МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ПЛОЩІ ДЗЕРКАЛ ВОДНИХ ОБ’ЄКТІВ ВОДОГОСПОДАРСЬКОЇ ДІЛЯНКИ З ВИКОРИСТАННЯМ СУПУТНИКОВИХ ЗОБРАЖЕНЬ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2026-185-2-71-78Ключові слова:
площа водної поверхні, NDWI, часосерійно-ваговий підхід, водогосподарський баланс, Sentinel-2, автоматизаціяАнотація
Проаналізовано сучасні підходи до визначення площі водної поверхні за даними дистанційного зондування Землі в контексті задач водогосподарського балансу. Розглянуто структуру витратної частини балансу на прикладі ВГД (водогосподарської ділянки) М5.4.0.02 річки Південний Буг. Авторами обґрунтовано використання дистанційного зондування Землі як альтернативу традиційним польовим замірам, що не забезпечують необхідної динаміки даних. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю прогнозування дефіцитів водних ресурсів, точність якого особливо важлива у засушливі періоди.
Основу методу становить обробка супутникових знімків місії Sentinel-2 із застосуванням NDWI (нормалізованого різницевого водного індексу) та емпірично визначеного порога водних пікселів 0,05. Запропоновано часосерійно-ваговий підхід до визначення площі води на ВГД. Метод передбачає використання серії знімків за певний період, де кожному знімку присвоюється ваговий коефіцієнт залежно від рівня хмарності та якості зображення. Такий підхід дозволяє нівелювати вплив випадкових похибок окремих кадрів та отримувати репрезентативну зважену оцінку площі.
В ході дослідження вирішено проблему технічних обмежень платформи Planet Labs шляхом алгоритмічного поділу території на тайли, що дозволило отримати високу роздільну здатність. За замовчуванням роздільна здатність всієї ВГД М5.4.0.02 становить 48 м2 на піксель, а поділ території на тайли дозволив збільшити якість зображень у п’ять разів, що достатньо для подальшого дослідження.
Апробація методу для літнього та осіннього періодів 2025 року виявила значну сезонну варіабельність площі (від 41,425 км2 до 30,048 км2), що підкреслює важливість врахування сезонних змін водної поверхні під час виконання завдань водогосподарського балансу. Отримані результати інтегровані у програмний комплекс на базі Python, що створює підґрунтя для автоматизації розрахунку додаткового випаровування у загальній системі управління водними ресурсами басейну.
Посилання
В. Б. Мокін, В. В. Гребінь, та Є. М. Крижановський, Методи оцінювання та засоби автоматизації розрахунку складових водогосподарського балансу районів річкових басейнів України, моногр. Вінниця, Україна: ВНТУ, 2023.
Державне агентство водних ресурсів України, Водогосподарські баланси основних районів річкових басейнів. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://davr.gov.ua/vodogospodarski-balansi-osnovnih-rajoniv-richkovih-basejniv . Дата звернення: 10.12.2025.
J. Li et al., “Satellite detection of surface water extent: a review of methodology,” Water, vol. 14, no. 7, р. 1148, 2022: https://doi.org/10.3390/w14071148 .
В. В. Гнатушенко, і М. С. Міщенко, «Аналіз методів виділення водних об'єктів на супутникових зображеннях,» Системні технології, т. 4, № 159, c. 108-113, 2025. https://doi.org/10.34185/1562-9945-4-159-2025-11 .
А. О. Наюк, і Є. М. Крижановський, «Автоматизація розрахунку площі водної поверхні для потреб водного балансу з використанням супутникових зображень,» на LV Всеукраїнській науково-технічній конференції підрозділів Вінницького національного технічного університету, Вінниця, 2026. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/all-fksa/all-fksa-2026/paper/view/27256/22340 . Дата звернення: 08.02.26.
Planet Documentation, Cloud-native platform for Earth observation with reliable data, scalable analytics, and accessible integrations and APIs. [Electronic resource]. Available: https://docs.planet.com/ . Accessed: 08.02.26.
Алгоритм розрахунку площі водної поверхні на ВГД часосерійно-ваговим методом. Google Colab. [Електронний ресурс]. Режим доступу: https://colab.research.google.com/drive/1zirCxbKA9yufda0E7oNh9yLOxxAf9Tqh?usp=sharing . Дата звернення: 08.02.26.
В. К. Хільчевський, і В. В. Гребінь, «Деякі аспекти щодо стану території районів річкових басейнів та моніторингу вод під час вторгнення Росії в Україну (2022 р.),» Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія, № 3 (65), с. 6-14, 2022. https://doi.org/10.17721/2306-5680.2022.3.1 .
В. В. Гребінь, і Г. А. Беженару, «Оцінка стоку для розрахунку водогосподарського балансу в басейні Дністра,» на Міжнародній науково-практичній конференції. Рельєф, клімат та поверхневі води як об’єкти природничо-географічних досліджень. Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія, Київ, 2019, № 3 (54), с. 24-26.
В. Б. Мокін, В. В. Гребінь, Є. М. Крижановський, і Л. М. Скорина, «Технологія оптимізації управління водними ресурсами басейну р. Дністер шляхом автоматизації складання його водогосподарського балансу,» на XIV Міжнародній науково-практичній конференції. Сучасні інформаційні технології управління екологічною безпекою, природокористуванням, заходами в надзвичайних ситуаціях, Київ, 2015, с. 131-135.
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).
