Remote assessment of shelterbelt conditions after military actions
Полезахисні лісові смуги є важливим елементом сталого землекористування, виконуючи такі загальноекологічні функції, як захист від ерозії ґрунтів, збереження водного балансу, пом’якшення впливу суховіїв і пилових бур, а також підтримка біорізноманіття. Проте, війна в Україні призвела до суттєвих пошк...
Gespeichert in:
| Datum: | 2025 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
2025
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/281 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
Institution
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth| id |
uajuacgovua-article-281 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-07-03T19:21:08Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
shelterbelts post-war restoration damage assessment remote sensing Sentinel-2 EVI NDMI S2REP |
| spellingShingle |
shelterbelts post-war restoration damage assessment remote sensing Sentinel-2 EVI NDMI S2REP Stankevich, Sergey Kozlova, Anna Andreiev, Artem Golubov, Stanislav Lysenko, Artur Remote assessment of shelterbelt conditions after military actions |
| topic_facet |
shelterbelts post-war restoration damage assessment remote sensing Sentinel-2 EVI NDMI S2REP лісосмуги повоєнне відновлення оцінювання пошкоджень ДЗЗ Sentinel-2 EVI NDMI S2REP |
| format |
Article |
| author |
Stankevich, Sergey Kozlova, Anna Andreiev, Artem Golubov, Stanislav Lysenko, Artur |
| author_facet |
Stankevich, Sergey Kozlova, Anna Andreiev, Artem Golubov, Stanislav Lysenko, Artur |
| author_sort |
Stankevich, Sergey |
| title |
Remote assessment of shelterbelt conditions after military actions |
| title_short |
Remote assessment of shelterbelt conditions after military actions |
| title_full |
Remote assessment of shelterbelt conditions after military actions |
| title_fullStr |
Remote assessment of shelterbelt conditions after military actions |
| title_full_unstemmed |
Remote assessment of shelterbelt conditions after military actions |
| title_sort |
remote assessment of shelterbelt conditions after military actions |
| title_alt |
Дистанційне оцінювання стану лісосмуг після воєнних дій |
| description |
Полезахисні лісові смуги є важливим елементом сталого землекористування, виконуючи такі загальноекологічні функції, як захист від ерозії ґрунтів, збереження водного балансу, пом’якшення впливу суховіїв і пилових бур, а також підтримка біорізноманіття. Проте, війна в Україні призвела до суттєвих пошкоджень лісосмуг або навіть до їхнього повного знищення. Оскільки наземні дослідження є небезпечними внаслідок воєнних дій, а також не дають змоги оперативно оцінити великі території, необхідно використовувати дані дистанційного зондування Землі (ДЗЗ). Отже, метою цієї статті є оцінювання стану лісосмуг після воєнних дій на основі даних ДЗЗ. Запропонований підхід має забезпечувати інформацію про стан лісосмуг, зокрема про рівень їхніх пошкоджень, що може бути використано для планування повоєнного відновлення. Стан лісосмуг оцінюється на основі супутникових знімків Sentinel-2 за трьома біофізичними індикаторами та відповідними спектральними індексами – біомаса (EVI), вміст хлорофілу (S2REP) та вміст вологи (NDMI). Також на основі поєднання цих індексів створено об’єднану карту стану лісосмуг. У рамках експерименту оцінено стан лісосмуг між селом Клинове (Бахмутський район) і Вугледарською ТЕЦ, які опинилася в зоні активних воєнних дій у травні–серпні 2022 року. Згідно з отриманою об’єднаною картою стану лісосмуг, 96.61% території дослідження зазнали пошкоджень, зафіксованих щонайменше в одному з індикаторів. Основна частина цих пошкоджень належить до низького та середнього рівнів, тоді як найбільший відсоток високого рівня пошкоджень (15.99%) виявлено за індексом NDMI. Візуальна валідація отриманих карт за знімками високого просторового розрізнення із середовища Google Earth підтвердила відповідність визначених пошкоджень їхньому реальному стану, що свідчить про достовірність отриманих карт. Таким чином, згідно з отриманими результатами, переважна частина лісосмуг зазнала низького або середнього рівня пошкоджень, що свідчить про можливість їхнього повоєнного відновлення. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на залучення радарних знімків, що дасть змогу отримати безперервний часовий ряд незалежно від погодних умов, а також на застосування методів класифікування для виявлення та картування лісосмуг, що дасть змогу масштабувати застосування розробленого підходу.
Внесок авторів: Концептуалізація – С. А. Станкевич та А. О. Козлова; методологія – С. А. Станкевич та А. А. Андреєв; формальний аналіз – А. О. Козлова та А. А. Андреєв; дослідження – А. А. Андреєв, С. І. Голубов та А. Р. Лисенко; оброблення даних – А. А. Андреєв, С. І. Голубов та А. Р. Лисенко; підготовка тексту статті: авторський рукопис – А. А. Андреєв, С. І. Голубов та А. Р. Лисенко; рецензування та редагування – С. І. Голубов та А. Р. Лисенко; візуалізація – С. І. Голубов та А. Р. Лисенко. Всі автори прочитали та погодилися з опублікованою версією рукопису.
