического риска на участке городского строительства / А. В. Аникеев, А. Л. Рагозин, В. Н. Селезнев // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2007. - № 6. - С. 547-560. -EDN IBCDKZ.

10. Аникеев, А. В. Оценка риска поражения Нижегородской АЭС (НИАЭС) карстовыми провалами / А. В. Аникеев // Анализ, прогноз и управление природными рисками с учетом глобального изменения климата "ГЕОРИСК -2018" : Материалы X Международной научно-практической конференции по проблемам снижения природных опасностей и рисков : в 2 томах, Москва, 23-24 октября 2018 года / Отв. ред. Н. Г. Мавлянова. - Том I. - Москва : Российский университет дружбы народов (РУДН), 2018. - С. 18-23. - EDN УКНХСН.

11. Аникеев, А. В. Провалы и воронки оседания в карстовых районах: механизмы образования, прогноз и оценка риска / А. В. Аникеев. - Москва :

Российский университет дружбы народов (РУДН), 2017. - 328 с. - ISBN 978-5-20907483-0. - EDN ZSLFBT.

12. Аникеев, А. В. Провалы и оседание земной поверхности в карстовых районах: моделирование и прогноз : специальность 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» : диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук / Аникеев Александр Викторович, 2014. - 299 с. - EDN LPRYLJ.

13. Аникеев, А. В. Прогноз провалообразования при изменении гидродинамического режима на примере Дзержинского карстового района / А. В. Аникеев, М. В. Леоненко // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2013. - № 2. - С. 130-146. - EDN PZBWVZ.

14. Антипов, В. С. Выявление карстовых и суффозионно-карстовых объектов по материалам космических съемок в центральной части Восточно-Европейской платформы / В. С. Антипов, К. А. Волин, Е. А. Журавлев // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7. Геология. География. - 2016. - № 4. - С. 416. - DOI 10.21638/11701/spbu07.2016.401. - EDN YFPUDH.

15. Ахмеденов, К. М. Карстовые ландшафты окрестностей озера Индер / К. М. Ахмеденов, А. Т. Сейткиреева // Молодой ученый. - 2015. - № 3(83). - С. 308313. - EDN THQRAZ.

16. Бакка, С. В. Особо охраняемые природные территории Нижегородской области : аннотированный перечень / С. В. Бакка, Н. Ю. Киселева ; М-во экологии и природных ресурсов Нижегор. обл. - Нижний Новгород : Минприроды Нижегородской обл., 2008. - 560 с.- EDN QKISSJ.

17. Барашкина, Т. М. Поверхностные формы карста северо-западных отрогов Приволжской возвышенности в Нижегородской области / Т. М. Барашкина // Карстоведение XXI век: теоретическое и практическое значение : Материалы международного симпозиума, Пермь, 25-30 мая 2004 года. - Пермь: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2004. - С. 130-132. - EDN VMSJYZ.

18. Барышников, В. И. Карст Южного Урала из космоса / В. И. Барышников // Пещеры : сб. науч. трудов / Пермский государственный национальный исследовательский университет, Естественнонаучный институт, Горный институт Уральского отделения РАН, Институт карстоведения и спелеологии Русского географического общества. Выпуск 38. - Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2015. - С. 6-9. - EDN VQJAXF.

19. Валетов, Т. Я. Применение открытых картографических сервисов (Google, Яндекс, OSM) при создании исторических ГИС: разработка цифровой карты Транссибирской магистрали / Т. Я. Валетов // Историческая информатика. -2021. - № 3(37). - С. 19-37. - DOI 10.7256/2585-7797.2021.3.36547. - EDN CHPMUQ.

20. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей : Учебник для студентов вузов / Е. С. Вентцель. - 9-е издание, стереотипное. - Москва : ACADEMIA, 2003. - 571 с. -(Высшее образование). - ISBN 5-7695-0984-8. - EDN QJLRAV.

21. Викторов, А. С. Количественная оценка природных рисков на основе материалов космических съемок (на примере озерно-термокарстовых равнин) / А. С. Викторов, В. Н. Капралова // Исследование Земли из космоса. - 2013. - № 4. - С. 33. - DOI 10.7868/S0205961413040106. - EDN QIWCZV.

22. Викторов, А. С. Оценка динамических параметров экзогенных геологических процессов по материалам однократных аэрокосмических съемок / А. С. Викторов // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2014. - № 2. - С. 146-154. - EDN SAVMGR.

23. Викторов, А. С. Разработка программного пакета оценки природных рисков на основе материалов повторных дистанционных съемок / А. С. Викторов, П. В. Березин, В. Н. Капралова // Исследование Земли из космоса. - 2017. - № 5. -С. 57-65. - DOI 10.7868/S0205961417050062. - EDN ZMMYJR.

24. Ворушилов, И. И. Построение разносезонных композитных изображений Sentinel-2 с помощью облачной онлайн-платформы Google Earth Engine / И. И.

Ворушилов, С. А. Барталев, В. А. Егоров // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, 13-17 ноября 2023 года. - Москва : Институт космических исследований Российской академии наук, 2023. - С. 356. - EDN XNVZTK.

25. Гантов, Б. А. Деятельность Дзержинского карстового стационара в новых условиях хозяйствования / Б. А. Гантов, В. В. Толмачев // Карстоведение XXI век: теоретическое и практическое значение : Материалы международного симпозиума, Пермь, 25-30 мая 2004 года. - Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2004. - С. 143147. - EDN VMSKAX.

26. Гвоздецкий, Н. А. Проблемы изучения карста и практика / Н. А. Гвоздецкий. - Москва : Мысль, 1972. - 392 с.

27. Геоиндикаторы изменений окружающей среды районов разработки месторождений твердых полезных ископаемых и методы их оценки / В. И. Осипов, А. С. Викторов, Т. В. Орлов [и др.] // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. -2012. - № 2(6). - С. 21. - EDN SIKDQT.

28. Геоморфометрический анализ рельефа в изучении карстового процесса / Е. В. Полякова, Ю. Г. Кутинов, З. Б. Чистова, А. Л. Минеев // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, 13-17 ноября 2023 года. - Москва : Институт космических исследований Российской академии наук, 2023. - С. 342. -EDN ANHKWC.

29. Геоэкология : Учебное пособие / А. А. Лаврусевич, Т. Г. Макеева, В. П. Хоменко [и др.]. - Москва : Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2020. - 150 с. - ISBN 978-5-43230367-7. - EDN OADDTO.

30. Гигантские карстовые провалы в Нижегородской области / Р. Б. Давыдько, С. А. Махнатов, М. М. Уткин, Р. В. Зотов // Природа. - 2013. - № 5(1173). - С. 5960. - EDN RBJDXV.

31. ГИС-технологии в изучении опасных геологических процессов / А. И. Смирнов, В. Н. Дурнаева, Р. Ф. Абдрахманов, А. О. Полева // Геология. Известия Отделения наук о Земле и природных ресурсов / Академия наук Республики Башкортостан. - 2017. - № 24. - С. 70-76. - EDN ZBOPRJ.

32. Глинский, М. Л. Особенности геологического строения участка размещения Нижегородской АЭС и их учет в проектных решениях ее строительства / М. Л. Глинский, В. А. Егорова, Л. Г. Чертков // Разведка и охрана недр. - 2012. - № 10. - С. 49-52. - EDN PDUXDZ.

33. Говорушко, С. М. Влияние карста на человеческую деятельность / С. М. Говорушко // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. - 2008. - № 6. - С. 132-141. - EDN SXPAAD.

34. ГОСТ Р 52438-2005. Географические информационные системы. Термины и определения = Geographical information systems. Terms and definitions : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 декабря 2005 г. N 423-ст : введен впервые : дата введения 01.07.2006. - Москва : Стандартинформ, 2018. - 16 с.

35. Гумеров, А. Ф. Использование платформы Google Earth Engine для мониторинга агроэкосистем / А. Ф. Гумеров // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, 13-17 ноября 2023 года. - Москва : Институт космических исследований Российской академии наук, 2023. - С. 359. - EDN PHTCZU.

36. Гусев, А. П. Космические методы в прикладной геологии : Практикум / А. П. Гусев. - Гомель : Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины, 2021. - 77 с. - ISBN 99789855777442. - EDN EFUVRK.

37. Давыдько, Р. Б. Крупные карстовые провалы на территории Нижегородской области и условия их образования / Р. Б. Давыдько // Комплексное использование и охрана подземных пространств : сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летнему юбилею научной и туристско-экскурсионной деятельности в Кунгурской Ледяной

пещере и 100-летию со дня рождения В. С. Лукина, Кунгур, 26-31 мая 2014 года / Под общей редакцией О. Кадебской (Горный институт Уральского отделения РАН) и В. Андрейчука (Высшая Государственная Школа им. Я. Павла II в Белой Подляской); Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Горный институт Уральского отделения Российской Академии наук. - Кунгур : Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, 2014. - С. 358-363. -EDN TPUCZX.

38. Дорожко, А. Л. Структурно-геоморфологические условия карстово-суффозионных процессов Нижегородской области / А. Л. Дорожко, И. В. Коробова, Т. В. Суханова // Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах : Материалы Международного симпозиума / Ответственный редактор В. Н. Катаев; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет» : Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2015. - С. 298302. - EDN VYQPIF.

