Geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories
The article considers the relevance of the application of a set of terrestrial hydrological, radioecological and modern remote sensing methods in the process of monitoring studies of areas that are difficult to access, waterlogged, largely radionuclide contaminated. The example of the Ukrainian part...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| 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/213 |
| 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-213 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2022-07-10T20:29:53Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Chornobyl Exclusion Zone left-bank water protection complex inter-dam section water bodies surface runoff radionuclide carry-over simulation remote sensing methods |
| spellingShingle |
Chornobyl Exclusion Zone left-bank water protection complex inter-dam section water bodies surface runoff radionuclide carry-over simulation remote sensing methods Azimov, Oleksandr Shevchenko, Oleksii Tomchenko, Olha Geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories |
| topic_facet |
Chornobyl Exclusion Zone left-bank water protection complex inter-dam section water bodies surface runoff radionuclide carry-over simulation remote sensing methods Чернобыльская зона отчуждения левобережный водоохранный комплекс междамбовый участок водоемы поверхностный сток вынос радионуклидов моделирование дистанционные методы Чорнобильська зона відчуження лівобережний водоохоронний комплекс міждамбова ділянка водойми поверхневий стік винесення радіонуклідів моделювання дистанційні методи |
| format |
Article |
| author |
Azimov, Oleksandr Shevchenko, Oleksii Tomchenko, Olha |
| author_facet |
Azimov, Oleksandr Shevchenko, Oleksii Tomchenko, Olha |
| author_sort |
Azimov, Oleksandr |
| title |
Geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories |
| title_short |
Geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories |
| title_full |
Geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories |
| title_fullStr |
Geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories |
| title_full_unstemmed |
Geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories |
| title_sort |
geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories |
| title_alt |
Геоинформационный анализ данных космических съемок с целью оценки изменений радиогидрологических условий территорий Геоінформаційний аналіз даних космічних знімань з метою оцінювання змін радіогідрологічних умов територій |
| description |
The article considers the relevance of the application of a set of terrestrial hydrological, radioecological and modern remote sensing methods in the process of monitoring studies of areas that are difficult to access, waterlogged, largely radionuclide contaminated. The example of the Ukrainian part of the left-bank Pripyat drainage system within the Chornobyl Exclusion Zone shows that remotely obtained data together with the materials integrated into the geographic information systems of the terrestrial measurements provide the adequate monitoring information on the spatio-temporal changes in the hydrological and radioecological situation in general. Among the research methods, the simulation, the methods of hydrometric, balancing, remote sensing studies of water bodies were most used. The main purpose of the research is to perform the retrospective and current analyses of the hydrological situation based on archival and recent satellite images, assess the effectiveness of the water protection complex on the left bank of the Pripyat River, especially after the introduction of hydrotechnical measures to improve its radioecological status. In the research process the LANDSAT, SPOT, IRS, WorldView images were used. In particular, a significant sensitivity of the "surface water – dry land" system to the changes in the environment of this area was established and the mapping of objects of open water surface was performed as well as its spatial and temporal variability was followed. When comparing the results of calculations of the radionuclides carry-over by water (in particular, 90Sr) before and after the implementation of appropriate measures at the water protection complex the notable negative consequences of its implementation and operation during a period from 1986 to 2001 were revealed. It was found that the diverted one-time 90Sr carry-over due to the construction of a "new" left-bank dam (according to the 1999 flood scenario) is "compensated" by 40% through the increase of its carry-over prolonged in time as a result of operation of the polder pumping station (PPS) and the inundation of the contaminated areas, which is caused by the complicated conditions for the discharge of surface and underground runoff caused by the "new" and "old" dams. The ecological advisability and validity of hydraulic measures (clearing of canals, reconstruction of culverts) and the recommended form of the operational complex (without the use of PPS, with natural filtration discharge of the body of the "new" sand dam in the Pripyat River) are confirmed by the results of thematic interpretation of the multiband images. Thus, within the complex, minor flooding and waterlogging of the inter-dam section, as well as areas to the north-east from the "old" dam are established. Prospects for the further research of various hydrological processes and radioecological situation on the left bank of the Pripyat River are seen in the use of high resolution remote surveys, which would be performed over the short periods of time. The informative result in good quality can be obtained on the basis of the use of unmanned aerial vehicles technology. |
| 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/213 |
| work_keys_str_mv |
AT azimovoleksandr geoinformationanalysisofthesatelliteimagerydatainordertoassessthechangesinradiohydrologicalconditionsoverthestudyterritories AT shevchenkooleksii geoinformationanalysisofthesatelliteimagerydatainordertoassessthechangesinradiohydrologicalconditionsoverthestudyterritories AT tomchenkoolha geoinformationanalysisofthesatelliteimagerydatainordertoassessthechangesinradiohydrologicalconditionsoverthestudyterritories AT azimovoleksandr geoinformacionnyjanalizdannyhkosmičeskihsʺemokscelʹûocenkiizmenenijradiogidrologičeskihuslovijterritorij AT shevchenkooleksii geoinformacionnyjanalizdannyhkosmičeskihsʺemokscelʹûocenkiizmenenijradiogidrologičeskihuslovijterritorij AT tomchenkoolha geoinformacionnyjanalizdannyhkosmičeskihsʺemokscelʹûocenkiizmenenijradiogidrologičeskihuslovijterritorij AT azimovoleksandr geoínformacíjnijanalízdanihkosmíčnihznímanʹzmetoûocínûvannâzmínradíogídrologíčnihumovteritoríj AT shevchenkooleksii geoínformacíjnijanalízdanihkosmíčnihznímanʹzmetoûocínûvannâzmínradíogídrologíčnihumovteritoríj AT tomchenkoolha geoínformacíjnijanalízdanihkosmíčnihznímanʹzmetoûocínûvannâzmínradíogídrologíčnihumovteritoríj |
| first_indexed |
2025-07-17T11:22:41Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:22:41Z |
| _version_ |
1850411151374942208 |
| spelling |
uajuacgovua-article-2132022-07-10T20:29:53Z Geoinformation analysis of the satellite imagery data in order to assess the changes in radiohydrological conditions over the study territories Геоинформационный анализ данных космических съемок с целью оценки изменений радиогидрологических условий территорий Геоінформаційний аналіз даних космічних знімань з метою оцінювання змін радіогідрологічних умов територій Azimov, Oleksandr Shevchenko, Oleksii Tomchenko, Olha Chornobyl Exclusion Zone left-bank water protection complex inter-dam section water bodies surface runoff radionuclide carry-over simulation remote sensing methods Чернобыльская зона отчуждения левобережный водоохранный комплекс междамбовый участок водоемы поверхностный сток вынос радионуклидов моделирование дистанционные методы Чорнобильська зона відчуження лівобережний водоохоронний комплекс міждамбова ділянка водойми поверхневий стік винесення радіонуклідів моделювання дистанційні методи The article considers the relevance of the application of a set of terrestrial hydrological, radioecological and modern remote sensing methods in the process of monitoring studies of areas that are difficult to access, waterlogged, largely radionuclide contaminated. The example of the Ukrainian part of the left-bank Pripyat drainage system within the Chornobyl Exclusion Zone shows that remotely obtained data together with the materials integrated into the geographic information systems of the terrestrial measurements provide the adequate monitoring information on the spatio-temporal changes in the hydrological and radioecological situation in general. Among the research methods, the simulation, the methods of hydrometric, balancing, remote sensing studies of water bodies were most used. The main purpose of the research is to perform the retrospective and