ВИСНОВКИ - Методологія використання матеріалів багатоспектральної космічної зйомки для вирішення гідрогеологічних задач

    1. Розв'язано наукову проблему створення методології використання даних багатоспектральної космічної зйомки при вирішенні гідрогеологічних задач, пов'язаних з математичним моделюванням гідрогеологічних процесів. Мету роботи досягнуто. 2. Запропонована методологія базується на використанні даних багатоспектральної зйомки для класифікації земного покриття з певними характеристиками водообміну та визначенні водних індексів, які вираховуються, використовуючи інфрачервоні канали космічної зйомки, чутливі до зволоженості земного покриття. З метою розробки методології використано багатоспектральні космічні знімки різної просторової розрізненості сенсорів SPOT 4/5, Landsat TM/ETM, NOAA/AVHRR, TERRA/ASTER, TERRA/ MODIS, ENVISAT MERIS, гіперспектральні дані EO-1 Hyperion. Даний підхід суттєво доповнює і може комплексно використовуватись з методами ландшафтно-індикаційного та структурного дешифрування матеріалів ДЗЗ для вирішення гідрогеологічних задач з оцінки водних ресурсів. 3. Показано можливості ефективного використання сучасних багатоспектральних супутникових даних на різних етапах побудови моделей підземного водообміну в геосистемах - як на стадії схематизації гідрогеологічних умов, так і при вирішенні обернених задач для ідентифікації параметрів гідрогеологічних моделей. Переваги супутникових даних полягають у можливості оперативно надавати значні обсяги додаткової інформації, порівняно малозатратної та рівномірно розподіленої в просторі та часі, що може бути використано для доповнення наземних точкових спостережень та опробування у свердловинах, колодязях, шурфах. Це дозволяє коректно надати апріорну інформацію і визначити узагальнені та інтегральні характеристики розрахункових блоків моделей при вирішенні обернених задач геофільтрації. 4. Розроблена методологія створена на основі таких підходів. По-перше, використовується класифікація земних покривів на основі космічних знімків та наземних даних. Для виділених класів земних покривів визначаються характерні гідрогеологічні процеси та усереднені значення параметрів їх моделей та складових водного балансу. По-друге, визначається кореляція даних космічної зйомки з наземними матеріалами для оцінки параметрів безпосередньо за дистанційними даними. Третій підхід грунтується на комбінації перших двох і в ряді випадків є найбільш ефективним, коли регресійні залежності знаходять лише для певного класу земного покриття, що виділяється в результаті класифікації космічних зображень. Четвертий підхід полягає у параметризації моделей природного середовища та їх балансового узгодження шляхом комплексування даних космічної зйомки з гідрогеологічним моделюванням для ідентифікації параметрів гідрогеологічних моделей з використанням методу взаємокорегування основних гідрогеологічних параметрів. 5. Виконаний аналіз різних показників та індексів дозволив запропонувати для поставлених задач новий нормалізований водний індекс NWI, що розраховується за даними багатоспектральної космічної зйомки на основі нормованої різниці спектрального відбиття в зеленій (GR) та середній інфрачервоній (SWIR) смугах спектру. Показано ефективність його використання для оцінки зволоженості земного покриття при вирішенні гідрогеологічних, екологічних та агротехнічних проблем. 6. Запропоновано низку розрахункових методик та моделей з метою визначення складових водного балансу з врахуванням даних багатоспектральних зйомок різного масштабного рівня для ряду територій дослідження в межах окремих характерних ландшафтно-кліматичних зон України: зона лісів Полісся (Чорнобильська зона відчуження), лісостепова зона (південно-східні райони Київської області, Баришівський, Переяслав-Хмельницький, Бориспільський райони), степова зона (центральні та південні райони Миколаївської області). З врахуванням даних багатоспектральних зйомок запропоновано розрахункові методи визначення параметрів балансової складової інфільтрації підземних вод, евапотранспірації, вологості поверхневого шару грунту. Це дозволило з використанням нової інформаційної бази виконати схематизацію гідрогеологічних умов та кількісну оцінку складових водообміну та параметрів гідрогеологічних моделей і встановити особливості їх зміни, що відзначалося у науковій новизні одержаних результатів. 7. Застосування запропонованих розробок дозволило отримати оцінку та побудовані уточнені карти параметрів водообміну та основних гідрогеологічних параметрів перших двох від поверхні водоносних комплексів верхньої гідродинамічної зони в четвертинних відкладах та в еоценових відкладах (балансова складова інфільтраційного живлення та водопровідність водоносних комплексів) в межах Чорнобильської зони відчуження для прогнозування радіонуклідного забруднення та грунтових вод в межах агрофітоценозів басейну р. Трубіж для визначення складових водообміну. Одержані результати для Чорнобильської зони відчуження використовуються в підрозділах Міністерства надзвичайних ситуацій при вирішенні природоохоронних задач. 8. Виконані автором науково-практичні розробки з класифікування земного покриття та оцінки його зволоження в межах агрофітоценозів були використані Інститутом проблем національної безпеки РНБО України та Міністерством агрополітики України для визначення площ та стану посівів озимих зернових культур з прогнозуванням їх врожайності на основі комплексного використання наземних та супутникових даних в межах Київської та Миколаївської областей. 9. Авторські методичні розробки застосування супутникових зйомок для визначення видового складу та стану лісів при вирішенні задач раціонального природокористування та оцінки водного і пов'язаного з ним вуглецевого циклів використані в національних та міжнародних дослідницьких проектах. Запропонована автором методика оброблення даних для оцінки видового складу та стану лісів прийнята Національним космічним агентством України для використання в системі науково-практичних розробок "Космокарта-ЦАКДЗ" та впроваджена в Українському науково-дослідному інституті гірського лісівництва (УкрНДІгірліс), м. Івано-Франківськ. Розробки впроваджені також в ЦГО Міністерства екології та природних ресурсів України. 10. В умовах наростаючого дефіциту водних ресурсів та необхідності аналізу взаємозв'эязку водного і вуглецевого циклу при вивченні кліматичних змін актуальними напрямками подальших досліджень можуть бути: 1) пошук нових показників та індексів і методів спільної обробки наземних та супутникових даних з залученням нових сенсорів для підвищення ефективності оцінки складових водного балансу та параметрів гідрогеологічних моделей на різних масштабних рівнях (глобальному, регіональному та локальному); 2) розробка нових методичних підходів для використання моніторингових супутникових даних з метою оцінки взаємозв'язку водного та карбонового циклу при дослідженні кліматичних змін; 3) впровадження запропонованої методології для вирішення гідрогеологічних задач в межах нових територій та удосконалення методичних підходів в процесі практичної реалізації.

Похожие статьи




ВИСНОВКИ - Методологія використання матеріалів багатоспектральної космічної зйомки для вирішення гідрогеологічних задач

Предыдущая | Следующая