39. Дробинина, Е. В. Использование данных дистанционного зондирования Земли для выбора оптимальных условий размещения инженерных сооружений в закарстованных районах / Е. В. Дробинина, Е. Р. Романова // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, 13-17 ноября 2023 года. - Москва : Институт космических исследований Российской академии наук, 2023. - С. 333. -EDN ZIYYKB.

40. Дробинина, Е. В. Использование платформы Google Earth Engine в инженерно-геологических изысканиях / Е. В. Дробинина // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. - 2022. - № 5(42). - С. 257-264. - EDN DUPUKZ.

41. Дробинина, Е. В. Опыт использования платформы Google Earth Engine для оценки площадей термокарстовых озер / Е. В. Дробинина // Аэрокосмические методы в геологии : сборник научных статей, Пермь, 07 декабря 2020 года. Выпуск

3. - Пермь : Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2021. - С. 289-294. - EDN IERBSM.

42. Дробинина, Е. В. Оценка физико-механических свойств перекрывающих отложений в системе интегрального карстологического прогноза : специальность 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» : диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук / Дробинина Елена Викторовна, 2021. - 152 с. - EDN ZZOBLH.

43. Дублянская, Г. Н. Картографирование, районирование и инженерно-геологическая оценка закарстованных территорий / Г. Н. Дублянская, В. Н. Дублянский ; Науч. ред. В. Н. Саломатин ; Рос. АН, Сиб. отд-ние, Объед. ин-т геологии, геофизики и минералогии и др. - Новосибирск : ОИГГИМ, 1992. -144 с. - ISBN 5-7623-0599-6.

44. Елкин, В. А. Определение возраста поверхностных карстовых воронок для целей оценки карстовой опасности и риска: использование радиоуглеродных датировок и палинологических данных. На примере карстовой воронки правобережье р. Шиланда, Республика Татарстан / В. А. Елкин // Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах : Материалы Международного симпозиума / Ответственный редактор В. Н. Катаев; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет». -Пермь : Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2015. - С. 80-83. - EDN VYQOFT.

45. Зеркаль, О. В. Мониторинг карстового процесса в составе государственного мониторинга состояния недр Российской Федерации / О. В. Зеркаль, Ц. Е. Воронина // Карстоведение XXI век: теоретическое и практическое значение : Материалы международного симпозиума, Пермь, 25-30 мая 2004 года. -Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2004. - С. 300-303. - EDN VMSLAR.

46. Иконников, Л. Б. Карстологический мониторинг Г. Дзержинска за 10 лет / Л. Б. Иконников // Карстоведение XXI век: теоретическое и практическое значение : Материалы международного симпозиума, Пермь, 25-30 мая 2004 года. - Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2004. - С. 317-320. - EDN VMSLED.

47. Использование аэрофотосъемки и воздушного лазерного сканирования для выявления динамики экзогенных процессов как базы для оценки опасности / М. В. Архипова, А. С. Викторов, Т. В. Орлов [и др.] // Геоморфология. - 2020. - №2 1. - С. 34-48. - DOI 10.31857/S0435428120010034. - EDN MCUKDL.

48. Капралов, С. А. Население беспозвоночных в пещерах Урочища Каменного (Нижегородская область) / С. А. Капралов, А. Л. Чернорудский // Пещеры : Сборник научных трудов / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный университет» Естественнонаучный институт, Горный институт Уральского отделения РАН, Институт карстоведения и спелеологии. Том 32. - Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2009. - С. 94-99. - EDN TDAMIH.

49. Кирпотин, С. Н. Прогнозирование динамики термокарстовых озер в зоне многолетней мерзлоты на основе космических снимков и математического моделирования / С. Н. Кирпотин, В. Ю. Полищук // BioClimLand (Biota, Climate, Landscapes). - 2013. - № 1. - С. 48-57. - EDN SETHNX.

50. Ковалев, В. А. Проектирование на закарстованных территориях / В. А. Ковалев, А. Б. Патрикеев, И. А. Пастухова // НИИОСП. Вчера, сегодня, завтра : Труды VII Петрухинских чтений, Москва, 25 мая 2022 года / Под редакцией И. В. Колыбина, О. А. Шулятьева. - Москва: Научно-исследовательский центр «Строительство», 2023. - С. 96-112. - DOI 10.37538/2713-1149-2023-96-112. - EDN MLAJEH.

51. Ковалева, Т. Г. Применение методики послойного аналитико-графического моделирования для определения расчетного диаметра карстового провала / Т. Г. Ковалева, З. В. Кивилева, А. Р. Юркина // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. - 2021. - № 4(41). - С. 263-267. - EDN PPOFLJ.

52. Копылов, И. С. Аэрокосмогеологические методы для оценки геодинамической опасности на закарстованных территориях / И. С. Копылов // Современные наукоемкие технологии. - 2014. - № 6. - С. 14-19. - EDN SKDPCL.

53. Кочетова, А. В. Использование Google Earth Engine для анализа космических снимков Sentinel-2 в целях выделения водотоков по цифровой модели рельефа ArcticDEM / А. В. Кочетова, Д. А. Игнатенко, И. Е. Сидорина // Материалы 21-й Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, 13-17 ноября 2023 года. - Москва : Институт космических исследований Российской академии наук, 2023. - С. 216. -EDN AOHTGR.

54. Кошелева, Т. М. Проблема использования карстовых ландшафтов при размещении полигонов твердых бытовых отходов в Нижегородской области / Т. М. Кошелева // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. -2009. - Т. 11, № 1-2. - С. 219-222. - EDN LMAWGD.

55. Крашенинников, В. С. Покрытый карст: необходимые условия, причины и признаки подготовки провалообразования / В. С. Крашенинников, В. П. Хоменко // Промышленное и гражданское строительство. - 2013. - № 11. - С. 1315. - EDN ROTRQB.

56. Ланцова, И. В. Комплексный мониторинг карстовых процессов в районах интенсивного развития туризма и рекреации / И. В. Ланцова, Н. А. Журавлева // Комплексное использование и охрана подземных пространств : Сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летнему юбилею научной и туристско-экскурсионной деятельности в Кунгурской Ледяной пещере и 100-летию со дня рождения В. С. Лукина, Кунгур, 26-31 мая 2014 года / Под общей редакцией О. Кадебской (Горный институт Уральского отделения РАН) и В. Андрейчука (Высшая Государственная Школа им. Я. Павла II в Белой

Подляской); Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Горный институт Уральского отделения Российской Академии наук. - Кунгур : Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, 2014. - С. 372-377. -EDN TPUDDJ.

57. Любов, М. С. Нижегородское краеведение : учебное пособие / М. С. Любов, Е. Ю. Любова ; Арзамасский филиал ННГУ - Арзамас : Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского (Арзамасский филиал), 2016. - 109 с. - ISBN 978-5-9907932-7-9. -EDN WVVESX.

58. Максимович, Г. А. Карст / Г. А. Максимович. - Москва : Знание, 1960. -

47 с.

59. Математическая модель риска поражения инженерных сооружений инициированными термокарстовыми процессами / А. С. Викторов, М. В. Архипова, В. Н. Капралова, Т. В. Орлов // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2020. - № 3. - С. 82-90. - DOI 10.31857/ S0869780920030108. - EDN GSJOSI.

60. Мельник, В. В. Обоснование геомеханических факторов для диагностики опасности карстопроявлений при недропользовании : специальность 25.00.20 «Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Мельник Виталий Вячеславович. - Екатеринбург, 2010. - 189 с. - EDN QFAIYV.

61. Митигационные мероприятия и анализ причин возникновения аварий на некоторых сооружениях / А. А. Лаврусевич, В. П. Хоменко, А. Й. Тодорова [и др.] // Актуальные проблемы строительной отрасли и образования : Сборник докладов Первой Национальной конференции, Москва, 30 сентября 2020 года. - Москва : Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2020. - С. 750-755. - EDN SHDEQY.

62. Озера Нижегородской области / Ф. М. Баканина, В. П. Воротников, Е. В. Лукина, Б. И. Фридман. - Нижний Новгород : Издание ВООП, 2001. - 165 с.

63. Паллас, П. С. Путешествие по разным провинциям Российской империи. В 3 частях. Ч. 1 / П. С. Паллас. - Санкт-Петербург : Императорская Академия Наук, 1773.

64. Патент № 2333506 Российская Федерация, МПК G01S 5/02 (2006.01). Способ мониторинга опасных карстовых и/или оползневых участков магистральных трубопроводов, железных и автомобильных дорог : № 20071196009 : заявл. 28.05.2007 : опубл. 10.09.2008 / Машуров С. С., Захаров А. И., Красногорский М. Г. ; заявитель ООО «Аэрокосмический мониторинг и технологии».

65. Патент № 2405171 Российская Федерация, МПК G01S 13/88 (2006.01), Способ мониторинга опасных карстовых и оползневых участков в зоне железных дорог с использованием естественных стабильных отражений : № 2009114425 : заявл. 17.04.2009 : опубл. 27.11.2010 / Машуров С. С., Захаров А. И., Драгунов А. Г. ; заявитель Открытое акционерное общество «Российские железные дороги».

66. Патент № 2769575С1 Российская Федерация, МПК G01C 11/00; G06K 9/62; G01N 33/24, Способ генерации карт деградации почвенного покрова : № 2021119664 : заявл. 05.07.2021 : опубл. 04.04.2022 / Рухович Д. И., Трубников А. В., Алеев Д. К. [и др.] ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «АГРОНОУТ».

