Научная статья на тему 'ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ МОНИТОРИНГА БЕРЕГОВ И ВОДООХРАННЫХ ЗОН ВОДОХРАНИЛИЩ'

ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ МОНИТОРИНГА БЕРЕГОВ И ВОДООХРАННЫХ ЗОН ВОДОХРАНИЛИЩ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
114
25
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ / ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА / ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОНИТОРИНГ / ВОДООХРАННАЯ ЗОНА / СТРОЕНИЕ БЕРЕГОВ

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Сапрыгин Владислав Валерьевич, Глинка Вадим Васильевич, Скрипка Григорий Иванович

Актуальность. Мониторинг возрастающей антропогенной нагрузки, а также проявлений опасных природных процессов только методами наземных наблюдений не позволяет в полной мере обеспечить соблюдение требований водного законодательства по использованию водоохранных зон водных объектов. Применение набора инструментов Agisoft Metashape Professional в сочетании с ArcGIS при создании баз данных и ГИС-проектов для водохранилищ значительно повышает эффективность мониторинга. Методы. Использован инструментарий Agisoft Metashape Professional в сочетании с ArcGIS при формировании баз данных ГИС-проектов водохранилищ, материалы дистанционных обследований водоохранных зон и их берегов при помощи беспилотных летательных аппаратов (Phantom 4 Pro и Phantom 4 Advanced), что значительно повышает эффективность мониторинга за счет оперативного получения объективной информации об их морфологических и морфометрических характеристиках. Представлена возможность оценки интенсивности проявления экзогенных геологических процессов, выявления положения тальвегов практически всех расположенных в водоохранной зоне линейных эрозионных форм рельефа и определения густоты эрозионной сети. Результаты. Показана возможность использования сформированных баз данных (географических, текстовых и др. материалов) для получения наиболее полной информации о состоянии водоохранных зон. Такой подход позволяет оперативно реагировать на опасные проявления природных и антропогенных процессов. Разработанная методология и инструменты могут значительно повысить эффективность мониторинга водоохранных зон и способствовать выработке своевременных управленческих решений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Сапрыгин Владислав Валерьевич, Глинка Вадим Васильевич, Скрипка Григорий Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

USE OF UNMANNED AERIAL VEHICLES AND GEOINFORMATION SYSTEMS IN MONITORING THE COASTS AND PROTECTED WATER AREAS OF RESERVOIRS

Relevance. The increasing anthropogenic load and manifestations of dangerous natural processes cannot be fully monitored by ground observations alone, which makes it difficult to ensure compliance with the requirements of water legislation regarding the use of protected water areas of water bodies. The use of the Agisoft Metashape Professional toolset in conjunction with ArcGIS tools for creating databases and GIS projects for reservoirs significantly increases the effectiveness of monitoring. Methods. The paper presents the use of the Agisoft Metashape Professional toolset in conjunction with ArcGIS tools for creating GIS project databases for reservoirs. The use of remote sensing materials of protected water areas and their coasts with the help of unmanned aerial vehicles (Phantom 4 Pro and Phantom 4 Advanced) significantly increases the efficiency of monitoring, including through the prompt receipt of objective information on their morphological and morphometric characteristics (shore height, slope angle, etc.). The paper presents the possibility of assessing the intensity of manifestations of exogenous geological processes, identifying the position of talwegs of almost all linear erosion forms of relief located in the protected water zone, and determining the density of the erosion network. Results. The article demonstrates the possibility of using the created databases (geographic, textual, and other materials) to obtain the most complete information on the state of protected water areas. This approach allows for prompt response to dangerous manifestations of natural and anthropogenic processes. The presented methodology and tools can significantly increase the effectiveness of monitoring protected water areas and contribute to the timely decision-making of managers.

