ДИСТАНЦІЙНИЙ МОНІТОРИНГ ЗМІН ЗЕМЛЕКОРИСТУВАНЬ В МЕЖАХ ВОДОЗБОРУ РІЧКИ ТУРІЯ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2786-7269.2025.11.574-596Ключові слова:
геоінформаційні системи, дистанційне зондування Землі, Google Earth Engine, QGIS, Sankey-діаграма, земельний покрив, водозбірний басейн, річка ТуріяАнотація
У дослідженні представлено комплексний аналіз змін водно-болотних ландшафтів у басейні річки Турія на Волині, з акцентом на їхній вплив на сталий розвиток регіону та екологічну рівновагу. Використання інноваційних підходів ГІС та дистанційного зондування Землі не лише дозволило картографувати структуру та просторовий розподіл ландшафтів, але й побудувати матриці переходів між різними типами ландшафтів, розкриваючи закономірності їх динаміки. Для візуалізації цих процесів були обраховані матриці переходів та створені Sankey-діаграми, які чітко демонструють переходи між різними класами ландшафтів, що сприяє кращому розумінню масштабу й характеру змін.
Особливу увагу було приділено екологічним викликам, пов’язаним зі змінами ландшафтів, зокрема зменшенню площ природних екосистем, які відіграють важливу роль у підтримці біорізноманіття та водного балансу. Запропоновані адаптивні стратегії для управління ландшафтами включають заходи зі збереження природних ресурсів, відновлення деградованих територій та моніторингу впливу антропогенних факторів. Завдяки високоточній класифікації, виконаній у середовищі Google Earth Engine з використанням алгоритму SmileCART, досягнуто точності аналізу 99,72%, що є вагомим досягненням для сучасних екологічних досліджень. Отримані результати відкривають нові перспективи для ефективного моніторингу, дозволяючи здійснювати детальний аналіз динаміки ландшафтів у часі та просторі. Це дослідження також підкреслює важливість впровадження інноваційних інструментів для забезпечення сталого розвитку регіону та мінімізації негативного впливу змін клімату на природні комплекси.
Посилання
Denysiuk V., Melnyk O. The remote monitoring of changes in land use within the boundaries of the Stokhid river catchment. Geographical Journal of the Lesya Ukrainka Volyn National University. 2024. No. 4. P. 138–150. {in Ukrainian}.
Khilchevskyi V.K., Obodovskyi O.H. (ed.) (2008) General hydrology: Textbook – 2nd edition., supplemented. Kyiv University Publishing and Printing Center. Kyiv, 399 p. - ISBN 978-966-439-016-0. {in Ukrainian}.
Pankiv Z.P. (2008). Land resources: Study guide. – Ivan Franko LNU Publishing Center. Lviv, 272 p. {inUkrainian}.
List of lands according to the Classification of Types of Land (CTL). https://shels.com.ua/document.htm?doc=471. {in Ukrainian}. (date of access: 24.01.2025).
Turiia (tributary of the Prypiat) In Wikipedia. https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%83%D1%80%D1%96%D1%8F_(%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0_%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BF%27%D1%8F%D1%82%D1%96). {in Ukrainian}. (date of access: 24.01.2025).