67. Порошин, Ю. В. Обзор гидрогеологических исследований в Нижегородской губернии / Ю. В. Порошин. - Нижний Новгород : Издание Нижегородского губвысткома, 1923. - 16 с.

68. Применение глобальной цифровой модели рельефа ASTER GDEM v.2 для выделения районов возможной активизации карстовых процессов на территории Архангельской области / Е. В. Полякова, Ю. Г. Кутинов, А. Л. Минеев [и др.] // Ученые записки Казанского университета. Серия: Естественные науки. - 2021. -Т. 163, № 2. - С. 302-319. - DOI 10.26907/2542-064X.2021.2.302-319. - EDN BXNBTF.

69. Рагозин, А. Л. Количественная оценка карстового риска на локальном и региональном уровнях / А. Л. Рагозин, В. А. Елкин // Карстоведение XXI век:

теоретическое и практическое значение : Материалы международного симпозиума, Пермь, 25-30 мая 2004 года. - Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2004. - С. 36-44. - EDN VMSJQN.

70. Рекомендации по проведению инженерных изысканий, проектированию, строительству и эксплуатации зданий и сооружений на закарстованных территориях Нижегородской области / Департамент градостроительного развития территории Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2012. - 139 с.

71. Риск образования карста (на примере провала близ деревни Неледино Шатковского района Нижегородской области) / М. В. Леоненко, О. В. Юргин, В. П. Хоменко, А. А. Лаврусевич // Анализ, прогноз и управление природными рисками с учетом глобального изменения климата «ГЕОРИСК - 2018» : Материалы X Международной научно-практической конференции по проблемам снижения природных опасностей и рисков: в 2 томах, Москва, 23-24 октября 2018 года / Отв. ред. Н. Г. Мавлянова. Том I. - Москва : Российский университет дружбы народов (РУДН), 2018. - С. 77-82. - EDN VLQRGV.

72. Рудакова, В. В. Методы оценки карстовой опасности / В. В. Рудакова, А. В. Корочкин, О. Д. Устинова // Изыскания и проектирование дорог : Сборник научных трудов по материалам конференции студенческого научного общества кафедры «Изыскания и проектирование дорог», Москва, 18 апреля 2023 года / Под общей редакцией П. И. Поспелова. - Москва: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2023. - С. 49-57. -EDN ВДТ^.

73. Свод правил по инженерным изысканиям для строительства СП 11-10597. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов : введен впервые : дата введения 01.07.2000 / Госстрой России. - Москва : ПНИИИС Госстроя России, 2000. - 93 с.

74. Симонян, В. В. Актуальность создания общероссийской геоинформационной системы карстоопасных районов и карстовых явлений / В. В. Симонян, А. Й. Тодорова, В. П. Хоменко // Естественные и технические науки. -2024. - № 7(194). - С. 185-188. - EDN FQHFEG.

75. Система «Вега-Science»: особенности построения, основные возможности и опыт использования / Е. А. Лупян, А. А. Прошин, М. А. Бурцев [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. -2021. - Т. 18, № 6. - С. 9-31. - DOI 10.21046/2070-7401-2021-18-6-9-31. - EDN DZXTMC.

76. Система нормативных документов в строительстве. Региональные нормативы по проведению инженерных изысканий, проектированию, строительству и эксплуатации зданий и сооружений на закарстованных территориях Нижегородской области : издание официальное : утверждены постановлением Правительства Нижегородской области от 31 октября 2011 г. № 886 / Департамент градостроительного развития территории Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2011.

77. Система нормативных документов в строительстве. Территориальные строительные нормы Нижегородской области. ТСН 22-308-98 НН. Инженерные изыскания, проектирования, строительство и эксплуатация зданий и сооружений на закарстованных территориях Нижегородской области : издание официальное : утверждены и введены в действие Постановлением Губернатора Нижегородской области от 30 августа 1999 г. № 267 : дата введения 01.09.1999 / Администрация Нижегородской области. Комитет архитектуры и градостроительства. - Нижний Новгород, 1999.

78. Слесарев, М. Ю. Инновационные методы формирования систем экологической безопасности строительства / М. Ю. Слесарев // Вестник МГСУ -2007. - № 3. - С. 7-12. - EDN MVGZHX.

79. Смирнов, А. А. Рекреационное районирование Динарского нагорья / А. А. Смирнов // Молодой ученый. - 2018. - № 17(203). - С. 128-135. - EDN XNLZDV.

80. Смирнов, В. А. Горячий карст: вулканогенные полости в карбонатных породах Урала / В. А. Смирнов. - Пермь : Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2013. - 355 с. - ISBN 978-5-79442143-9. - EDN RESCZX.

81. Соколова, И. А. Оценка карстовой опасности в Заречной части Нижнего Новгорода с применением ГИС-технологий : специальность 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» : диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук / Соколова Ираида Александровна. - Москва, 2010. - 115 с. - EDN QEYCTJ.

82. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2008 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2009. - 271 с.

83. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2009 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2010. - 290 с.

84. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2010 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2011. - 288 с.

85. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2011 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2012. - 319 с.

86. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2012 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2013. - 296 с.

87. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2013 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2014. - 289 с.

88. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2014 году. Доклад. - Минэкологии и природных ресурсов Нижегородской области, Нижний Новгород, 2015. - 384 с.

89. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2015 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2016. - 325 с.

90. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2016 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2017. - 207 с.

91. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2017 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2018. - 330 с.

92. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2018 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2019. - 248 с.

93. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2019 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2020. - 301 с.

94. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2020 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2021. - 268 с.

95. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2021 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2022. - 277 с.

96. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2022 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2023. - 293 с.

97. Состояние окружающей среды и природных ресурсов Нижегородской области в 2023 году : Доклад / Министерство экологии и природных ресурсов Нижегородской области. - Нижний Новгород, 2024. - 296 с.

98. Теличенко, В. И. Подходы к интерпретации систем управления экологической безопасностью в строительстве / В. И. Теличенко, В. В. Гутенев,

М. Ю. Слесарев // Экология урбанизированных территорий. - 2006. - № 2. - С. 611. - EDN KAMOZX.

99. Тодорова, А. Й. Автоматизированное обнаружение карстовых провалов по снимкам Sentinel-2 / А. Й. Тодорова, М. А. Дракин // Потаповские чтения - 2022 : Сборник материалов VII ежегодной Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти доктора технических наук, профессора Александра Дмитриевича Потапова, Москва, 18 мая 2022 года. - Москва : Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2022. - С. 103-108. - EDN GOJKRJ.

100. Тодорова, А. Й. Автоматизированное обнаружение карстовых провалов по снимкам Sentinel-2 / А. Й. Тодорова, М. А. Дракин, А. А. Лаврусевич // Разведка и охрана недр. - 2023. - № 2. - С. 40-46. - DOI 10.53085/0034-026X_2023_02_40. -EDN CBXQDV.

101. Тодорова, А. Й. Автоматизированный анализ карстовых явлений с помощью платформы Google Earth Engine / А. Й. Тодорова, М. А. Дракин // Вестник евразийской науки. - 2023. - Т. 15, № 5. - EDN ICRGUT.

102. Тодорова, А. Й. Изучение применимости спутниковой радиолокационной съемки для анализа закарстованности территорий на тестовых участках в Нижегородской области / А. Й. Тодорова // Потаповские чтения - 2023 : Сборник материалов VIII ежегодной Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти доктора технических наук, профессора Александра Дмитриевича Потапова, Москва, 16 мая 2023 года. - Москва : Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2023. - С. 90-98. - EDN BOHBHP.

103. Тодорова, А. Й. Корреляционный анализ некоторых факторов, влияющих на развитие карста в Нижегородской области, с использованием геоинформационных технологий / А. Й. Тодорова, М. А. Дракин, А. А. Лаврусевич // Вестник евразийской науки. - 2023. - Т. 15, № 2. - EDN XTKTPH.

104. Тодорова, А. Й. Применение геоинформатики в геоэкологии / А. Й. Тодорова // Славянский форум. - 2023. - № 1(39). - С. 358-362.

105. Тодорова, А. Й. Применение космической радиолокационной съемки для выявления вызванных карстовыми процессами чрезвычайных ситуаций на железнодорожных путях в Нижегородской области / А. Й. Тодорова // Вестник Евразийской науки. - 2024. - Т 16. - № 6. - URL: https://esj.today/PDF/ 23NZVN624.pdf (дата обращения: 16.02.2025).

106. Толмачев, В. В. Инженерно-строительное освоение закарстованных территорий / В. В. Толмачев, Г. М. Троицкий, В. П. Хоменко. - Москва : Стройиздат, 1986. - 176 с. - EDN UBENIN.

107. Толмачев, В. В. Инженерное карстоведение / В. В. Толмачев, Ф. Ройтер. - Москва-Берлин : Недра; AKADEMIE - VERLAG, 1990. - 151 с. - ISBN 5-247-01508-8. - EDN YLWZHZ.

108. Толмачев, В. В. Инженерное карстоведение: основные тенденции и перспективы развития / В. В. Толмачев // Карстоведение XXI век: теоретическое и практическое значение : Материалы международного симпозиума, Пермь, 25-30 мая 2004 года. - Пермь: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2004. - С. 1114. - EDN VMSJNV.

