Simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the Earth
Modeling of aquatic ecosystems is the basis for solving many practical problems. These problems are related to increasing the productivity of water bodies, improving the quality of water in them and the implementation of water protection measures in catchment areas. The study is based on the integra...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/211 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth| id |
uajuacgovua-article-211 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
mathematical simulation space images ecological and economic system water resources математическое моделирование космические снимки эколого-экономическая система водные ресурсы математичне моделювання космічні знімки еколого-економічна система водні ресурси |
| spellingShingle |
mathematical simulation space images ecological and economic system water resources математическое моделирование космические снимки эколого-экономическая система водные ресурсы математичне моделювання космічні знімки еколого-економічна система водні ресурси Yakymchuk, Vladyslav Simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the Earth |
| topic_facet |
mathematical simulation space images ecological and economic system water resources математическое моделирование космические снимки эколого-экономическая система водные ресурсы математичне моделювання космічні знімки еколого-економічна система водні ресурси |
| format |
Article |
| author |
Yakymchuk, Vladyslav |
| author_facet |
Yakymchuk, Vladyslav |
| author_sort |
Yakymchuk, Vladyslav |
| title |
Simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the Earth |
| title_short |
Simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the Earth |
| title_full |
Simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the Earth |
| title_fullStr |
Simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the Earth |
| title_full_unstemmed |
Simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the Earth |
| title_sort |
simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the earth |
| title_alt |
Имитационное математическое моделирование гидроэкологического мониторинга водных ресурсов с использованием космических снимков Земли Імітаційне математичне моделювання гідроекологічного моніторингу водних ресурсів з використанням космічних знімків Землі |
| description |
Modeling of aquatic ecosystems is the basis for solving many practical problems. These problems are related to increasing the productivity of water bodies, improving the quality of water in them and the implementation of water protection measures in catchment areas. The study is based on the integration of materials from space images of the Earth and terrestrial values of the ecological index of water quality to assess the state of aquatic ecosystems, which provides sufficient data to assess the parameters of water pollution. The issues of construction of resource-oriented scenarios of nature management based on the balance of water consumption and reproduction are considered. The role and place of mathematical modeling in the system of ecological monitoring are shown, namely that the information technology of process scenario management allows to maintain the balance of water consumption and reproduction of water resources. Integrated dynamic models of Kyiv Reservoir systems have been built, focused on establishing a balance of water consumption and reproduction. A systematic approach was used to build the models, in which the economic goals of water consumption are made dependent on the ecological state. In accordance with the principle of dynamic balance, which postulates the desire of a complex system to dynamic equilibrium with variable external forces, the creation of the method proposed a universal model of adaptive balance of the system of interdependent processes. As an example of using a systematic management methodology, consider the problem of finding a balance between the volume of water consumption and the volume of their reproduction. This balance, maintained through environmental measures, is represented by a conceptual model of the ecological and economic system. Simulation experiments with the model of adaptive balance of water resources impacts were performed. The main advantage of such computer control technologies is the wide possibility to carry out simulation experiments and choose from an ensemble of possible process scenarios that meet the target guidelines for sustainable development. |
| publisher |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/211 |
| work_keys_str_mv |
AT yakymchukvladyslav simulationmathematicalmodelingofhydroecologicalmonitoringofwaterresourcesusingspaceimagesoftheearth AT yakymchukvladyslav imitacionnoematematičeskoemodelirovaniegidroékologičeskogomonitoringavodnyhresursovsispolʹzovaniemkosmičeskihsnimkovzemli AT yakymchukvladyslav ímítacíjnematematičnemodelûvannâgídroekologíčnogomonítoringuvodnihresursívzvikoristannâmkosmíčnihznímkívzemlí |
| first_indexed |
2024-04-21T19:48:18Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:48:18Z |
| _version_ |
1796974993775525888 |
| spelling |
uajuacgovua-article-2112022-07-10T20:29:53Z Simulation mathematical modeling of hydroecological monitoring of water resources using space images of the Earth Имитационное математическое моделирование гидроэкологического мониторинга водных ресурсов с использованием космических снимков Земли Імітаційне математичне моделювання гідроекологічного моніторингу водних ресурсів з використанням космічних знімків Землі Yakymchuk, Vladyslav mathematical simulation space images ecological and economic system water resources математическое моделирование космические снимки эколого-экономическая система водные ресурсы математичне моделювання космічні знімки еколого-економічна система водні ресурси Modeling of aquatic ecosystems is the basis for solving many practical problems. These problems are related to increasing the productivity of water bodies, improving the quality of water in them and the implementation of water protection measures in catchment areas. The study is based on the integration of materials from space images of the Earth and terrestrial values of the ecological index of water quality to assess the state of