References

geomorf

Геоморфология и палеогеография

Geomorfologiya i Paleogeografiya

2949-17892949-1797

10.31857/S0435-42812019336-45

geomorf-1423

Research Article

Методика научных исследований

Scientific Research Methods

Использование сингулярного спектрального анализа в геоморфологических исследованиях южного Приморья и залива Петра Великого Японского моря

Use of singular spectral analysis in geomorphological studies in the Southern Primorye and the Peter the Great Bay of the Sea of Japan

Самченко

А. Н.

Samchenko

A. N.

Владивосток.

samchenco@poi.dvo.ru

Тихоокеанский океанологический институт имени В.И. Ильичева ДВО РАНРоссияIl’ichev Pacific Oceanological Institute FEB RASRussian Federation

2019

08102019

Геоморфология

3645

2019

Самченко А.Н.

Samchenko A.N.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://geomorphology.igras.ru/jour/article/view/1423

В статье представлены результаты исследования рельефа региона, где расположен гидрофизический полигон ТОИ РАН. Работа базируется на описании морфологии твердой земной поверхности с помощью сингулярного спектрального анализа (ССА) и подкрепляется геолого-геофизическими данными. Дается количественная характеристика генеральных черт рельефа поверхности шельфа и прилегающей суши в двух масштабах рассмотрения. В первом масштабе охвачено все южное Приморье и залив Петра Великого, во втором — большая часть залива Петра Великого и прилегающей с северо-запада суши. Используемый метод анализа рельефа дает возможность выделять различные группы высот (спектральные компоненты в рельефе или т. н. “моды”), вычленяя их среди остальных, и проводить характеристику рельефа на основе дискретных высотных отметок по ЦМР. По геолого-геофизическим данным установлено, что гидрофизический полигон находится на массивном гранитном блоке. С помощью анализа первых (“старших”) мод разложения рельефа изученного района проведено оконтуривание этого блока и, таким образом, обоснован выбор текущего месторасположения полигона.

This paper presents the results of geomorphological studies carried out using the singular spectral analysis (SSA) complemented with geological and geophysical data. The SSA method was used to study the topography of the shelf and adjacent land areas in two scales. The large scale study covered the whole territory of the Southern Primorye and the Peter the Great Bay, the small scale — a major part of the Peter the Great Bay and the adjacent land in the northwest-ern direction. This technique of the relief analysis gives an opportunity to select different groups of elevations (modes in the relief), isolating them among the others, and to carry out geomorphological studies based on discrete changes in the relief levels. Based on the geological and geophysical data, it was determined that the area is located on a massive granite block. By analyzing the first (“older”) modes of the decomposition of the relief of the studied area, contouring of the massive block was carried out, and the choice of the location of the experimental hydrophysical ground was explained.

рельефсингулярный спектральный анализюжное Приморьезалив Петра Великого

reliefsingular spectral analysisSouthern PrimoryePeter the Great Bay

References1

Долгих Г. И., Чупин В. А. Экспериментальная оценка преобразования гидроакустического излучения в сейсмическую волну // Акустический журнал. 2005. Т. 51. № 5. С. 628-632.

Dolgikh G. I. and Chupin V. A. Eksperimental’naya ocenka preobrazovaniya gidroakusticheskogo izluche niya v sejsmicheskuyu volnu (Experimental evaluation of the conversion of hydroacoustic radiation into a seismic wave). Akusticheskij zhurnal. 2005. Vol. 51. No. 5. P. 538-542. (in Russ.)

Долгих Г. И., Долгих С. Г., Пивоваров А. А., Самченко А. Н., Швырёв А. Н., Чупин В. А., Яковенко С. В., Ярощук И. О. Излучающая гидроакустическая система на частотах 19-26 Гц // Приборы и техника эксперимента. 2017. № 4. С. 137-141.

Dolgikh G. I., Dolgikh S. G., Pivovarov A. A., Samchenko A. N., Shvyryov A. N., Chupin V. A., Yakovenko S. V., Yaroshchuk I. O. Izluchayushchaya gidroakusticheskaya sistema na chastotah 19-26 Gc (Radiating hydroacoustic system at frequencies of 19-26 Hz.) Pribory i tekhnika eksperimenta. 2017. Vol. 60. Is. 4. P. 596-599. (in Russ.)

Леонтьев А. П., Ярощук И. О., Смирнов С. В., Кошелева А. В., Пивоваров А. А., Самченко А. Н., Швырев А. Н. Пространственно-распределенный измерительный комплекс для мониторинга гидрофизических процессов на океаническом шельфе // Приборы и техника эксперимента. 2017. № 1. С. 128-135.