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ МОНИТОРИНГА БЕРЕГОВ И ВОДООХРАННЫХ ЗОН ВОДОХРАНИЛИЩ»

УДК: 502.171: 546.212: 504.61 DOI: 10.35567/19994508_2023_2_6

Применение беспилотных летательных аппаратов и геоинформационных систем при осуществлении мониторинга берегов и водоохранных зон водохранилищ

В.В. Сапрыгин ЕЗ <Е , В.В. Глинка <Е , Г.И. Скрипка ©

И vlad_rostov@inbox.ru

ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», г. Ростов-на-Дону, Россия

АННОТАЦИЯ

Актуальность. Мониторинг возрастающей антропогенной нагрузки, а также проявлений опасных природных процессов только методами наземных наблюдений не позволяет в полной мере обеспечить соблюдение требований водного законодательства по использованию водоохранных зон водных объектов. Применение набора инструментов Agisoft Metashape Professional в сочетании с ArcGIS при создании баз данных и ГИС-проектов для водохранилищ значительно повышает эффективность мониторинга. Методы. Использован инструментарий Agisoft Metashape Professional в сочетании с ArcGIS при формировании баз данных ГИС-проектов водохранилищ, материалы дистанционных обследований водоохранных зон и их берегов при помощи беспилотных летательных аппаратов (Phantom 4 Pro и Phantom 4 Advanced), что значительно повышает эффективность мониторинга за счет оперативного получения объективной информации об их морфологических и морфометрических характеристиках. Представлена возможность оценки интенсивности проявления экзогенных геологических процессов, выявления положения тальвегов практически всех расположенных в водоохранной зоне линейных эрозионных форм рельефа и определения густоты эрозионной сети. Результаты. Показана возможность использования сформированных баз данных (географических, текстовых и др. материалов) для получения наиболее полной информации о состоянии водоохранных зон. Такой подход позволяет оперативно реагировать на опасные проявления природных и антропогенных процессов. Разработанная методология и инструменты могут значительно повысить эффективность мониторинга водоохранных зон и способствовать выработке своевременных управленческих решений.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: беспилотный летательный аппарат, геоинформационная система, государственный мониторинг, водоохранная зона, строение берегов.

Финансирование: Работа выполнена по теме «Ведение информационных ресурсов и баз данных» в рамках государственного задания на 2019-2021 гг.

Для цитирования: Сапрыгин В.В., Глинка В.В., Скрипка Г.И. Использование беспилотных летательных аппаратов и геоинформационных систем при мониторинге берегов и охраняемых акваторий водоемов // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2023. № 2. С. 90-100. DOI: 10.35567/19994508_2023_2_6.

Дата поступления 03.03 2023.

© Сапрыгин В.В., Глинка В.В., Скрипка Г.И., 2023

Use of unmanned aerial vehicles and geoinformation systems in monitoring the banks and protected water areas of reservoirs Vladislav V. Saprygin M , Vadim V. Glinka ©, Grigory I. Skripka ©

13 vlad_rostov@inbox.ru

Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection,

Rostov-on-Don, Russia

ABSTRACT

Relevance. The increasing anthropogenic load and manifestations of dangerous natural processes cannot be fully monitored by ground observations alone, which makes it difficult to ensure compliance with the requirements of water legislation regarding the use of protected water areas of water bodies. The use of the Agisoft Metashape Professional toolset in conjunction with ArcGIS tools for creating databases and GIS projects for reservoirs significantly increases the effectiveness of monitoring. Methods. The paper presents the use of the Agisoft Metashape Professional toolset in conjunction with ArcGIS tools for creating GIS project databases for reservoirs. The use of remote sensing materials of protected water areas and their coasts with the help of unmanned aerial vehicles (Phantom 4 Pro and Phantom 4 Advanced) significantly increases the efficiency of monitoring, including through the prompt receipt of objective information on their morphological and morphometric characteristics (shore height, slope angle, etc.). The paper presents the possibility of assessing the intensity of manifestations of exogenous geological processes, identifying the position of talwegs of almost all linear erosion forms of relief located in the protected water zone, and determining the density of the erosion network. Results. The article demonstrates the possibility of using the created databases (geographic, textual, and other materials) to obtain the most complete information on the state of protected water areas. This approach allows for prompt response to dangerous manifestations of natural and anthropogenic processes. The presented methodology and tools can significantly increase the effectiveness of monitoring protected water areas and contribute to the timely decision-making of managers.

Keywords: unmanned aerial vehicle, geoinformation system, state monitoring, protected water area, shore structure.

Financing: The work was carried out within the framework of the topic "Maintenance of information resources and databases", carried out within the framework of the state task for 2019-2021.

For citation: Saprygin V.V., Glinka V.V., Skripka G.I. Use of unmanned aerial vehicles and geoinformation systems in monitoring the coasts and protected water areas of reservoirs. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2023. No. 2. P. 90-100. DOI: 10.35567/19994508_2023_2_6.