aquatic ecosystems, which provides sufficient data to assess the parameters of water pollution. The issues of construction of resource-oriented scenarios of nature management based on the balance of water consumption and reproduction are considered. The role and place of mathematical modeling in the system of ecological monitoring are shown, namely that the information technology of process scenario management allows to maintain the balance of water consumption and reproduction of water resources. Integrated dynamic models of Kyiv Reservoir systems have been built, focused on establishing a balance of water consumption and reproduction. A systematic approach was used to build the models, in which the economic goals of water consumption are made dependent on the ecological state. In accordance with the principle of dynamic balance, which postulates the desire of a complex system to dynamic equilibrium with variable external forces, the creation of the method proposed a universal model of adaptive balance of the system of interdependent processes. As an example of using a systematic management methodology, consider the problem of finding a balance between the volume of water consumption and the volume of their reproduction. This balance, maintained through environmental measures, is represented by a conceptual model of the ecological and economic system. Simulation experiments with the model of adaptive balance of water resources impacts were performed. The main advantage of such computer control technologies is the wide possibility to carry out simulation experiments and choose from an ensemble of possible process scenarios that meet the target guidelines for sustainable development. Моделирование водных экосистем является основой для решения многих практических задач, связанных с повышением производительности водоемов, улучшением качества воды в них и осуществлением водоохранных мероприятий на водосборных площадях. В основу исследования поставлено комплексирование материалов космических снимков Земли и наземных значений экологического индекса качества воды для оценивания состояния водных экосистем, который обеспечивает получение достаточного количества данных для оценивания параметров загрязнения воды. Рассматриваются вопросы построения ресурсно- ориентированных сценариев природопользования, основанные на балансе потребления и воспроизведения воды. Показаны роль и место математического моделирования в системе экологического мониторинга, а именно что информационная технология управления сценариями процессов позволяет поддерживать баланс потребления воды и воспроизведения водных ресурсов. Построены интегральные динамические модели систем Киевского водохранилища, ориентированные на установление баланса потребления и воспроизведения воды. Для построения моделей использован системный подход, при котором экономические цели потребления воды ставятся в зависимость от экологического состояния. Согласно принципу динамического баланса, который постулирует стремление сложной системы к динамическому равновесию с переменными внешними силами, при создании метода предложена универсальная модель адаптивного баланса влияний системы взаимозависимых процессов. В качестве примера использования системной методологии управления рассмотрим задачу нахождения баланса между объемами потребления воды и объемами их воспроизведения. Этот баланс, поддерживаемый с помощью природоохранных мер, представлен концептуальной моделью эколого-экономической системы. Были выполнены имитационные эксперименты с моделью адаптивного баланса влияний водных ресурсов. Основное преимущество подобных компьютерных технологий управления состоит в широкой возможности осуществлять имитационные эксперименты и выбирать из ансамбля возможных сценариев процессов такие, которые удовлетворяют целевым установкам постоянного развития. Моделювання водних екосистем є основою для вирішення багатьох практичних завдань, пов’язаних з підвищенням продуктивності водойм, поліпшенням якості води в них та здійсненням водоохоронних заходів на водозбірних площах. Дослідження основане на комплексуванні матеріалів космічних знімків Землі та наземних значень екологічного індексу якості води для оцінювання стану водних екосистем, що забезпечує отримання достатньої кількості даних для оцінювання параметрів забруднення води. Розглядаються питання побудови ресурсно-орієнтованих сценаріїв природокористування, що ґрунтуються на балансі споживання й відтворення води. Показані роль і місце математичного моделювання в системі екологічного моніторингу, а саме, що інформаційна технологія управління сценаріями процесів дає змогу підтримувати баланс споживання води і відтворення водних ресурсів. Побудовані інтегральні динамічні моделі систем Київського водосховища, орієнтовані на встановлення балансу споживання й відтворення води. Для побудови моделей використано системний підхід, при якому економічні цілі споживання води залежать від екологічного стану. Відповідно до принципу динамічного балансу, який постулює прагнення складної системи до динамічної рівноваги з перемінними зовнішніми силами, при створенні методу запропоновано універсальну модель адаптивного балансу впливів системи взаємозалежних процесів. Як приклад використання системної методології управління розглянуто завдання знаходження балансу між обсягами споживання і відтворення води. Цей баланс, підтримуваний за допомогою природоохоронних заходів, представлений концептуальною моделлю еколого-економічної системи. Виконані імітаційні експерименти з моделлю адаптивного балансу впливів водних ресурсів. Основна перевага подібних компʼютерних технологій управління полягає в широкій можливості здійснювати імітаційні експерименти й вибирати з ансамблю можливих сценаріїв процесів такі, які задовольняють цільовим настановам сталого розвитку. Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2022-06-16 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/211 10.36023/ujrs.2022.9.2.211 Ukrainian journal of remote sensing; Vol. 9 No. 2 (2022); 37-42 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; Том 9 № 2 (2022); 37-42 Український журнал дистанційного зондування Землі; Том 9 № 2 (2022); 37-42 2313-2132 uk https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/211/229 Copyright (c) 2022 Ukrainian journal of remote sensing |