current analyses of the hydrological situation based on archival and recent satellite images, assess the effectiveness of the water protection complex on the left bank of the Pripyat River, especially after the introduction of hydrotechnical measures to improve its radioecological status. In the research process the LANDSAT, SPOT, IRS, WorldView images were used. In particular, a significant sensitivity of the "surface water – dry land" system to the changes in the environment of this area was established and the mapping of objects of open water surface was performed as well as its spatial and temporal variability was followed. When comparing the results of calculations of the radionuclides carry-over by water (in particular, 90Sr) before and after the implementation of appropriate measures at the water protection complex the notable negative consequences of its implementation and operation during a period from 1986 to 2001 were revealed. It was found that the diverted one-time 90Sr carry-over due to the construction of a "new" left-bank dam (according to the 1999 flood scenario) is "compensated" by 40% through the increase of its carry-over prolonged in time as a result of operation of the polder pumping station (PPS) and the inundation of the contaminated areas, which is caused by the complicated conditions for the discharge of surface and underground runoff caused by the "new" and "old" dams. The ecological advisability and validity of hydraulic measures (clearing of canals, reconstruction of culverts) and the recommended form of the operational complex (without the use of PPS, with natural filtration discharge of the body of the "new" sand dam in the Pripyat River) are confirmed by the results of thematic interpretation of the multiband images. Thus, within the complex, minor flooding and waterlogging of the inter-dam section, as well as areas to the north-east from the "old" dam are established. Prospects for the further research of various hydrological processes and radioecological situation on the left bank of the Pripyat River are seen in the use of high resolution remote surveys, which would be performed over the short periods of time. The informative result in good quality can be obtained on the basis of the use of unmanned aerial vehicles technology. В статье рассматривается актуальность применения комплекса наземных гидрологических, радиоэкологических и современных дистанционных методов в процессе мониторинговых исследований территорий, которые являются труднодоступными, заболоченными, в значительной степени радионуклидно загрязненными. На примере украинской части левобережной Припятской мелиоративной системы в пределах Чернобыльской зоны отчуждения показано, что дистанционно полученные данные совместно с материалами интегрированных в географические информационные системы наземных измерений дают адекватную мониторинговую информацию о пространственно-временных изменениях гидролого-радиоэкологической ситуации в целом. Среди методов исследований наиболее применяемыми были моделирование, методы гидрометрического, балансового, дистанционного исследования водных объектов. Главная цель исследований заключается в выполнении ретроспективного и текущего анализа гидрологической обстановки по архивным и новейшим спутниковым снимками, в оценке эффективности эксплуатации водоохранного комплекса на левобережье р. Припять, особенно после проведения в этом районе гидротехнических мероприятий по улучшению его радиоэкологического состояния. В процессе исследований использовались снимки с космических аппаратов LANDSAT, SPOT, IRS, WorldView. В частности, установлено значительную чувствительность системы «поверхностные воды–суша» к изменениям окружающей среды территории, выполнено картирование объектов открытой водной поверхности, прослежено ее пространственно-временную изменчивость. Сравнивая результаты расчетов водного выноса радионуклидов (в частности, 90Sr) до и после осуществления соответствующих мероприятий на водоохранном комплексе, выявлено достаточно ощутимые негативные последствия от его внедрения и функционирования на протяжении периода с 1986 по 2001 год. Выяснено, что предупрежденный одноразовый вынос 90Sr за счет строительства «новой» левобережной дамбы (по сценарию паводка 1999 г.) “компенсируется” на 40% растянутым во времени увеличением его выноса вследствие работы польдерной насосной станции (ПНС) и затоплением загрязненных участков. Последнее вызвано усложненными за счет «новой» и «старой» дамб