Received 13.02.2023.

ВВЕДЕНИЕ

Использование для обследования территорий беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), а для накопления, анализа и оперативного получения требуемого массива информации геоинформационных систем позволяет существенно повысить эффективность государственного мониторинга водных объектов, создает условия для своевременного принятия обоснованных управленческих решений по охране и использованию водоохранных зон [1-5].

В данной статье описан порядок применения разработанного авторами инструмента, предназначенного для отображения структурированных материалов обследования берегов водных объектов и густоты эрозионной сети

водоохранных зон, в т. ч. воздушной беспилотной и наземной фото- и видеосъемок, а также результатов их обработки и анализа. Инструмент реализован в виде программной надстройки для ГИС ArcMap на языке Visual Basic for Applications. Разработка осуществлена на основе материалов, полученных в ходе обследований берегов и водоохранной зоны Цимлянского водохранилища сотрудниками ФГБУ РосИНИВХЦ за период с 2017 по 2021 гг. [6].

МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалы, полученные в результате выполненных с использованием БПЛА наземных и дистанционных обследований берегов и водоохранной зоны, вносятся в базы данных ГИС-проекта водохранилища. Они группируются по следующим разделам: паспорт объекта, фотографии, видеоматериалы, графические приложения, текстовые материалы. Дальнейшее деление указанных разделов может осуществляться на материалы, полученные с использованием БПЛА, и материалы наземных обследований. Все включенные в базы данных материалы имеют обозначения, позволяющие определить место и время их получения.

Водоохранную зону предлагается разделять на участки, чтобы не рассматривать всю собранную информацию как единый массив данных. В нашем случае участки выделены по изменению типа берегов, определение которого дано в соответствии с уточненной авторами схемой, предложенной для Цимлянского водохранилища в 1982 г. институтом «Южгипроводхоз». Всего по данному признаку выделено 92 участка [7].

Для использования и визуализации собранных в базах данных материалов применялись стандартные инструменты программного обеспечения ArcGIS с элементами языка программирования Visual Basic for Applications.

Для каждого участка сформирован пакет материалов, включающий точечные (положение профилей для крупного масштаба) и линейные (выделенные участки, маршруты полетов БПЛА с выполнением видеосъемки, положение профилей для мелкого масштаба) геопозиционированные объекты, а также ассоциированные с ними материалы: графические изображения профиля берега, построенные в точках с типичной для участка морфологией склона, фотографии, видеозаписи и фрагменты ортофотопланов. В ГИС-проекте каждый из перечисленных видов геопозиционированных информационных ресурсов образует соответствующий слой. Выбор интересующего участка побережья, профиля берега, видеозаписи производится курсором активированного инструмента (щечком левой кнопки мыши по объектам в соответствующем слое).

Выбор участка побережья вызывает окно с информацией о морфологическом и морфометрическом состоянии берега на участке. В верхней части (рис. 1) представлены следующие данные: номер и длина участка, тип берега, проявления экзогенных геологических процессов (ЭГП), номера проведенных экспедиций и выполненных полетов БПЛА, минимальная, максимальная и средняя высоты берегового обрыва на участке, уклоны склонов по И.Д. Брауде. Более подробная информация дана в атрибутивной таблице соответствующего слоя и excel-таблице, открыть которую можно нажатием кнопки «Характер берега», расположенной ниже информации об уклоне склона.

Номер участка: S9 Длима участка (н): 13166

Тип берег л: абраяк>№<0-обвальный

Проявления ЭГП: обвалы

Номера жспелши и Ni4{ 102-105,10 7}; №6(197-201); N®7{236); №9(250-254); №16(1120,1151-1152,1177-

полёгое; 1173) №21(1419-1422) N925(1617-1620}

Высота бер. обрыва: БЛД: от 1до 7н. (ф. 4н)

Уклон склона: m_a9_l-69,44{o6ptenCTMi); ITt_S9_2«79,ll (отеесмм'О; ПП_89_3-85,91 _|(отвео1ый)._ _ _

Рис. 1. Информация о морфометрических характеристиках выбранного участка берега и проведенных обследованиях. Fig.1. Information on the morphometric characteristics of the selected bank area and surveys carried out on it.