109. Толмачев, В. В. Карстовый мониторинг как основа для изысканий на предпроектных этапах строительного освоения территорий Нижегородской области / В. В. Толмачев, Р. Б. Давыдько // Сергеевские чтения. Роль инженерной геологии и изысканий на предпроектных этапах строительного освоения территорий : Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии, Москва, 22-23 марта 2012 года / Научный совет РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. Выпуск 14. - Москва : Российский университет дружбы народов, 2012. - С. 78-82. - EDN OHEELJ.

110. Толмачев, В. В. Нормативно-методическая база строительства в карстовых районах России: критический анализ, предложения по совершенствованию / В. В. Толмачев // Экологическая безопасность и

строительство в карстовых районах : Материалы Международного симпозиума, Пермь, 26-29 мая 2015 года / Ответственный редактор В. Н. Катаев; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет». - Пермь : Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2015. - С. 42-49. - EDN VYQODV.

111. Уткин, М. М. Механизм (стадии) образования крупного карстового провала в п. Бутурлино Нижегородской области / М. М. Уткин, Р. Б. Давыдько // Комплексное использование и охрана подземных пространств : Сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летнему юбилею научной и туристско-экскурсионной деятельности в Кунгурской Ледяной пещере и 100-летию со дня рождения В. С. Лукина, Кунгур, 26-31 мая 2014 года / Под общей редакцией О. Кадебской (Горный институт Уральского отделения РАН) и В. Андрейчука (Высшая Государственная Школа им. Я. Павла II в Белой Подляской); Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Горный институт Уральского отделения Российской Академии наук. - Кунгур : Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, 2014. - С. 363-368. -EDN ТРЦОАН.

112. Уткин, М. М. Промежуточные результаты проведённого мониторинга крупной карстово-провальной воронки с использованием беспилотного летательного аппарата / М. М. Уткин, Е. К. Никольский, Н. Ю. Королев // Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах : Материалы Международного симпозиума / Ответственный редактор В. Н. Катаев; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет». - Пермь : Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2015. - С. 131-133. - EDN VYQOKJ.

113. Учет региональных особенностей при разработке СП «Инженерные изыскания для строительства на закарстованных территориях. Общие требования»

/ А. Д. Кочев, А. В. Аникеев, М. И. Богданов [и др.] // Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации : Материалы докладов Четырнадцатой Общероссийской научно-практической конференции и выставки изыскательских организаций, Москва, 11-14 декабря 2018 года. -Москва : ООО «Геомаркетинг», 2018. - С. 720-721. - EDN VWQAGE.

114. Хмурчик, В. Т. Микроорганизмы, карст, нефть и спелеогенез / В. Т. Хмурчик, Н. Г. Максимович, О. Ю. Мещерякова // Пещеры / Горный институт Уральского отделения РАН ; Институт карстоведения и спелеологии Русского Географического общества. Том 33. - Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2010. - С. 130-135. - EDN SXACBZ.

115. Хоменко, В. П. Карстово-суффозионно-обвальное провалообразование и оценка его опасности для зданий и сооружений / В. П. Хоменко, О. К. Криночкина // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2022. - № 1. -С. 20-29. - DOI 10.31857/S0869780922010076. - EDN ORJLNL.

116. Хоменко, В. П. Карстовое провалообразование: механизм и оценка опасности / В. П. Хоменко // Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах : Материалы Международного симпозиума / Ответственный редактор В. Н. Катаев; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет». - Пермь : Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2015. -С. 50-60. - EDN VYQTGN.

117. Хоменко, В. П. Методологические принципы планирования инженерных изысканий на карстоопасных территориях / В. П. Хоменко, А. А. Лаврусевич // Российский форум изыскателей : Сборник докладов IV Международной научно-практической конференции, Москва, 15-16 сентября 2022 года. - Москва : «КДУ», «Добросвет», 2022. - С. 141-147. - EDN XAHSRQ.

118. Хоменко, В. П. Причины и механизм карстового провалообразования на территории г. Дзержинска Нижегородской области / В. П. Хоменко // Карстоведение XXI век: теоретическое и практическое значение : Материалы международного симпозиума, Пермь, 25-30 мая 2004 года. - Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2004. - С. 208-212. - EDN VMSKIF.

119. Хоменко, В. П. Противокарстовая и противосуффозионная защита в России: история и современность / В. П. Хоменко // Вестник МГСУ - 2018. - Т. 13, № 4(115). - С. 482-489. - DOI 10.22227/1997-0935.2018.4.482-489. - EDN XOUHHF.

120. Хоменко, В. П. Сравнительная оценка трех способов расчета диаметра карстово-обвального провала простого типа / В. П. Хоменко, М. В. Леоненко, А. О. Дзуцев // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2023. - № 1. - С. 41-49. - DOI 10.31857/S086978092301006X. - EDN HSNGWB.

121. Хоменко, В. П. Суффозия: терминология и феноменология / В. П. Хоменко // Опасные для строительства геологические процессы : Сборник материалов Международного семинара, посвященного 70-летию доктора геолого-минералогических наук, профессора Виктора Петровича Хоменко, Москва, 08 июня 2018 года. - Москва : Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2019. - С. 6-15. - DOI 10.22227/9785-7264-1933-6.2019.6-15. - EDN BENFUS.

122. Чебурков, Д. Ф. Ландшафтно-карстологическая характеристика городской территории для целей территориального планирования (на примере г. Павлово Нижегородской области) / Д. Ф. Чебурков // Молодой ученый. - 2014. -№ 18. - С. 193-197. - EDN SYANCR.

123. Червинская, О. П. Карстологическая интерпретация результатов электроразведки на площадке проектируемого промышленного предприятия / О. П. Червинская, К. Р. Авезова, В. П. Хоменко // Промышленное и гражданское строительство. - 2009. - № 11. - С. 16-17. - EDN KXDDEV.

124. Шаврина, Е. В. Изменения в пещерах и поверхностном карсте при воздействии биогенного фактора / Е. В. Шаврина, А. В. Сивков // Пещеры : Сб. науч. трудов / Пермский государственный национальный исследовательский университет, Естественнонаучный институт, Горный институт Уральского отделения РАН, Институт карстоведения и спелеологии Русского географического общества. Выпуск 38. - Пермь : Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2015. - С. 117127. - EDN VQJAZX.

125. Шарапов, Р. В. Исследование состояния поверхностных вод закарстованных территорий у с. Монаково / Р. В. Шарапов, А. С. Погорелова // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. - 2017. - № 2(32). - С. 3951. - EDN XNTLZJ.

126. Яшнова, Т. В. Проявления карста на территории Нижегородской области / Т. В. Яшнова // Молодой ученый. - 2014. - № 21(80). - С. 62-65. - EDN TCUZUD.

127. A Method for Automatic Detection and Delineation of Karst Depressions and Hills / E. Pardo-Iguzquiza, J. J. Duran, P. A. Robledo-Ardila [et al.] // Hydrogeological and Environmental Investigations in Karst Systems. Environmental Earth Sciences. -Berlin : Springer, 2015. - Vol. 1. - P. 75-82. - DOI 10.1007/978-3-642-17435-3_9.

128. Al-Fugara, A. DSM derived stereo pair photogrammetry: Multitemporal morphometric analysis of a quarry in karst terrain / A'kif Al-Fugara, Rida Al-Adamat, Omar Al-Kouri, Saleh Taher // The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Sciences. - 2016. - Vol. 19, Issue 1. - P. 61-72. - ISSN 1110-9823. - DOI 10.1016/j.ejrs.2016.03.004.

129. An application of Sentinel-1, Sentinel-2, and GNSS data for landslide susceptibility mapping / O. Ghorbanzadeh, T. Blaschke, K. Didehban [et al.] // ISPRS International Journal of Geo-Information. - 2020. - Vol. 9, No. 10. - P. 561. - DOI 10.3390/ijgi9100561. - EDN IASVNL.

130. Assessment of freely available DSMs for automatic karst feature detection / M. Kakavas, K. G. Nikolakopoulos, A. Kyriou, H. Zagana // Arabian Journal of

Geosciences. - 2018. - Vol. 11, No. 14. - P. 1-14. - DOI 10.1007/s12517-018-3654-8. -EDN UUHOCD.

131. Atlas of Karst Collapses / Mingtang Lei, Wanfang Zhou, Xiaozhen Jiang [et al.] // Advances in Karst Science. - Springer International Publishing, 2022. - 160 p. -ISBN 978-3030929114. - DOI 10.1007/978-3-030-92912-1.

132. Automated pattern recognition in real-time drilling data for early karst detection / D. Maksimov, M. A. L0ken, A. Pavlov, S. Sangesland // Proceedings of the 40th International Conference on Offshore Mechanics and Arctic Engineering - OMAE : Adapting to and Mitigating Climate Change in Marine, Offshore and the Oceans, 21-30 June 2021. - 2021. - DOI 10.1115/OMAE2021-60529. - EDN IFFKXD.

133. Automatic karst cave detection from seismic images via a convolutional neural network and transfer learning / J. Huang, Yu. Huang, Ya. Ma, B. Liu // Frontiers in Earth Science. - 2023. - Vol. 10. - DOI 10.3389/feart.2022.1043218. - EDN XFTADU.

134. Braun, A. TOPS Interferometry Tutorial / Andreas Braun, Luis Veci. - Paris, France : ESA. - 2021. - URL: https://step.esa.int/docs/tutorials/S1TBX%20 TOPSAR%20Interferometry%20with%20Sentinel-1 %20Tutorial_v2.pdf (дата обращения: 16.02.2025).