условиями разгрузки поверхностного и подземного стока. Экологическая целесообразность и обоснованность проведенных гидротехнических мероприятий (расчистка каналов, реконструкция пропускных сооружений) и рекомендованной формы эксплуатации комплекса (без применения ПНС, с природной фильтрационной разгрузкой стока через тело «новой» песчаной дамбы в р. Припять) подтверждены результатами тематического дешифрирования многозональных космоснимков. Так в пределах комплекса установлено незначительное обводнение и заболоченность междамбового участка, а также участка северо-восточнее «старой» дамбы. Перспективы дальнейших исследований разнообразных гидрологических процессов и радиоэкологической обстановки на левобережье р. Припять заключаются в использовании данных дистанционных съемок высокого разрешения, которые выполнялись бы через сравнительно небольшие временные интервалы. Качественно информативный результат может быть получен на основе применения технологий беспилотных летательных аппаратов. У статті розглядається актуальність застосування комплексу наземних гідрологічних, радіоекологічних і сучасних дистанційних методів у процесі моніторингових досліджень територій, які є важкодоступними, заболоченими, значною мірою радіонуклідно забрудненими. На прикладі української частини лівобережної Прип’ятської осушувальної системи в межах Чорнобильської зони відчуження показано, що дистанційно отримані дані спільно з матеріалами інтегрованих у географічні інформаційні системи наземних вимірювань дають адекватну моніторингову інформацію про просторово-часові зміни гідролого-радіоекологічної ситуації загалом. Поміж методів досліджень найуживанішими були моделювання, методи гідрометричного, балансового, дистанційного дослідження водних об’єктів. Головна мета досліджень полягає у виконанні ретроспективного та поточного аналізу гідрологічної обстановки за архівними та новітніми супутниковими знімками, в оцінюванні ефективності експлуатації водоохоронного комплексу на лівобережжі р. Прип’ять, насамперед після запровадження у цьому районі гідротехнічних заходів щодо покращення його радіоекологічного стану. Під час досліджень використовувалися знімки з космічних апаратів LANDSAT, SPOT, IRS, WorldView. Зокрема, встановлено значну чутливiсть системи “поверхневi води–суходіл” до змiн довкілля території, виконано картування об’єктів відкритої водної поверхнi, простежено її просторово-часову мiнливiсть. Порівнюючи результати розрахунків водного винесення радіонуклідів (зокрема, 90Sr) до та після вжиття відповідних заходів на водоохоронному комплексі, виявлено досить відчутні негативні наслідки від його впровадження та функціонування протягом 1986–2001 років. З’ясовано, що відвернуте одноразове винесення 90Sr за рахунок будівництва “нової” лівобережної дамби (за сценарієм повені 1999 р.) “компенсується” на 40% розтягнутим у часі збільшенням його винесення внаслідок роботи польдерної насосної станції (ПНС) та затопленням забруднених ділянок. Останнє викликане ускладненими за рахунок “нової” та “старої” дамб умовами розвантаження поверхневого і підземного стоків. Екологічна доцільність і обґрунтованість проведених гідротехнічних заходів (розчищення каналів, реконструкція пропускних споруд) та рекомендованої форми експлуатації комплексу (без використання ПНС, із природним фільтраційним розвантаженням стоку через тіло “нової” піщаної дамби у р. Прип’ять) підтверджені результатами тематичного дешифрування багатозональних космознімків. У межах комплексу встановлено незначне обводнення та заболочення міждамбової ділянки, а також ділянки північно-східніше “старої” дамби. Перспективи подальших досліджень різноманітних гідрологічних процесів та радіоекологічної обстановки на лівобережжі р. Прип’ять вбачаються у використанні даних дистанційних знімань високої розрізненості, що виконували б через порівняно невеликі часові інтервали. Якісний інформативний результат можна отримати, застосовуючи технології безпілотних літальних апаратів. Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2022-06-27 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/213 10.36023/ujrs.2022.9.2.213 Ukrainian journal of remote sensing; Vol. 9 No. 2 (2022); 13-36 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; Том 9 № 2 (2022); 13-36 Український журнал дистанційного зондування Землі; Том 9 № 2 (2022); 13-36 2313-2132 uk https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/213/231 Copyright (c) 2022 Ukrainian journal of remote sensing |