Далее располагаются три вкладки - «Фотоматериалы», «Графика», «Видео». На вкладке «Фотоматериалы» из выпадающего списка в левой части окна можно выбирать категории фотоматериалов - фото с БПЛА обзорные, виды берегового уступа сбоку, берега в местах расположения профилей и наземные фотографии. Фотоматериалы сгруппированы также и по дате съемки, что отражено во втором выпадающем списке, расположенном справа от первого. Выбор из списка необходимых фотоматериалов осуществляется нажатием на левую клавишу мыши, после чего они появляются в окне слайда. В нижней части окна указано название снимка, справа - количество имеющихся изображений на выбранную дату. При помощи кнопок в правой части окна можно осуществлять циклическую сквозную смену изображений (по всем датам и категориям). Совершив двойной щелчок левой кнопкой мыши по изображению, можно открыть его в программе для просмотра изображений, используемых операционной системой по умолчанию.

Структура вкладки «Графика» аналогична вышеописанной. При выборе профиля берегового уступа происходит выделение точки в соответствующем слое и ее подсветка синим цветом. При нажатии на вкладку «Видео» формируется список доступных для выбранного участка видеоматериалов, снятых при помощи БПЛА. Приблизительные траектории полетов БПЛА во время видеосъемки содержатся в соответствующем слое и отображаются в виде стрелок. При выборе видео в списке, соответствующая ему траектория полета отображается красным цветом. Двойным щелчком левой кнопки мыши по имени видео в списке можно запустить его воспроизведение в программе, используемой операционной системой по умолчанию. Запустить воспроизведение видеофайла можно также щелчком по соответствующей ему траектории полета БПЛА.

Для получения информации о строении берега в конкретной точке или по одному из выбранных профилей необходимо подвести курсор к выбранному объекту и нажать левую клавишу мыши. Появляется окно с заголовком в виде имени профиля (например, ПП_86_2, где ПП - поперечный профиль, 86 - код участка, 2 - порядковый номер профиля на участке) и вкладками «Фотоматериалы» и «Графика» (рис. 2).

Во вкладке «Фотоматериалы» представлены фотографии берегового уступа, во вкладке «Графика» - графики профиля. В нижней части окна посередине указана дата снимка или профиля, справа - количество имеющихся

Рис. 2. Информация о строении берега по выбранному профилю на вкладках «Фотоматериалы» и «Графика».

Fig. 2. Information about the structure of the coast for the selected profile on the "Photo/material" and "Graphics" tabs.

изображений. При помощи кнопок в правой части окна можно осуществлять циклическую смену изображений. Совершив двойной щелчок левой кнопкой мыши по изображению, можно открыть его в программе для просмотра изображений, используемой операционной системой по умолчанию.

Как было указано выше, информация по участкам побережья Цимлянского водохранилища содержится в excel-файле, размещенном в папке с ГИС-проектом на листе «Характеристика берега по участкам». Фрагмент данного листа представлен в таблице. Каждому участку соответствует строка, а данные расположены в столбцах. При появлении новых данных по участку побережья или необходимости их корректировки, изменения вносятся в соответствующую участку строку (в первом столбце указан номер участка). Редактирование данных по участкам следует выполнять при закрытом ГИС-проекте. Внесенные изменения отображаются в ГИС автоматически (лист excel-файла привязан к слою «Участки» по номерам участков).

Использование предлагаемого инструмента позволяет осуществлять как добавление материалов в базу данных, так и их удаление. Чтобы добавить в ГИС новый профиль, необходимо выполнить следующие действия:

- добавить новый объект в соответствующий слою «Профили» шейп-файл путем его создания либо копирования существующего;

- для нового профиля в поле «N» слоя «Профили» указать имя в формате «nn_NN_n», где ПП означает «поперечный профиль», NN - код участка, на котором расположен профиль, n - порядковый номер профиля на участке.

При необходимости удаления профиля следует удалить объект из слоя «Профили» и соответствующих ему папок с графическими и фотоматериалами.