Leontyev A. P., Yaroshchuk I. O., Smirnov S. V., Kosheleva A. V., Pivovarov A. A., Samchenko A. N., Shvyryov A. N. Prostranstvenno-raspredelennyj izmeritel’nyj kompleks dlya monitoringa gidrofizicheskih processov na okeanicheskom shel’fe (Spatially distributed measuring system for monitoring hydrophysical processes of the ocean shelf). Pribory i tekhnika eksperimenta. 2017. Vol. 60. No. 1. P. 130-136. (in Russ.)

Девдариани А. С. Математический анализ в геоморфологии / Под ред. В. В. Лонгинова. М.: Недра, 1967. 156 с.

Devdariani A. S. Matematicheskiy analiz v geomorfologii (Mathematical analysis in geomorphology). V. V. Longinov. Ed. Moscow: Nedra (Publ.), 1967. 156 p. (in Russ.)

Глуховский А. Б., Фортус М. И. Оценка статистической надежности эмпирических ортогональных функций // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1982. Т. 18. № 5. С. 451-459.

Glukhovskii A. B. and Fortus M. I. Ocenka statisticheskoj nadezhnosti empiricheskih ortogonal’nyh funkcij (Evaluation of the statistical reliability of empirical orthogonal functions). Izv. Akad. Nauk SSSR, Fiz. Atmos. Okeana. 1982. 18 (5). P. 451-459. (in Russ.)

Черников А. Г., Либина Н. В. Использование марковской гипсотомографии при геологических исследованиях в океанологии // Океанология. 2011. Т. 51. № 3. С. 561-565.

Chernikov A. G. and Libina N. V. Ispol’zovanie markovskoj gipsotomografii pri geologicheskih issledovaniyah v okeanologii (The use of Markov hypsotomography for geological research in oceanology). Okeanologiya. 2011. Vol. 51. No. 3. P. 561-565. (in Russ.)

Golyandina N. E., Usevich K. D., and Florinsky I. V. Filtering of Digital Terrain Models by Two Dimensional Singular Spectrum Analysis // International Journal of Ecology & Development. 2007. Vol. 8. No. F07. P. 81-94.

Golyandina N. E., Usevich K. D., and Florinsky I. V. Filtering of Digital Terrain Models by Two Dimensional Singular Spectrum Analysis. International Journal of Ecology & Development. 2007. Vol. 8. No. F07. P. 81-94. (in Russ.)

Navarra A. and Simoncini V. A Guide to Empirical Orthogonal Functions for Climate Data Analisis. Springer, 2010. 152 p.

Казанский Б. А. Батиметрия морей Западно-Тихоокеанской переходной зоны по цифровым данным ETOPO 2 // Тихоокеанская геология. 2007. Т. 26. № 3. С. 56-64.

Kazanskii B. A. Batimetriya morej Zapadno-Tihookeanskoj perekhodnoj zony po cifrovym dannym ETOPO 2 (Bathymetry of the seas of the west pacific transition zone from the ETOPO 2 digital data). Tihookeanskaya geologiya. 2007. Vol. 1. No. 3. P. 249-256. (in Russ.)

Казанский Б. А. Прямой расчет потенциальной энергии рельефа поверхности земли по цифровым данным // Физика Земли. 2005. № 12. С. 72-75.

Kazansky B. A. Pryamoj raschet potencial’noj energii rel’efa poverhnosti zemli po cifrovym dannym (Direct calculation of the Earth’s topography-related potential energy from digital data). Izvestiya fiziki Zemli. 2005. Vol. 41. No. 12. P. 1023-1026. (in Russ.)

Коротченко Р. А., Самченко А. Н., Ярощук И. О. Применение многомерного ЕОФ-анализа в геоинформатике // Цифровая обработка сигналов. 2013. № 3. C. 17-20.

Korotchenko R. A., Samchenko A. N., and Yaroshchuk I. O. Primenenie mnogomernogo ЕOF-analiza v geoinformatike (Application of multidimensional EOF analysis in geoinformatics). Tsifrovaya obrabotka signalov. 2013. No. 3. P. 17-20. (in Russ.)

Коротченко Р. А., Самченко А. Н., Ярощук И. О. Применение статистических методов в изучении рельефа шельфовой зоны на примере залива Посьета Японского моря // Вестник ДВО РАН. 2011. № 6. С. 54-59.

