Search academic texts

Registration Number

0521U101949, Doctoral dissertation

Title

Scientific and methodological foundations of ecological and reclamation monitoring of agricultural landscapes according to the data of remote sensing of the Earth

Author

Vlasova Olena Veniaminovna,

popup.head Tarariko Yuriy Oleksandrovich
popup.advisor Tarariko Yuriy Oleksandrovich
popup.opponent Bulyhin Serhii Yuriyovich
popup.opponent Morozov Oleksii Volodymyrovych
popup.opponent Slusar Ivan Tymofiyovich
popup.review Palapa Nadiya Vasylivna
popup.review Shatkovskyi Andrii Petrovych

Status

Доктор сільськогосподарських наук, 06.01.02, Сільськогосподарські меліорації

Date

28-09-2021

Description

У дисертації розглянуто шляхи удосконалення чинного моніторингу за рахунок використання даних ДЗЗ, обґрунтовано вимоги до ведення наземних і супутникових спостережень, досліджено закономірності природних процесів у агроландшафтах, розроблено методологію та удосконалено методи оцінювання екологічного стану агроландшафтів, зокрема їх складових для своєчасного виявлення небезпечних процесів, розроблено основи теорії взаємозамінності супутникової та наземної інформації, виконано оцінку еколого-меліоративного стану агроландшафтів за даними ДЗЗ та економічно обґрунтовано практичне використання розробленого моніторингу. Наукова новизна полягає у розробленні теоретичних основ та удосконаленні методики оцінювання екологічного стану агроландшафтів у межах меліоративних систем на принципах взаємозамінності наземної та супутникової інформації. Вперше розроблено та запропоновано застосування «Теорії взаємозамінності супутникової і наземної інформації» для удосконалення методології чинного еколого-меліоративного моніторингу. Вперше розроблено та запропоновано використання методів, методик і технологій, які забезпечують взаємозамінність супутникової і наземної інформації при веденні еколого-меліоративного моніторингу. Практичне значення отриманих результатів роботи полягає у підвищенні ефективності та достовірності еколого-меліоративного моніторингу, розробленні науково-методичних засад, що дадуть змогу взаємозамінювати наземну та супутникову інформацію при розрахунках оцінювальних показників екологічного стану агроландшафтів. Встановлено, що порівняльний аналіз двох супутникових зображень у каналах 3, 5, 7 Landsat 8 дає візуальне уявлення про зміни, що відбуваються з часом – просторову мінливість. Віднімання двох зображень також дає візуальне уявлення про зміни, але не в кількісному еквіваленті. Тому, для виявлення змін із часом (кількість пікселів зображення та % від площі зображення) запропоновано методику порівняння класифікацій ділянок різного ступеня засолення для двох дат. Запропонована методика передбачає порівняння і зіставлення двох різних методів виявлення змін при ідентифікації та аналізі засолених земель. Встановлено, що для оцінювання підтоплених територій та масштабів затоплення (шкідлива дія вод) доцільно застосовувати коефіцієнт ir/r в комплексі з індексом NDVI, що характеризує територію як підтоплену із затопленими ділянками. Також виявлено, що спектральні індекси можуть ідентифікувати згарища за показниками мінерального складу органогенних ґрунтів та дають змогу виявляти осередки горіння на основі композиту каналів 1, 6, 11 Landsat 8. Встановлено, що існуючі види еколого-меліоративного моніторингу ґрунтів, які описуються у нормативних документах та наукових працях є справедливими і для видів моніторингових робіт, що здійснюються за даними ДЗЗ, оскільки першочерговому обстеженню підлягає ґрунтовий покрив до якого залучається вегетативний (його стан напряму залежить від стану грунтів) та поливна вода, якість якої впливає як на ґрунти, так і на рослинність Встановлено, що спеціальний моніторинг за даними ДЗЗ є найбільш затребуваним при вирішенні таких завдань: визначення негативного та позитивного впливів зрошення на агроландшафти, моделюванні екологічного стану і родючості ґрунтового покриву агроландшафтів, встановленні небезпечних водно-екологічних ситуацій, встановленні придатності води підземного джерела для поливу в конкретних ґрунтово-меліоративних умовах, визначення змін екологічного стану агроландшафтів із зміною клімату та антропогенним навантаженням. При визначенні негативного і позитивного впливів зрошення на агроландшафти виконано моніторинги локального і регіонального рівнів. Визначено ефективність функціонування зрошувальних систем з використанням мультиспектральних даних ДЗЗ за розробленими формулами: динаміки змін площ зрошення, ефективності роботи дощувальної техніки, ефективності захисту земель від підтоплення. Для моніторингу регіонального рівня розроблено індекс багатокритеріальної оцінки ІME на основі приведення всіх показників до єдиної еталонної шкали та програмний продукт “Багатокритеріальне оцінювання”. Небезпечні водно-екологічні ситуації досліджено на об’єкті з гідрологічними особливостями та просторовим розподілом джерел антропогенного забруднення – Молочному лимані. Проведено аналіз рядів динаміки результатів тематично-аналітичної обробки супутникових даних з визначення вмісту солі у воді. Загальну мінералізацію вод визначено за даними відбитої сонячної радіації для Белозерського лиману у Запорізькій області та водосховищі Сасик в Одеській області. Для практичного здійснення еколого-меліоративного моніторингу за даними ДЗЗ запропоновано використовувати як безкоштовні, так і платні сайти розповсюдження інформації. Встановлено, що суттєвим доповненням до застосування супутникової інформації високого просторового розрізнення є інтерактивні тематичні карти стану навколишнього природного середовища, які є у відкритому доступі.