135. Cave Exploration in Slovenia. Discovering Over 350 New Caves During Motorway Construction on Classical Karst / Ed. Martin Knez, Tadej Slabe // Cave and Karst Systems of the World / Springer International Publishing Switzerland. - Springer Cham, 2016. - 324 p. - ISBN 978-3-319-21202-9. - DOI 10.1007/978-3-319-21203-6.

136. Caves and Karst of Turkey - Vol. 1: History, Archaeology and Caves / Ali Yama?, Eric Gilli, Ezgi Tok, Koray Törk // Cave and Karst Systems of the World. -Springer Cham, 2021. - ISBN 978-3-030-65500-6. - DOI 10.1007/978-3-030-65501-3.

137. Congedo, L. Semi-Automatic Classification Plugin: A Python tool for the download and processing of remote sensing images in QGIS / L. Congedo // Journal of Open Source Software. - 2021. - Vol. 6, No. 64. - P. 3172. - DOI 10.21105/joss.03172. - EDN HVVOPO.

138. Development of Technology for Remote Location of Unknown Underground Cavities and Deep-Seated Rockslides by Unmanned Air Systems (UAS) / Y Shopov, O.

Ognianov, A. Filipov, I. R. Ivanov // Journal of Physics: Conference Series : V International Conference on Information Technology and Nanotechnology, ITNT 2019, Samara, 21-24 May 2019. - Samara: Institute of Physics Publishing, 2019. - Vol. 1368, 3. - DOI 10.1088/1742-6596/1368/3/032032. - EDN MPXVFL.

139. Dolines and Cats: Remote Detection of Karst Depressions and Their Application to Study Wild Felid Ecology / S. Cone, T. Oliveira, R. Portas [et al.] // Remote Sensing. - 2022. - Vol. 14, No. 3. - P. 656. - DOI 10.3390/rs14030656. - EDN TCGVHQ.

140. Google Earth Engine: Planetary-scale geospatial analysis for everyone / N. Gorelick, M. Hancher, M. Dixon [et al.] // Remote Sensing of Environment. - 2017. -Vol. 202. - P. 18-27.

141. Harrington, J.D. NASA Radar Demonstrates Ability to Foresee Sinkholes / J. D. Harrington, A. Buis. - NASA, 2014. - News Release 14-064. - URL: https://www.nasa.gov/news-release/nasa-radar-demonstrates-ability-to-foresee-sinkholes/ (дата обращения: 16.02.2025).

142. Haryono, E. Advances in Karst Geomorphology and Hydrogeology Research in the Last Decade and Its Future Direction for Karst Land Use Planning / Eko Haryono // Research Directions, Challenges and Achievements of Modern Geography. Advances in Geographical and Environmental Sciences / Ed. J. Banski, M. Meadows. - Singapore : Springer. 2023. - DOI 10.1007/978-981-99-6604-2_12.

143. Hydrogeology - A Global Perspective / Edited by Gholam A. Kazemi. -Croatia, 2012. - 234 p. - ISBN 978-953-51-0048-5. - DOI 10.5772/1523.

144. InSAR Principles - Guidelines for SAR Interferometry Processing and Interpretation (TM-19, February 2007) / A. Ferretti, A. Monti-Guarnieri, C. Prati [et al.]. -ESA Publications, 2007.

145. Karst depression detection using ASTER, ALOS/PRISM and SRTM-derived digital elevation models in the Bambuí Group, Brazil / Osmar Abílio De Carvalho, Júnior, Renato Fontes Guimaräes, David R. Montgomery [et al.] // Remote Sensing. - 2013. -Vol. 6. - №. 1. - P. 330-351. - DOI 10.3390/rs6010330.

146. Kim, Y J. Sinkhole Detection and Characterization Using LiDAR-Derived DEM with Logistic Regression / Yong Je Kim, Boo Hyun Nam, Heejung Youn // Remote Sensing, 2019. - Vol. 11. - Issue 13. - DOI 10.3390/rs11131592.

147. Lidar Processing for Defining Sinkhole Characteristics under Dense Forest Cover: A Case Study in the Dinaric Mountains / M. Kobal, I. Bertoncelj, F. Pirotti, L. Kutnar // Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. - 2014. - Vol. XL-7. -P. 113-118. - DOI 10.5194/isprsarchives-XL-7-113-2014.

148. Parise, M. Degradation of the Karst Environment / M. Parise, Umberto Samuele D'Ettorre, Isabella Serena Liso // International Scientific Conference Man and Karst 2022, Sept. 12-17 2022, Custonaci, Itely. - 2023. - Vol XVII. - P. 35-40.

149. Patent № 115937696 China, IPC G06V 20/13 (2022.01). Method for monitoring large-scale long-time-sequence earth surface bare rate based on GEE cloud platform : № 202210732491.3 : appl. 27.06.2022 : pub. 07.04.2023 / Pu Junwei, Zhao Xiaoqing, Chu Bocheng [et al.] ; Yunnan University YNU.

150. Pirasteh, S. Development of Groundwater Exploration in Karst Areas Using Remote Sensing and GIS / Saied Pirasteh // Development of Groundwater Exploration in Karst Areas Using Remote Sensing and GIS, Kuala Lumpur, Malaysia. - 2008. - URL: https://www.researchgate.net/publication/320696500_Development_of_Groundwater_ Exploration_in_Karst_Areas_Using_Remote_Sensing_and_GIS (дата обращения: 16.02.2025).

151. Remote Sensing and GIS Contribution to the Investigation of Karst Landscapes in W-Morocco / Barbara Theilen-Willige, Fatima El Bachari, Halima Ait Malek, Abdessamad Charif // 26th IUGG General Assembly, Prague. - 2015. - URL: https://www.researchgate.net/publication/279203570_Remote_Sensing_and_GIS_ Contribution_to_the_Investigation_of_Karst_Landscapes_in_W-Morocco (дата обращения: 16.02.2025).

152. Siart, C. Combining digital elevation data (SRTM/ASTER), high resolution satellite imagery (Quickbird) and GIS for geomorphological mapping: a multi-component case study on Mediterranean karst in Central Crete / Christoph Siart, Olaf Bubenzer,

Bernhard Eitel // Geomorphology. - 2009. - Vol. 112. - Issues 1-2. - P. 106-121. - DOI: 10.1016/j.geomorph.2009.05.010.

153. Stochastic approach for karst risk assessment in a motorway project / Fabrizio Peruzzo, Federico Bontempi, Walter Giulietto [et al.] // Euroengeo-2020, Athens. -2021. - URL: https://www.researchgate.net/publication/355192567_Stochastic_ approach_for_karst_risk_assessment_in_a_motorway_project (дата обращения: 16.02.2025).

154. Sykas, D. Spectral Indices with multispectral satellite data / Dimitris Sykas. -GU Geo University, 2020. - URL: https://www.geo.university/pages/spectral-indices-with-multispectral-satellite-data (дата обращения: 16.02.2025).

155. The Study of Karst Desertification Maros Pangkep Based on Landsat 8 OLI Imagery / E. Budiyanto, N. H. Purnomo, M. Muzayanah [et al.] // GeoEco. - 2021. -Vol. 8, No. 1. - P. 77. - DOI 10.20961/ge.v8i1.51425. - EDN FILWHQ.

156. Todorova, A. Y Tasks of ecological geoinformatics / A. Y. Todorova // Slavic Forum. - 2023. - 2(40). - P. 466-477.

157. Using machine learning to identify karst sinkholes from LiDAR-derived topographic depressions in the Bluegrass Region of Kentucky / Ju. Zhu, A. M. Nolte, N. Jacobs, M. Ye // Journal of Hydrology. - 2020. - Vol. 588. - DOI 10.1016/j.jhydrol.2020.125049. - EDN RGRNJG.

158. Xie, X. Sub-pixel mapping of karst rocky desertification using multiple endmember spectral mixture analysis / Xiangjian Xie, Yuqian Wang, Dan Liu // 2018 Fifth International Workshop on Earth Observation and Remote Sensing Applications (EORSA). - IEEE, 2019. - DOI 10.1109/E0RSA.2018.8598602.