Korotchenko R. A., Samchenko A. N., and Yaroshchuk I. O. Primenenie statisticheskih metodov v izuchenii rel’efa shel’fovoj zony na primere zaliva Pos’eta YAponskogo morya (The use of statistical methods in the study of the relief of the shelf zone on the example of Posiet Bay, the Sea of Japan). Vestn. Dal’nevost. Otd. Ross. Akad. Nauk (Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences). 2011. No. 6. P. 54-59. (in Russ.)

Коротченко Р. А., Самченко А. Н., Ярощук И. О. Пространственно-временной анализ геоморфологии океанического дна залива Петра Великого Японского моря // Океанология. 2014. Т. 54. № 4. С. 538-545.

Korotchenko R. A., Samchenko A. N., and Yaroshchuk I. O. Prostranstvenno-vremennoj analiz geomorfologii okeanicheskogo dna zaliva Petra Velikogo YAponskogo morya (Spatiotemporal analysis of the sea bottom geomorphology of Peter the Great Bay, Sea of Japan). Okeanologiya. 2014. Vol. 54. No. 4. P. 497-504. (in Russ.)

GEBCO Gridded Bathymetry Data [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data. Дата обращения: 25.01.2018.

GEBCO Gridded Bathymetry Data [Electronic resource]. Access mode: URL: http://www.gebco.net/data_and_products/gridded_dathymetry_data. Appeal date: 01/25/2018.

ETOPO1 Global Relief | NCEI [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://www.ngdc. noaa.gov/mgg/global/global.html. Дата обращения: 25.01.2018.

ETOPO1 Global Relief | NCEI [Electronic resource]. Access mode: URL: http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/global/global.html. Appeal date: 25.01.2018.

ASTER Global Digital Elevation Map [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: https://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp. Дата обращения: 25.01.2018.

ASTER Global Digital Elevation Map [Electronic resource]. Access mode: URL: https://asterweb.jpl. nasa.gov/gdem.asp. Appeal date: 25.01.2018.

Карнаух В. Н., Карп Б. Я., Цой И. Б. Структура фундамента и сейсмостратиграфия осадочного чехла северной части Японской котловины в районе возвышенности Тарасова (Японское море) // Океанология. 2007. Т. 47. № 5. С. 742-755.

Karnaukh V. N., Karp B.Ya., and Tsoy I. B. Struktura fundamenta i sejsmostratigrafiya osadochnogo chekhla severnoj chasti Yaponskoj kotloviny v rajone vozvyshennosti Tarasova (Yaponskoe more) (Basement structure and sedimentary cover seismostratigraphy of the northern part of the Japan basin in the area of the Tarasov Rise (Sea of Japan). Okeanologiya. 2007. Vol. 47. No. 5. P. 691-704. (in Russ.)

Кулинич Р. Г., Строев П. А. О строении земной коры в юго-западной части Приморского шельфа и континентального склона // Океанологические исследования. 1973. № 23. С. 97-101.

Kulinich R. G. and Stroyev P. A. O stroenii zemnoj kory v yugo-zapadnoj chasti Primorskogo shel’fa i kontinental’nogo sklona (On the structure of the earth’s crust of the southwestern part of the Primorsky shelf and the continental slope). Okeanologicheskie issledovaniya. 1973. No. 23. P. 97-101. (in Russ.)

Кулинич Р. Г., Валитов М. Г. Мощность и типы земной коры Японского моря по данным морской и спутниковой гравиметрии // Тихоокеанская геология. 2011. Т. 30. № 6. С. 3-13.

Kulinich R. G. and Valitov M. G. Moshchnost’ i tipy zemnoj kory YAponskogo morya po dannym morskoj i sputnikovoj gravimetrii (Thickness and types of the earth’s crust of the Sea of Japan inferred from marine and satellite gravimetric investigations). Russian Journal of Pacific Geology. 2011. Vol. 5. No. 6. P. 481-491. (in Russ.)

Липкина М. И. Типы пород неогеновых отложений материкового склона Японского моря у берегов Южного Приморья // Геология окраинных морей Тихого океана. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1975. С. 46-60.

Lipkina M. I. Tipy porod neogenovykh otlozheniy materikovogo sklona Yaponskogo morya i beregov Yuzhnogo Primor’ya. Geologiya okrainnykh morey Tikhogo okeana. (Types of Neogene sediments of the continental slope of the Sea of Japan and of the coast of the Southern Primorye. Geology of the Pacific Ocean marginal seas). Vladivostok: DVNTS AN SSSR (Publ.), 1975. P. 46-60. (in Russ.)

Лихт Ф. Р., Астахов А. С., Боцул А. И., Деркачев А. Н., Дударев О. В., Марков Ю. Д., Уткин И. В. Структура осадков и фаций Японского моря. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983. 286 с.