Armenteras, D., Rodríguez, N., Sua, S., & Romero, M. (2005). Patterns and causes of deforestation in the Colombian Amazon. Ecological Indicators, 6, 353. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2005.03.014. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Begum, S., Ophra, S.J., Hossain, A., Ferdous, M.T., & Rafid, F.A. (2024). Land Cover Change using GIS and RS Techniques of the Padma River Floodplain in the Three Adjacent Districts in Bangladesh. Jagannath University Journal of Science, 10(1), 43–54. https://doi.org/10.3329/jnujsci.v10i1.71249. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Bradshaw, J., Hoelscher, P., & Richardson, D. (2007). An Index of Child Well-Being in the European Union. Social Indicators Research, 80. https://doi.org/10.1007/s11205-006-9024-z. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Burmeister, C., & Schanze, J. (2016). Retrospective Analysis of Systematic Land-Cover Change in the Upper Western Bug River Catchment, Ukraine. ACC Journal, 22(1), 7–18. https://doi.org/10.15240/tul/004/2016-1-001. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Debnath, J., Das (Pan), N., Ahmed, I., & Bhowmik, M. (2017). Channel migration and its impact on land use/land cover using RS and GIS: A study on Khowai River of Tripura, North-East India. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science, 20(2), 197–210. https://doi.org/10.1016/j.ejrs.2017.01.009. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Dwivedi, R.S., Sreenivas, K., & Ramana, K.V. (2005). Cover: Land‐use/land‐cover change analysis in part of Ethiopia using Landsat Thematic Mapper data. International Journal of Remote Sensing, 26(7), 1285–1287. https://doi.org/10.1080/01431160512331337763. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Ee.Classifier.confusionMatrix | Google Earth Engine | Google for Developers. URL:https://developers.google.com/earth-engine/apidocs/ee-classifier-confusionmatrix. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Fan, F., Weng, Q., & Wang, Y. (2007). Land Use and Land Cover Change in Guangzhou, China, from 1998 to 2003, Based on Landsat TM /ETM+ Imagery. Sensors, 7(7), 1323–1342. https://doi.org/10.3390/s7071323. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Geist, H.J., & Lambin, E.F. (2002). Proximate Causes and Underlying Driving Forces of Tropical Deforestation. BioScience, 52(2), 143. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2002)052[0143:PCAUDF]2.0.CO;2. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Geist, H., McConnell, W., Lambin, E.F., Moran, E., Alves, D., & Rudel, T. (2006). Causes and Trajectories of Land-Use/Cover Change. ВE.F. Lambin & H. Geist (Ред.), Land-Use and Land-Cover Change (с. 41–70). Springer Berlin Heidelberg. https://doi.org/10.1007/3-540-32202-7_3. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Google Earth Engine. URL:https://earthengine.google.com. (date of access: 24.01.2025).
Gordon, A.D., Breiman, L., Friedman, J.H., Olshen, R.A., & Stone, C.J. (1984). Classification and Regression Trees. Biometrics, 40(3), 874. https://doi.org/10.2307/2530946. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Griffiths, P. (2013). Utilizing the depth of the Landsat archive to reconstruct recent land change in the Carpathian ecoregion [doctoral Thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II]. https://doi.org/10.18452/16827. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Krasovskyi, H.Ya., Shumeiko, V.O., Klochko, T.O., & Sementsova, N.I. (2018). Information technologies for monitoring the environmental consequences of amber production in Ukraine. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 2(18), 107–117. https://doi.org/10.31471/2415-3184-2018-2(18)-107-117. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Lambin, E.F., & Geist, H. (Ред.). (2006). Land-Use and Land-Cover Change: Local Processes and Global Impacts. Springer. https://doi.org/10.1007/3-540-32202-7. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Lambin, E.F., Turner, B.L., Geist, H.J., Agbola, S.B., Angelsen, A., Bruce, J.W., Coomes, O.T., Dirzo, R., Fischer, G., Folke, C., George, P.S., Homewood, K., Imbernon, J., Leemans, R., Li, X., Moran, E.F., Mortimore, M., Ramakrishnan, P.S., Richards, J.F., … Xu, J. (2001). The causes of land-use and land-cover change: Moving beyond the myths. Global Environmental Change, 11(4), 261–269. https://doi.org/10.1016/S0959-3780(01)00007-3. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Manandhar, R., Odeh, I., & Ancev, T. (2009). Improving the Accuracy of Land Use and Land Cover Classification of Landsat Data Using Post-Classification Enhancement. Remote Sensing, 1. https://doi.org/10.3390/rs1030330. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Manandhar, R., Odeh, I.O. A., & Pontius, R.G. (2010). Analysis of twenty years of categorical land transitions in the Lower Hunter of New South Wales, Australia. Agriculture, Ecosystems & Environment, 135(4), 336–346. https://doi.org/10.1016/j.agee.2009.10.016 {in English} (date of access: 24.01.2025).