168

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Исходные коды программ, используемых при работе с Google Earth Engine

Листинг программы загрузки растрового покрытия Sentinel-2 за заданный год из Google Earth Engine в QGIS (язык: Python):

import ee

from ee_plugin import Map

def maskS2clouds(image):

mask = ee.Image(image.get('s2cloudless')).select('probability').lt(40); return image.updateMask(mask)

def addYear2(year):

startDate = str(year)+'-05-01' endDate = str(year)+'-10-01' asset = 'COPERNICUS/S2' if year >= 2022:

asset = asset + '_HARMONIZED' s2_sr_col = ee.ImageCollection(asset)\ .filterDate(startDate, endDate)\

.filter(ee.Filter.lte('CLOUDY_PIXEL_PERCENTAGE', 20)) s2_cloudless_col = ee.ImageCollection('COPERNICUS/S2_CLOUD_PROBABILITY')\

.filterDate(startDate, endDate) join1 = ee.Join.saveFirst('s2cloudless')

joinFilter = ee.Filter.equals(**{'leftField':'system:index', \

'rightField':'system:index'}) dataset = ee.ImageCollection(join1.apply(s2_sr_col, s2_cloudless_col, \

joinFilter)) median = dataset.map(maskS2clouds2).median()

Map.addLayer(median, {"bands": ['B4', 'B3', 'B2'], "max": 3000}, \

'Sentinel-2 '+str(year), False) Map.addLayer(median, {"bands": ['B8'], "max": 3000}, \ 'Sentinel-2 IR '+str(year), False)

Листинг программы выделения потенциальных карстовых объектов в веб-интерфейсе Google Earth Engine (язык: JavaScript):

function maskS2clouds(image) {

var qa = image.select('QA60');

var cloudBitMask = 1 << 10;

var cirrusBitMask = 1 << 11;

var mask = qa.bitwiseAnd(cloudBitMask).eq(0)

.and(qa.bitwiseAnd(cirrusBitMask).eq(0)); return image.updateMask(mask);

}

function getData(year, bounds) {

var asset = 'COPERNICUS/S2'; if(year >= '2022')

asset = asset + '_HARMONIZED'; var dataset = ee.ImageCollection(asset)

.filterDate(year+'-06-01', year+'-09-01') .filterBounds(bounds)

.filter(ee.Filter.lt('CLOUDY_PIXEL_PERCENTAGE', 10)) .map(maskS2clouds); return dataset.median();

}

function process(img, bounds) {

var ndvi = img.expression('(nir - red) / (nir + red)', {

red: img.select('B4'), nir: img.select('B8') }).rename('ndvi');

var nir = img.select('B8');

var medianReducer = ee.Reducer.median(); var nirMedian = ee.Number(nir.reduceRegion({ reducer: medianReducer, geometry: bounds, bestEffort: true, }).get('B8'));

var ndvi_mask = ndvi.lte(0.45).rename('ndvi_mask');

var nir_mask = nir.lte(1200).rename('nir_mask');

nir_mask = nir_mask.reproject('EPSG:4326', null, 10);

var full_mask = ndvi_mask.and(nir_mask).rename('full_mask');

return img

.addBands(ndvi) .addBands(ndvi_mask) .addBands(nir_mask) .addBands(full_mask);

}

function getProcImage(year, bounds)

{

var img = getData(year, bounds); return process(img, bounds);

}

var rgbVis = { min: 0, max: 3000,

bands: ['B4', 'B3', 'B2']

};

var nirVis = { min: 0, max: 4000, bands: ['B8']

};

var nirMaskVis = { min: 0, max: 1,

bands: ['nir_mask']

};

var ndviVis = { min: -1, max: 1,

bands: ['ndvi']

};

var fullMaskVis = { min: [0, 0, 0], max: [1, 100, 100],

bands: ['full_mask', 'full_mask', 'full_mask']

};

function addYearLayers(year, bounds, addLayers) {

var img = getProcImage(year, bounds); var yearInt = parseInt(year) - 2016;

img = ee.Image(yearInt).float().rename('year').addBands(img);

if(addLayers) {

Map.addLayer(img, rgbVis, year, false); Map.addLayer(img, nirVis, year + ' NIR', false); Map.addLayer(img, ndviVis, year + ' NDVI', false); Map.addLayer(img, nirMaskVis, year + ' NIR mask', false);

}

var maskImg = img.updateMask(img.select(['full_mask']).gt(0)); if(addLayers)

Map.addLayer(maskImg, fullMaskVis, year + ' mask',false);

return img;

}

var trendVis = { min:0,

max:[0.2, 1000, 1000],

bands: ['scale','scale','scale']

};

function processRect(bounds, addLayers) {

var srcImages = [];

for(var i = 2016; i <= 2023; ++i)

srcImages[i] = addYearLayers(i.toString(), bounds, addLayers); var images = ee.ImageCollection(srcImages);

var fit = images.select(['year','full_mask']).reduce(ee.Reducer.linearFit());

var mask = fit.select(['scale']).gt(0.1).rename('mask');

var filteredMask = mask.focalMin(1, 'circle', 'meters');

fit = fit.updateMask(filteredMask);

if(addLayers)

Map.addLayer(fit, trendVis, 'Trend');

var vec = fit.select(['scale']).multiply(10).toInt().reduceToVectors({ reducer: ee.Reducer.countEvery(), geometry: bounds, scale: 30, maxPixels: 1e9 });

var result = ee.FeatureCollection(vec); if(addLayers) Map.addLayer(result, {color: '00FFFF'}, 'Result');

}

processRect(Map.getBounds(true), true);

173

ПРИЛОЖЕНИЕ Б.

Заявка на изобретение RU 2025 102 934

Заявка направлена в Федеральную службу по интеллектуальной собственности - вх. номер 2025102934 007643 от 10.02.2025, положительный результат формальной экспертизы - 06.03.202574.

СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ КАРСТОВЫХ ЯВЛЕНИЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

Индексы МПК

G06V 20/13 G06V 10/28 G06T 7/136 G01C 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области геоэкологического мониторинга, в частности к методам дешифрирования данных дистанционного зондирования (космических мультиспектральных спутниковых снимков) для автоматизированного обнаружения и мониторинга состояния поверхностных карстовых объектов (воронки, провалы), а также антропогенных объектов аналогичного характера, в условиях, характерных для средней полосы России.

Проблема своевременного обнаружения новых карстовых объектов является актуальной в карстоопасных районах, в которых на большой площади в практически непредсказуемых местах и в практически непредсказуемые моменты времени могут образовываться новые карстовые провалы.

Уровень техники

Известен способ генерации карт деградации почвенного покрова с помощью анализа спутниковых снимков Landsat, для осуществления которого отбираются

74 Заявка на ИЗ .№2025102934 // ФИПС - Федеральное государственное бюджетное учреждение Федеральный институт промышленной собственности : офиц. сайт. - URL: https://www.fips.ru/registers-doc-view/ fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2025102934 (дата обращения: 12.05.2025).

снимки, покрывающие интересующий участок поверхности за много лет, затем из этого набора снимков с помощью обучаемой нейронной сети отбираются снимки без дефектов, затем по ним вычисляется нормализованный относительный индекс растительности МОУ1, и по статистике значений индекса в данной точке по всем снимкам делается вывод о наличии проявлений деградации почвенного покрова (патент RU№2769575С1, МПК G01C 11/00; G06K 9/62; G01N 33/24, 2021 год).

Данный способ позволяет по спутниковым снимкам Landsat обнаруживать нарушения почвенного покрова, которые в числе прочих причин могут быть вызваны карстовыми провалами.

Однако данный способ не включает анализ развития процесса деградации во времени; также недостатком этого способа является то, что он предназначен только для сельскохозяйственных полей.

Известен способ мониторинга опасных карстовых и оползневых участков в зоне железных дорог с использованием естественных стабильных отражателей методами дистанционного зондирования из космоса на основе интерферометрической обработки космических радиолокационных снимков (патент RU№2405171C1, МПК G01S 13/88, 2009 год). Данный способ отличается от предлагаемого использованием радиолокационных космических изображений вместо оптических муль-тиспектральных, однако предназначен для решения аналогичной задачи - автоматизированного мониторинга опасных поверхностных явлений.

Данный способ позволяет за счет интерферометрической обработки определять с высокой точностью вертикальные и горизонтальные смещения элементов поверхности, связанные с опасными карстовыми и оползневыми явлениями.

Однако данный способ опирается на наличие отдельных элементов поверхности, формирующих стабильные радиолокационные отражатели, и мониторинг их сдвигов в течение интервала наблюдений - данное условие выполняется вблизи объектов транспортной инфраструктуры, но в общем случае не выполняется для произвольного участка местности, и не подходит для обнаружения карстовых явлений, локализованных на участках без стабильных радиолокационных отражателей.

Наиболее близким к изобретению является способ обнаружения нарушений растительности и появления открытых участков грунта (возникающих по причине карстовых процессов, нарушений почвенного покрова, исчезновения водных объектов и подобных явлений) путем анализа спутниковых мультиспектральных снимков среднего разрешения, полученных спутниками семейства Landsat, с помощью облачной платформы Google Earth Engine, (далее - GEE) и вычисления нескольких индексов (в частности, индекса Exposed Surface Fraction), связанных с наличием открытых участков грунта; при этом способ включает несколько вариантов расчета индексов за длительный период времени, составляющий несколько лет (заявка на патент CN№115937696A, МПК G06V 20/13, 2022 год).

Данный способ позволяет в автоматизированном режиме вычислять на всю область интереса наборы последовательных усредненных значений индексов.

Однако данный способ не включает в себя метод определения наличия искомых опасных явлений, а также непосредственно метод анализа динамики опасных процессов, так как выходными данными для способа являются только наборы значений индексов - числовых показателей, характеризующих исследуемую местность, но не указывается способ обнаружения на их основе опасных явлений или составления выводов об их развитии. Кроме того, указанный способ связан с данными съемки от конкретной серии спутников (Landsat) и с обработкой на конкретной вычислительной платформе (GEE).

Раскрытие изобретения

Сущность заявляемого способа заключается в том, что первоначально определяется конкретная съемочная система (спутники дистанционного зондирования Земли, оснащенные оптико-электронной съемочной аппаратурой, включая, но не ограничиваясь, Landsat-7, Landsat-8 или Sentinel-2), область интересов на местности, а также диапазон годов, для которого проводится анализ (два и более последующих года). Затем в качестве исходных данных отбираются мультиспектральные космические снимки среднего разрешения, то есть с размером пиксела на местности от 10 до 30 м, имеющие как минимум каналы видимого диапазона и ближний инфракрасный, и предварительно подвергнутые радиометрической коррекции для

компенсации влияния атмосферы и ортотрансформированные (спроецированные на местность и снабженные геопривязкой в рабочей картографической проекции), с учетом следующих критериев:

- на снимок должно попадать изображение как минимум части области интересов на местности;

- снимок должен быть получен в течение бесснежного периода года (для средней полосы России может быть принят диапазон с июня по август или с мая по сентябрь, или же выбран более точный период на основе архива погоды или предварительного анализа доступных снимков);

- согласно метаданным, менее 10% площади снимка должны быть покрыты облаками.