Likht F. R., Astakhov A. S., Botsul A. I. et al. Struktura osadkov i fatsiy Yaponskogo morya (Structure of sediments and facies of the Sea of Japan). Vladivostok: DVNTS AN SSSR (Publ.), 1983. 286 p. (in Russ.)

Марков Ю. Д. Южноприморский шельф Японского моря в позднем плейстоцене и голоцене. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983. 128 с.

Markov Yu. D. Yuzhno-Primorskiy shel’f Yaponskogo morya v pozdnem pleystotsene i golotsene (Southern Prymorye Shelf of the Sea of Japan in the Late Pleistocene and Holocene). Vladivostok: DVNTS AN SSSR (Publ.), 1983. 128 p. (in Russ.)

Марков Ю. Д., Тарышкина М. П. Состав и некоторые физические свойства четвертичных и неогеновых отложений континентального склона залива Петра Великого // Вопросы геологии дна Японского моря. Владивосток: Тихоокеан. отд-ние Ин-та океанологии, 1973. С. 129-134.

Markov Yu. D. and Tarishkina M. P. Sostav i nekotoryye fizicheskiye svoystva chetvertichnykh i neogenovykh otlozheniy kontinental’nogo sklona zaliva Petra Velikogo. Voprosy geologii dna Yaponskogo morya. (Composition and some physical properties of Quaternary and Neogene deposits of the continental slope of Peter the Great Bay. Geology issues of the Sea of Japan bottom). Vladivostok: DVNTS AN SSSR (Publ.), 1973. P. 129-134. (in Russ.)

Отчет о НИР “Оценка перспектив на нефтегазоносности нераспределенных акваторий Дальневосточных морей и их конкретных участков на основе современных технологий сбора, обработки геофизических данных и моделирования нефтегазоносных систем”. ГК № 16.420/2011-ДМНГ-2. С. 100-118.

Otsenka perspektiv na neftegazonosnosti neraspredelennykh akvatoriy Dal’nevostochnykh morey i ikh konkretnykh uchastkov na osnove sovremennykh tekhnologiy sbora, obrabotki geofizicheskikh dannykh i modelirovaniya neftegazonosnykh (Estimation of prospects for the oil and gas potential of unallocated water areas of the Far Eastern seas and their specific areas based on modern technologies for collecting, processing geophysical data and modeling oil and gas bearing systems). Research report, GK No. 16.420/2011-DMNG-2, P. 100-118. (in Russ.)

Белянский Г. С., Рыбалко В. И., Сясько А. А. и др. Геологическая карта Приморского края. Масштаб 1:1 000 000 / Ред. Бажанов В. А., Олейник Ю. Н. ФГУП «ВСЕГЕИ», 2007.

Belyanskii G. S., Rybalko V. I., Syasko A. A., et al. Geologicheskaya karta Primorskogo kraya (Geological map of the Primorsky Region). Scale 1:1 000 000 Bazhanov V. A., Oleinik Yu. N. Ed. Vladivostok: VSEGEI (Publ.), 2007. (in Russ.)

Сясько А. А., Кутуб-Заде Т. К., Короткий А. М. Государственная геологическая карта Российской Федерации, серия Ханкайская 2-е изд. Листы К-52-ХII, К-52-ХVIII, м-б 1:200 000 / ред. Коваленко С. В. Владивосток: Гл. упр. природ. ресурсов и охраны окружающей среды по Прим. Краю ФГУП, 2002.

Syasko A. A., Kutub-Zade T. K., and Korotky A. M. Gosudarstvennaya geologicheskaya karta Rossiyskoy Federatsii, seriya Khankayskaya (State Geological Map of the Russian Federation, Khankai Series). 2 nd ed. Sheets K-52-XII, K-52-XVIII, m-b 1:200 000. Kovalenko S. V. Ed. Vladivostok: FGUP (Publ.), 2002. (in Russ.)

Долгих Г. И., Новотрясов В. В., Самченко А. Н., Ярощук И. О. Об одном механизме образования осадочных волн на шельфе Японского моря // ДАН. 2015. Т. 465. № 5. С. 593-597.

Dolgikh G. I., Novotryasov V. V., Samchenko A. N., and Yaroshchuk I. O. Ob odnom mekhanizme obrazovaniya osadochnyh voln na shel’fe Yaponskogo morya (On a mechanism for the formation of sedimentary waves of the shelf of the Sea of Japan). Doklady Akademii Nauk. 2015. Vol. 465. Part 2. P. 1278-1282. (in Russ.)

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