Mahmood, R., Pielke Sr, R., Loveland, T., & Mcalpine, C. (2015). Climate Relevant Land Use and Land Cover Change Policies. Bulletin of the American Meteorological Society, 97, 150421134152009. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00221.1. {in English} (date of access: 24.01.2025).
McLachlan, & J., G. (1992). Discriminant analysis and statistical pattern recognition. (p. 129–167) https://doi.org/10.1002/0471725293. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Nations, F. and A.O. of the U., & Programme, U.N.E. (1999). The Future of Our Land: Facing the Challenge. https://wedocs.unep.org/xmlui/handle/20.500.11822/32745. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Pluntke, T., Pavlik, D., & Bernhofer, C. (2014). Reducing uncertainty in hydrological modelling in a data sparse region. Environmental Earth Sciences, 72(12), 4801–4816. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3252-3. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Pontius, R.G., Shusas, E., & McEachern, M. (2004). Detecting important categorical land changes while accounting for persistence. Agriculture, Ecosystems & Environment, 101(2–3), 251–268. https://doi.org/10.1016/j.agee.2003.09.008. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Schanze, J., Trümper, J., Burmeister, C., Pavlik, D., & Kruhlov, I. (2012). A methodology for dealing with regional change in integrated water resources management. Environmental Earth Sciences, 65(5), 1405–1414. https://doi.org/10.1007/s12665-011-1311-6. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Seegert, J., Berendonk, T.U., Bernhofer, C., Blumensaat, F., Dombrowsky, I., Fuehner, C., Grundmann, J., Hagemann, N., Kalbacher, T., Kopinke, F.-D., Liedl, R., Leidel, M., Lorz, C., Makeschin, F., Markova, D., Niemann, S., Röstel, G., Schanze, J., Scheifhacken, N., … Krebs, P. (2014). Integrated water resources management under different hydrological, climatic and socio-economic conditions: Results and lessons learned from a transdisciplinary IWRM project IWAS. Environmental Earth Sciences, 72(12), 4677–4687. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3877-2. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Silva Leal, R.S.L., Almeida, N. V., & Silva, M.D.D. (2023). Impacts of changes in land cover and land use on the hydrological cycle of the Tapuio River sub-basin/AL. Journal of Hyperspectral Remote Sensing, 13(4), 497–511. https://doi.org/10.29150/jhrs.v13.4.p497-511. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Sleeter, R., Sleeter, B.M., Williams, B., Hogan, D., Hawbaker, T., & Zhu, Z. (2017). A carbon balance model for the great dismal swamp ecosystem. Carbon Balance and Management, 12(1), 2. https://doi.org/10.1186/s13021-017-0070-4. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Takada, T., Miyamoto, A., & Hasegawa, S.F. (2010). Derivation of a yearly transition probability matrix for land-use dynamics and its applications. Landscape Ecology, 25(4), 561–572. https://doi.org/10.1007/s10980-009-9433-x. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Turner, M.G., & Gardner, R. H. (2015). Landscape Ecology in Theory and Practice: Pattern and Process. Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2794-4. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Uhl, A., Melnyk, O., Melnyk, Y., Manko, P., Brunn, A., & Fesyuk, V. (2024). Remote sensing monitoring of changes in forest cover in the Volyn region: A cross section for the first two decades of the 21st century. Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University, Series «Geology. Geography. Ecology», 60, Article 60. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2024-60-19. {in English} (date of access: 24.01.2025).
Winterbottom, S. J. (2000). Medium and short-term channel planform changes on the Rivers Tay and Tummel, Scotland. Geomorphology, 34(3–4), 195–208. https://doi.org/10.1016/S0169-555X(00)00007-6. {in English} (date of access: 24.01.2025).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