Затем для выбранных снимков выполняется маскирование (то есть пометка как прозрачных, исключенных из дальнейшей обработки) пикселов, определенных как отображающие облачность по метаданным снимка или каким-либо алгоритмом обнаружения облачности на снимках. Затем для каждого года формируется единый ортофотоплан следующим образом: для каждого пиксела, попадающего в пределы области интересов, значения интенсивности каждого канала вычисляются как медиана по всем значениям интенсивности соответствующих каналов пикселов снимков за этот год, соответствующих этому пикселу (за исключением маскированных пикселов, как указано выше). Затем для каждого ортофотоплана в каждом пикселе вычисляются дополнительные значения:

- значение нормализованного относительного индекса растительности NDVI;

- канал маски потенциальных явлений, связанных с повышенной влажностью и нарушением растительности: пикселы, для которых значение индекса NDVI ниже заданного порогового значения №1 (в качестве начального предлагается значение 0,45, которое может быть скорректировано в зависимости от используемой съемочной системы и особенностей области интересов) и одновременно значение интенсивности ближнего инфракрасного канала ниже заданного порогового значения №2 (в качестве начального предлагается значение, равное 1200 при нормировке диапазона значений интенсивности канала от 0 до 10000, может быть скорректировано в

зависимости от используемой съемочной системы и особенностей области интересов), отмечаются значением маски 1, иначе - значением маски 0.

Затем для каждого пиксела в пределах области интересов по всем соответствующим пикселам вычисленных масок потенциальных явлений (по всем годам) вычисляется тренд - коэффициент линейной регрессии для значения канала маски как функции от номера года наблюдений.

Затем вычисляется финальная маска потенциальных явлений: пикселы, для которых значения коэффициента линейной регрессии превышает 0,1 получают значение 1, иначе - значение 0.

Затем растровое изображение, которое представляет собой финальная маска, преобразуется в векторную форму (создаются полигоны из границ групп смежных пикселов, в которых маска имеет значение 1), причем объекты с линейными размерами менее заданного значения (в качестве начального может быть принято пороговое значение 30 м для снимков Landsat или Sentinel-2) пропускаются для фильтрации одиночных выбросов.

Затем в созданной векторной карте выполняется удаление пересечений ее полигонов с полигонами из векторных карт известных водных и карстовых объектов исследуемой местности (для исключения из выходных данных объектов, уже обнаруженных другими способами).

Результирующая векторная карта потенциальных опасных объектов, образовавшихся в течение периода наблюдения, представляет собой выходные данные, которые могут быть использованы для дальнейшего анализа.

Описанный способ основан на том, что в климатических условиях средней полосы России в летнее время карстовые явления связаны с изменением уровня влажности поверхности, формированием новых либо исчезновением существующих водоемов.

Способ может быть также применен к обработке космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения (с размером пиксела на местности менее 10 м, например, полученных с помощью космических систем Ресурс-П или Канопус-В). При этом в зависимости от доступных вычислительных средств и требований по

производительности может быть произведено предварительное снижение разрешения (субдискретизация) до 10 м.

Способ также может быть применен для обнаружения пересыхающих водоемов (например, подверженных уходу воды из-за протекающих под ними или в окрестности карстовых процессов). Для этого при составлении финальной маски значение 1 получают пикселы, для которых значение коэффициента линейной регрессии менее -0,1, и 0 - иначе; а также последний шаг удаления пересечений вычисленной карты и карты известных водных объектов заменяется на вычисление пересечения вычисленной карты и карты известных водных объектов.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является возможность автоматического обнаружения набора локаций на местности, указывающих на потенциальные карстовые явления (включающего некоторое количество ложноположительных результатов), произошедшие в течение периода съемки (получения исходных снимков) с возможностью дальнейшего анализа специалистом.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности, оперативности и снижение трудоемкости процесса обнаружения и мониторинга карстовых и аналогичных опасных поверхностных явлений за счет снижения объема необходимых полевых исследований и проведения вместо них автоматизированной камеральной обработки данных дистанционного зондирования.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет учета особенностей проявлений карста на данных мультиспектральной космической съемки при автоматизированном дешифрировании.

Осуществление изобретения

Описываемый способ мониторинга может быть реализован следующим образом с помощью платформы облачных вычислений GEE по данным космической мультиспектральной съемки среднего разрешения, выполненной спутником Sentinel-2. Набор данных Sentinel-2, доступный на платформе GEE, включает в себя снимки начиная с 2016 года (формально - с 2015 года, однако снимков за 2015 год

значительно меньше, чем за последующие годы, и они образуют покрытие боле низкого качества). Данные новой съемки добавляются раз в 10 дней.

Каждый снимок в метаданных имеет оценку процента облачного покрытия (поле «CLOUDY_PIXEL_PERCENTAGE»), а также оценку состояния облачности для каждого пиксела в виде битовой маски в канале «QA60». С учетом этого, запрашиваются все снимки на исследуемую область за летние месяцы (диапазон дат с 1 июня по 1 сентября) каждого года, начиная с 2016, для которых значение «CLOUDY_PIXEL_PERCENTAGE» не превышает 10%, затем на них маскируются все пикселы, для которых установлены биты облачности в канале «QA60», и наконец вычисляется медианное изображение (слой), составляющее ортофотоплан на этот год на исследуемую область. Затем для каждого ортофотоплана рассчитывается индекс NDVI. Затем в ортофотоплан для каждого года добавляется канал с маской: пикселы, для которых значение NDVI менее 0,45 и при этом значение интенсивности ближнего инфракрасного канала менее 1200, отмечаются значением 1, остальные - значением 0. На следующем шаге для каждого пиксела определяется тренд - изменение вероятности его отнесения к потенциально требующим внимания областям в зависимости от года, с помощью вычисления линейной регрессии для каждого пиксела (аргументом является номер года, значением функции - значение маски 1 или 0). Затем создается слой финальной маски, пикселы которого имеют значение 1, если коэффициент линейной регрессии превышает 0,1, и 0 в противном случае. Данный слой преобразуется штатными средствами GEE в векторную форму для сохранения и вывода на экран. В результате создается файл формата KML. Дальнейшая обработка осуществляются в геоинформационной системе, например QGIS.

Настоящее изобретение может быть использовано для создания системы автоматизированного мониторинга поверхностных карстовых явлений и сходных с ними по внешнему проявлению объектов в режиме, близком к реальному времени.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ обнаружения поверхностных карстовых объектов на местности, характерной для средней полосы России, включающий анализ серий мультиспек-тральных космических снимков среднего разрешения, содержащих как минимум красный и ближний инфракрасный каналы, за два и более последующих года, распределяемых на группы, относящиеся к каждому календарному году, отличающийся тем, что обработка состоит из последовательности этапов, причем на этапе 1 снимки для каждого года отбираются такие, что на каждый снимок попадает изображение как минимум части области интересов на местности, снимок получен в течение бесснежного периода года, менее 10% площади снимка согласно метаданным покрыты облаками; на этапе 2 для каждого выбранного снимка выполняется маскирование пикселов, определенных как отображающие облачность; на этапе 3 для каждого года формируется единый ортофотоплан, значение интенсивности каждого канала в каждом пикселе которого вычисляется как медиана по всем значениям интенсивности соответствующих каналов пикселов выбранных снимков за этот год, за исключением маскированных пикселов; на этапе 3 для каждого ортофо-топлана в каждом пикселе вычисляется значение нормализованного относительного индекса растительности NDVI; на этапе 4 для каждого ортофотоплана рассчитывается канал маски потенциальных явлений, значение которой в каждом пикселе выставляется в 1, если для этого пиксела значение индекса NDVI ниже заданного порогового значения №1 и одновременно значение интенсивности ближнего инфракрасного канала ниже заданного порогового значения №2, иначе - в 0; на этапе 5 для каждого пиксела в пределах области интересов по всем соответствующим пикселам ортофотопланов вычисляется значение коэффициента линейной регрессии для значения канала маски потенциальных явлений как функции от номера года наблюдений; на этапе 6 для каждого пиксела в пределах области интересов вычисляется финальная маска потенциальных явлений, значение которой выставляется в 1 для пикселов, для которых значение коэффициента линейной регрессии превышает 0,1, иначе - в 0; на этапе 7 для финальной маски выполняется векторизация границ групп смежных пикселов, имеющих значение 1, формируя векторную карту

потенциальных опасных явлений, причем объекты с линейными размерами менее 30 м пропускаются; на этапе 8 для созданной векторной карты выполняется удаление пересечения ее полигонов с полигонами из векторных карт известных водных и карстовых объектов исследуемой местности, после чего результирующая векторная карта может быть использована для выявления опасных явлений.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используются данные космической съемки высокого и сверхвысокого разрешения (с размером пиксела на местности 5 м и менее),

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе 6 значение пиксела маски выставляется в 1 для пикселов, для которых значение коэффициента линейной регрессии менее -0,1, а на этапе 8 в выходную векторную карту потенциальных опасных явлений помещаются пересечения полигонов карты, сформированной на этапе 7, и карты известных водных объектов.