Фінансування: Це дослідження профінансоване грантом НАН України дослідницьким лабораторіям / групам молодих вчених НАН України для проведення досліджень за пріоритетними напрямами розвитку науки і техніки у 2025–2026 рр. у рамках проєкту “Розробка набору геоінформаційних інструментів для дистанційного оцінювання стану лісосмуг, пошкоджених внаслідок воєнних дій”.
Доступність даних: Дані можуть бути надані авторами за обґрунтованим запитом.Подяки: Автори вдячні Національній академії наук України за підтримку цього дослідження. Ми також вдячні рецензентам і редакторам за їхні цінні коментарі, рекомендації та увагу до роботи.
Конфлікти інтересів:Автори заявляють, що не мають конфлікту інтересів
|
| publisher |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/281 |
| work_keys_str_mv |
AT stankevichsergey distancíjneocínûvannâstanulísosmugpíslâvoênnihdíj AT kozlovaanna distancíjneocínûvannâstanulísosmugpíslâvoênnihdíj AT andreievartem distancíjneocínûvannâstanulísosmugpíslâvoênnihdíj AT golubovstanislav distancíjneocínûvannâstanulísosmugpíslâvoênnihdíj AT lysenkoartur distancíjneocínûvannâstanulísosmugpíslâvoênnihdíj AT stankevichsergey remoteassessmentofshelterbeltconditionsaftermilitaryactions AT kozlovaanna remoteassessmentofshelterbeltconditionsaftermilitaryactions AT andreievartem remoteassessmentofshelterbeltconditionsaftermilitaryactions AT golubovstanislav remoteassessmentofshelterbeltconditionsaftermilitaryactions AT lysenkoartur remoteassessmentofshelterbeltconditionsaftermilitaryactions |
| first_indexed |
2025-07-17T11:23:11Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:23:11Z |
| _version_ |
1850411308184240128 |
| spelling |
uajuacgovua-article-2812025-07-03T19:21:08Z Дистанційне оцінювання стану лісосмуг після воєнних дій Remote assessment of shelterbelt conditions after military actions Stankevich, Sergey Kozlova, Anna Andreiev, Artem Golubov, Stanislav Lysenko, Artur shelterbelts post-war restoration damage assessment remote sensing Sentinel-2 EVI NDMI S2REP лісосмуги повоєнне відновлення оцінювання пошкоджень ДЗЗ Sentinel-2 EVI NDMI S2REP Полезахисні лісові смуги є важливим елементом сталого землекористування, виконуючи такі загальноекологічні функції, як захист від ерозії ґрунтів, збереження водного балансу, пом’якшення впливу суховіїв і пилових бур, а також підтримка біорізноманіття. Проте, війна в Україні призвела до суттєвих пошкоджень лісосмуг або навіть до їхнього повного знищення. Оскільки наземні дослідження є небезпечними внаслідок воєнних дій, а також не дають змоги оперативно оцінити великі території, необхідно використовувати дані дистанційного зондування Землі (ДЗЗ). Отже, метою цієї статті є оцінювання стану лісосмуг після воєнних дій на основі даних ДЗЗ. Запропонований підхід має забезпечувати інформацію про стан лісосмуг, зокрема про рівень їхніх пошкоджень, що може бути використано для планування повоєнного відновлення. Стан лісосмуг оцінюється на основі супутникових знімків Sentinel-2 за трьома біофізичними індикаторами та відповідними спектральними індексами – біомаса (EVI), вміст хлорофілу (S2REP) та вміст вологи (NDMI). Також на основі поєднання цих індексів створено об’єднану карту стану лісосмуг. У рамках експерименту оцінено стан лісосмуг між селом Клинове (Бахмутський район) і Вугледарською ТЕЦ, які опинилася в зоні активних воєнних дій у травні–серпні 2022 року. Згідно з отриманою об’єднаною картою стану лісосмуг, 96.61% території дослідження зазнали пошкоджень, зафіксованих щонайменше в одному з індикаторів. Основна частина цих пошкоджень належить до низького та середнього рівнів, тоді як найбільший відсоток високого рівня пошкоджень (15.99%) виявлено за індексом NDMI. Візуальна валідація отриманих карт за знімками високого просторового розрізнення із середовища Google Earth підтвердила відповідність визначених пошкоджень їхньому реальному стану, що свідчить про достовірність отриманих карт. Таким чином, згідно з отриманими результатами, переважна частина лісосмуг зазнала низького або середнього рівня пошкоджень, що свідчить про можливість їхнього повоєнного відновлення. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на залучення радарних знімків, що дасть змогу отримати безперервний часовий ряд незалежно від погодних умов, а також на застосування методів класифікування для виявлення та картування лісосмуг, що дасть змогу масштабувати застосування розробленого підходу. Внесок авторів: Концептуалізація – С. А. Станкевич та А. О. Козлова; методологія – С. А. Станкевич та А. А. Андреєв; формальний аналіз – А. О. Козлова та А. А. Андреєв; дослідження – А. А. Андреєв, С. І. Голубов та А. Р. Лисенко; оброблення даних – А. А. Андреєв, С. І. Голубов та А. Р. Лисенко; підготовка тексту статті: авторський рукопис – А. А. Андреєв, С. І. Голубов та А. Р. Лисенко; рецензування та редагування – С. І. Голубов та А. Р. Лисенко; візуалізація – С. І. Голубов та А. Р. Лисенко. Всі автори прочитали та погодилися з опублікованою версією рукопису. Фінансування: Це дослідження профінансоване грантом НАН України дослідницьким лабораторіям / групам молодих вчених НАН України для проведення досліджень за пріоритетними напрямами розвитку науки і техніки у 2025–2026 рр. у рамках проєкту “Розробка набору геоінформаційних інструментів для дистанційного оцінювання стану лісосмуг, пошкоджених внаслідок воєнних дій”. Доступність даних: Дані можуть бути надані авторами за обґрунтованим запитом.