Расход воды реки Дуная по оптическим спутниковым данным серии Landsat

В. В. Суслин, С. А. Шоларь, Е. А. Подгибайлов*, О. В. Мартынов

Морской гидрофизический институт РАН, Севастополь, Россия

* e-mail: e.podgibailov@yandex.ru

Аннотация

Цель работы – найти корреляционную связь между соотношением площадей суши и воды для фиксированного района дельты Дуная и суммарным расходом реки, используя спутниковые продукты серии Landsat и гидрологическую модель SMHI Hypeweb. Период исследования охватывал 1984–2010 гг. Всего было использовано 132 спутниковых снимка в одном спектральном канале в ближнем инфракрасном диапазоне спектра с пространственным разрешением 30 м. Выбрали два района исследования: участок дельты с руслом и сушей (44.9–45.4° с. ш., 29.55–29.60° в. д.), а также контрольный участок устьевого взморья (44.9–45.4° с. ш., 29.80–29.85° в. д.). Для каждого из них строили гистограмму, характеризующую отраженный свет в условных единицах и соответствующие им количества пикселов. Получено, что сигнал, исходящий от первого района, находится в диапазоне 7000–26 000 у. е., а от второго – 7000–8000 у. е. Данное различие позволило отделить участки дельты, занятые речной водой, от суши. Для этого вычисляли отношение между числом пикселов, соответствующих значению 7000–8000 у. е., ко всем пикселам в данном районе. Затем находили корреляцию между расходом реки по гидрологической модели SMHI Hypeweb и долей пикселов, соответствующих занятым водой участкам. Получена регрессия y = 7.78∙10–4∙x 0.09 – 5.98∙10–4. Анализ сезонной изменчивости показал, что в исследуемом участке дельты доле пикселов, соответствующих занятым водой участкам, превышающим 0.5, соответствуют месяцы с марта по май, а минимальные значения (менее 0.3) характерны для июля – сентября. Все это согласуется с периодом интенсивности выпадения осадков и таяния снегов в ареале бассейна р. Дуная. Данные этой работы могут быть полезны исследователям, оценивающим влияние стока указанной реки на гидрологические режим и состояние Черного моря.

Ключевые слова

дистанционные методы исследований, Дунай, расход рек, Landsat TM, гидрологическая модель, Черное море

Благодарности

Работа выполнена в рамках государственного задания ФИЦ МГИ РАН FNNN-2024-0012 «Анализ, диагноз и оперативный прогноз состояния гидрофизических и гидрохимических полей морских акваторий на основе математического моделирования с использованием данных дистанционных и контактных методов измерений».

Для цитирования

Расход воды реки Дуная по оптическим спутниковым данным серии Landsat / В. В. Суслин [и др.] // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2025. № 1. С. 42–50. EDN GJZXGP.

Suslin, V.V., Sholar, S.A., Podgibailov, Е.A. and Martynov, O.V., 2025. The Danube River Water Discharge According to Satellite Optical Data of the Landsat Series. Ecological Safety of Coastal and Shelf Zones of Sea, (1), pp. 42–50.

Список литературы

  1. Цыганова М. В., Лемешко Е. М., Рябцев Ю. Н. Влияние апвеллинга на развитие речного плюма в прибрежной зоне северо-западного шельфа Черного моря на основе численного моделирования // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2023. № 1. С. 20–30. EDN SYKFPE.
  2. Кондратьев С. И. Три характерные гидролого-гидрохимические ситуации возле устья Дуная по данным экспедиционных исследований Морского гидрофизического института в 1997–2013 годах // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35, № 4. С. 367–383. EDN BTJNWV. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-4-367-383
  3. Горячкин Ю. Н., Иванов В. А. Уровень Черного моря: прошлое, настоящее и будущее. Севастополь : ЭКОСИ-гидрофизика, 2006. 210 с. EDN XXXSRN.
  4. Спутниковая диагностика расхода воды на реках снежно-ледового питания на примере реки Каш [КНР] / А. Г. Терехов [и др.] // Труды Тринадцатой Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва : ИКИ РАН, 2015. С. 140. URL: http://conf.rse.geosmis.ru/thesisshow.aspx?page=109&thesis=5229 (дата обращения: 20.02.2025).
  5. Оценка возможностей спутникового мониторинга динамики речного стока на примере анализа состояния реки Амударьи / И. Д. Мухамеджанов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19, № 1. С. 87–103. EDN IPZFFN. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2022-19-1-87-103
  6. Gleason C. J., Durand M. T. Remote sensing of river discharge: A review and a framing for the discipline // Remote Sensing. 2020. Vol. 12, iss. 7. P. 1107. https://doi.org/10.3390/rs12071107
  7. Satellite remote sensing estimation of river discharge: Application to the Yukon River Alaska / D. M. Bjerklie [et al.] // Journal of Hydrology. 2018. Vol. 561. P. 1000–1018. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2018.04.005
  8. Evaluating the potential for measuring river discharge from space / D. M. Bjerklie [et al.] // Journal of Hydrology. 2003. Vol. 278, iss. 1–4. P. 17–38. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(03)00129-X
  9. Estimating continental river basin discharges using multiple remote sensing datasets / A. W. Sichangi [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2016. Vol. 179. P. 36–53. https://doi.org/10.1016/j.rse.2016.03.019
  10. Sentinel-2 high-resolution data for river discharge monitoring / P. Filippucci [et al.] // Remote Sensing of Environment. 2022. Vol. 281. 113255. https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.113255
  11. Estimation of the Water Level in the Ili River from Sentinel-2 Optical Data Using Ensemble Machine Learning / R. I. Mukhamediev [et al.] // Remote Sensing. 2022. Vol. 15, iss. 23. P. 5544. https://doi.org/10.3390/rs15235544
  12. Mukhamedjanov I. D., Konstantinova A. M., Loupian E. A. The use of satellite data for monitoring rivers in the Amu Darya basin // Regional Problems of Earth Remote Sensing. 2020. Vol. 223. 03008. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202022303008
  13. Спутниковый мониторинг речных отмелей трансграничной реки Или (Центральная Азия) в задаче оценки уровня воды / А. Г. Терехов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20, № 4. С. 227–238. EDN IZGLPD. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2023-20-4-227-238
  14. Суслин В. В., Подгибайлов Е. А., Мартынов О. В., Шоларь С. А. Расход воды реки Дунай по оптическим спутниковым данным среднего разрешения // Современные проблемы оптики естественных вод : Труды XII Всероссийской конференции с международным участием. Санкт-Петербург, 25–27 октября 2023 года. Т. 13. Санкт-Петербург : Химиздат, 2023. С. 240–245. EDN FYCODD.

Текст статьи

Русскоязычная версия (PDF)

Англоязычная версия (PDF)

Мы используем Яндекс Метрику. Подробнее.