РЕФЕРАТ

Изобретение относится к обнаружению и мониторингу поверхностных карстовых явлений (воронки, провалы) и сходных с ними явлений в карстоопасных районах, климатические условия и характер местности которых соответствуют средней полосе России, по космическим мультиспектральным снимкам среднего, высокого и сверхвысокого разрешения. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение эффективности и оперативности обнаружения и мониторинга опасных карстовых явлений в карстоопасных районах. Указанный результат достигается за счет автоматической обработки данных космической съемки, выполненной в течение нескольких лет с исключением периодов наличия снежного покрова, с вычислением трендов изменения индекса NDVI и уровня яркости инфракрасного канала, в результате которой во всей области интересов выделяются потенциальные вновь образовавшиеся за период выполнения съемки опасные поверхностные объекты в виде векторной карты.

Уведомление о положительном результате формальной экспертизы заявки на изобретение приведено на рисунках Б.1 и Б.2.

Рисунок Б.1. - Уведомление о положительном результате формальной экспертизы

заявки на изобретение, страница 1

183

2

По результатам формальной экспертизы заявитель уведомляется о том, что формальная экспертиза заявки на изобретение, проведенная в соответствии со ст. 1384 Кодекса*, завершена с положительным результатом.

Дополнительно заявитель уведомляется о том, что:

- ходатайство о проведении экспертизы заявки по существу поступило 10.02.2025. Результаты рассмотрения ходатайства будут сообщены дополнительно.

- ходатайство о предоставлении права на уплату пошлины в уменьшенном размере удовлетворено.

Главный специалист отдела формальной экспертизы заявок на изобретения ФИПС

Документ подписан электронной подписью

ертификате ЭП

Сертификат 05вЗОА8РООРЕВ 1СРА142С146 В АРСВРЭООВ Владелец Чуватова

Ирина Генриховна Срок действия с 03.10.2024 по 03.10.2025

И. Г. Чуватова 8(495) 531-65-63

•Информация о состоянии делопроизводства по заявке может быть получена по телефону 8 (499) 240 60 15;

•Сведении о состоянии делопроизводства по заивкам размещаются на сайте ФИПС по адресу «www.fips.ru» в разделе «Информационные ресурсы/Открытые реестры»;

•При изменении адреса для переписки необходимо сообщить об этом незамедлительно.

'Гражданский кодекс Российской Федерации Часть четвёртая от 18 декабря 2006 г. N 231 -ФЗ с изменениями и дополнениями.

"Положение о патентных и иных пошлинах за совершение юридически значимых действий, свизанных с патентом на изобретение, полезную модель, промышленный образец, с государственной регистрацией товарного знака и знака обслуживания, с государственной регистрацией и предоставлением исключительного права на наименование места происхождения товара, а также с государственной регистрацией отчуждении исключительного права на результат интеллектуальной деительностн или средство индивидуализации, залога исключительного права, предоставления права использования такого результата или такого средства по договору, перехода исключительного права на такой результат или такое средство без договора, утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 10.12.2008 N 941 с изменениями.

"'Административный регламент предоставлении Федеральной службой по интеллектуальной собственности государственной услуги по государственной регистрации изобретении и выдаче патента на изобретение, его дубликата утвержден приказом Федеральной службы но интеллектуальной собственности от 11.12.2020 N 163, зарегистрирован Минюстом России 15.02.2021, регистрационный N 62501

""Правила составлении, подачи и рассмотрении документов, являющихси основанием дли совершении юридически значимых действий по государственной регистрации изобретений, и их формы, утверждены приказом Минэкономразвития России от 21.02.2023 N 107, зарегистрированным Минюстом России 17.04.2023, регистрационный N 73064, с изменениями

""'Требования к документам заивкн на выдачу патента на изобретение утверждены приказом Минэкономразвития России от 21.02.2023 N 107, зарегистрированным Минюстом России 17.04.2023, регистрационный N 73064, с изменениями

Рисунок Б.2. - Уведомление о положительном результате формальной экспертизы

заявки на изобретение, страница 2

184

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акт внедрения результатов диссертационной работы

ВЕРЖДАЮ «р НИУМГСУ

ТЛ^Кайтуков , _2025 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы Тодоровой Аси Йордановой «Геоэкологическая оценка закарстованных территорий в Нижегородской области с применением геоинформационных систем и геопространственных данных» на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 1.6.21 «Геоэкология»

Место внедрения:

г. Москва, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ). Предмет внедрения:

1. Методика автоматического обнаружения потенциальных карстовых объектов по временным сериям данных космической мультиспектральной съемки среднего разрешения.

2. Методика создания геоинформационной базы данных для мониторинга карстовых явлений на основе программного обеспечения с открытым исходным кодом и данных, находящихся в открытом доступе.

3. Методика использования данных радиолокационной космической съемки для мониторинга катастрофических явлений на железнодорожных путях. Результаты внедрения:

Сформулированные автором положения по методикам автоматического обнаружения потенциальных карстовых объектов по временным сериям данных космической мультиспектральной съемки среднего разрешения, создания геоинформационной базы данных для мониторинга карстовых явлений на основе

программного обеспечения с открытым исходным кодом и данных, находящихся в открытом доступе, а также использования данных радиолокационной космической съемки для мониторинга катастрофических явлений на железнодорожных путях, внедрены в учебный процесс в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) на кафедре «Инженерных изысканий и геоэкологии» (ИИиГЭ) при изучении дисциплины Б1.0.17 «Инженерная геология» по специальности 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» при подготовке лекционного материала в объеме 2 лекций.

Доцент, к.т.н.

Внедрено: Профессор, д.г.-м.н.

Воронцов Е.А.

Хоменко В.П.

Согласовано:

Заведующий кафедрой

Инженерных изысканий и геоэкологии

Симонян В.В.

Директор Института гидротехнического и энергетического строительства

186

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Перечень снимков Sentinel-2, использованных при тестировании алгоритма автоматического определения потенциальных карстовых явлений

Отчет составлен средствами Google Earth Engine

Year: 22: 20160618T083357 20160618T121810 T37VFC

2016 23: 20160618T083357 20160618T121810 T38ULF

Images: 24: 20160618T083357 20160618T121810 T38UMF

ImageCollection COPERNICUS/S2 (184 25: 20160618T083357 20160618T121810 T38UMG

elements) 26: 20160622T081002 20160622T081011 T38ULF

type: ImageCollection 27: 20160622T081002 20160622T081011 T38UMF

id: COPERNICUS/S2 28: 20160622T081002 20160622T081011 T38UMG

version: 1715250243621924 29: 20160622T081011 20160622T115049 T38ULF

bands: [] 30: 20160622T081011 20160622T115049 T38UMF

features: List (184 elements) 31: 20160622T081011 20160622T115049 T38UMG

0: 20160602T081012 20160602T081319 T38ULF 32: 20160628T083010 20160628T121013 T37VFC

1: 20160602T081012 20160602T081319 T38UNG 33: 20160628T083010 20160628T121013 T38ULF

2: 20160602T081012 20160602T081319 T38VNH 34: 20160628T083010 20160628T121013 T38ULG

3: 20160602T081319 20160602T115014 T38ULF 35: 20160628T083010 20160628T121013 T38UMG

4: 20160602T081319 20160602T115014 T38UNG 36: 20160628T083010 20160628T121013 T38VLH

5: 20160602T081319 20160602T115014 T38VNH 37: 20160628T083010 20160628T121013 T38VMH

6: 20160609T080009 20160613T133944 T38UNF 38: 20160628T083012 20160628T083010 T37VFC

7: 20160609T080009 20160613T133944 T38UNG 39: 20160628T083012 20160628T083010 T38ULF

8: 20160609T080012 20160609T080009 T38UNF 40: 20160628T083012 20160628T083010 T38ULG

9: 20160609T080012 20160609T080009 T38UNG 41: 20160628T083012 20160628T083010 T38UMG

10: 20160615T082010 20160615T120146 T37UFA 42: 20160628T083012 20160628T083010 T38VLH

11: 20160615T082010 20160615T120146 T38ULF 43: 20160628T083012 20160628T083010 T38VMH

12: 20160615T082012 20160615T082010 T37UFA 44: 20160629T080006 20160629T114153 T38UNF

13: 20160615T082012 20160615T082010 T38ULF 45: 20160629T080006 20160629T114153 T38UNG

14: 20160618T082602 20160618T083357 T37UFA 46: 20160629T080012 20160629T080006 T38UNF

15: 20160618T082602 20160618T083357 T37UFB 47: 20160629T080012 20160629T080006 T38UNG

16: 20160618T082602 20160618T083357 T37VFC 48: 20160701T083602 20160701T083602 T37UFB

17: 20160618T082602 20160618T083357 T38ULF 49: 20160701T083602 20160701T083602 T37VFC

18: 20160618T082602 20160618T083357 T38UMF 50: 20160701T083602 20160701T122927 T37UFB

19: 20160618T082602 20160618T083357 T38UMG 51: 20160701T083602 20160701T122927 T37VFC

20: 20160618T083357 20160618T121810 T37UFA 52: 20160702T080612 20160702T080720 T38ULF