Подяки: Автори вдячні Національній академії наук України за підтримку цього дослідження. Ми також вдячні рецензентам і редакторам за їхні цінні коментарі, рекомендації та увагу до роботи. Конфлікти інтересів:Автори заявляють, що не мають конфлікту інтересів Shelterbelts are an essential element for sustainable land use, providing ecological functions such as soil erosion prevention, maintaining water balance, mitigating the effects of dry winds and dust storms, and supporting biodiversity. However, the war in Ukraine caused significant damage, or even destruction, to the shelterbelts. Since ground-based surveys are dangerous due to military actions and cannot effectively assess large territories, remote sensing is the only viable option. Thus, the aim of this study is the remote assessment of shelterbelt conditions after military actions. The given approach should provide information about shelterbelt conditions, including their damage level, which can be used for post-war restoration. In this paper, the shelterbelt conditions assessment is performed based on the three spectral indices evaluated upon the Sentinel-2 satellite's data, namely biomass (EVI), chlorophyll content (S2REP) and moisture content (NDMI). Additionally, a fused map of shelterbelt conditions is created using these indices. The condition of shelterbelts located between the village Klynove (Bakhmut rayon) and Vuhledar's thermal power plant was remotely assessed in our experiment. From May to August 2022, this territory was in the zone of active military actions. Concerning the fused map of shelterbelt conditions, 96.61% of the study area has taken damage, as stated by at least one indicator. Most of these damages correspond to low or medium damage levels, and NDMI gave the highest percentage of high damage level (15.99%). Using high-resolution imagery from Google Earth, visual validation of the obtained maps confirmed the correspondence between the identified damage and its actual state. This indicates the reliability of the obtained maps. Since most damage levels are low or medium, these shelterbelts can be considered for post-war restoration. Further research may include satellite radar data, which will enable the retrieval of continuous time-series data despite the weather conditions, and classification methods for shelterbelt detection and mapping for the developed approach scaling. Author Contributions: Conceptualization – S.A. Stankevich and A.O. Kozlova; methodology – S.A. Stankevich and A.A. Andreiev; formal analysis – A.O. Kozlova and A.A. Andreiev; investigation – A.A. Andreiev, S.I. Golubov, and A.R. Lysenko; data curation – A.A. Andreiev, S.I. Golubov, and A.R. Lysenko; writing – original draft preparation – A.A. Andreiev, S.I. Golubov and A.R. Lysenko; writing – review and editing – S.I. Golubov and A.R. Lysenko; visualization – S.I. Golubov and A.R. Lysenko. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript. Funding: This research funded by Grant of the National Academy of Sciences of Ukraine to research laboratories/groups of young scientists of the National Academy of Sciences of Ukraine for conducting research in priority areas of science and technology (2025-2026) for the project "Development of a geoinformation toolbox for remote assessment of shelterbelts damaged by military actions". Data Availability Statement: Data available on reasonable request from the authors.Acknowledgments: The authors are grateful to the National Academy of Sciences of Ukraine for supporting this research. We are also grateful to the reviewers and editors for their valuable comments, recommendations, and attention to the work. Conflicts of Interest: The authors declare no conflict of interest Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2025-06-30 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/281 10.36023/ujrs.2025.12.2.281 Ukrainian journal of remote sensing; Vol. 12 No. 2 (2025); 4-9 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; Том 12 № 2 (2025); 4-9 Український журнал дистанційного зондування Землі; Том 12 № 2 (2025); 4-9 2313-2132 uk https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/281/289 Copyright (c) 2025 Ukrainian journal of remote sensing |