Чтобы добавить в ГИС новый видеофайл, необходимо выполнить следующие действия:

- поместить видеофайл в папку «Видео», содержащуюся в папке участка, на котором оно было записано, допустимые расширения - «mov», «mp4» или «avi»;

- добавить траекторию полета в соответствующий слой («Видео_полеты») путем его создания либо копирования существующего;

Таблица. Фрагмент листа «Характеристики берега по участкам» Table. A fragment of the sheet «The bank characteristics by sections»

NUM morph side reg Reference coast_type

l Припло-тинный правый РО, Цимлянский район земляной плотины № 92 Цимлянской ГЭС до водозабора НСФТ «Цимлянский садовод» абразионный

2 Припло-тинный правый РО, Цимлянский район водозабора НСФТ «Цимлянский садовод» до створа наблюдения за движением бровки коренного берега Цимлянского водохранилища № 32 (г. Цим-лянск, северо-восточная окраина, стадион г. Цимлянска) абразионно-оползневой

3 Припло-тинный правый РО, Цимлянский район створа наблюдения за движением бровки коренного берега Цимлянского водохранилища № 32 (г. Цимлянск, северовосточная окраина, стадион г. Цимлянска) до х. Крутой (Производственная база участка № 2 ФГБУ «УВРЦВ») абразионный

4 Припло-тинный правый РО, Цимлянский район х. Крутой (Производственная база участка № 2 ФГБУ «УВРЦВ») до 500 метров на северо-восток от створа наблюдения за движением бровки коренного берега Цимлянского водохранилища № 42 абразионно-оползневой

- для нового видеофайла в поле «VidName» слоя «Видео_полеты» указать его имя, а в поле «path» - полный путь к нему.

При удалении видеофайла следует удалить и соответствующий ему объект из слоя «Видео_полеты».

Графические материалы помещаются в соответствующую профилю папку. При отсутствии соответствующей папки, ее необходимо создать в подпапке «Графика» в папке участка, которому принадлежит профиль. Имя папки должно соответствовать формату «nn_NN_n». Формат имени графического файла -«rrrr-MM-AA_nn_NN_n.jpg», где «ГГГГ» - год, «ММ» - месяц, «ДД» - день.

При добавлении фотоматериала следует определить его категорию. Если в папке «Фотоматериалы» отсутствует подпапка, соответствующая определенной категории, ее необходимо создать. В папке соответствующей категории при необходимости можно сформировать подпапку с именем, соответствующим дате съемки. Имя фотоматериала может включать дату и координаты центра фотографирования. Заголовок фото, содержащего профиль, должен начинаться с его названия (в формате «nn_NN_n») и в этом случае названием катего-

рии фотоматериала также служит название профиля. Ошибочно добавленные или неудачные графические и фотоматериалы можно свободно удалять.

Предусмотрена также возможность выявления ошибок в структуре геоморфологических данных и материалов съемки. Для выполнения данной задачи разработан инструмент, активировать который можно нажатием на кнопку «Проверить базу ТБ». Данный инструмент формирует список обнаруженных ошибок в виде текстового файла и отображает его по завершению работы. Возможно выявление следующих ошибок:

- в слое профилей не найден профиль с именем имеющегося графического изображения;

- в слое профилей найдено более одного профиля с именем имеющегося графического изображения;

- в слое видео полетов не найден полет с именем имеющейся видеозаписи;

- в слое видео полетов найдено более одного полета с именем имеющейся видеозаписи.

- для имеющегося видео полета отсутствует видеозапись с соответствующим именем;

- в слое профилей не найден профиль с именем папки с фотографиями профилей;

- в слое профилей найдено более одного профиля с именем папки с фотографиями;

- в подпапке папки «Фотоматериалы» содержится папка с именем, которое не представляет собой дату;

- в подпапке папки «Фотоматериалы» содержится папка с именем, не соответствующим формату «ГГГГ-ММ-ДД» (производится автоматическое переименование);

- дата, содержащаяся в имени фото, не соответствует имени папки, в которой находится фото.

- центр фото профиля находится далее 250 м от соответствующего профиля;

- фото профиля не содержит в имени координат своего центра;

- фото содержит в имени координаты своего центра, не соответствующие формату «00.0000_00.0000»;

- название папки, соответствующей участку берега, представляет собой не числовое значение.

По материалам дистанционного обследования с использованием БПЛА водоохранных зон водных объектов возможно также выявить и определить положение тальвегов практически всех расположенных здесь линейных эрозионных форм рельефа [8, 9]. Полученные с БПЛА фотоматериалы позволяют выполнить оценку связи густоты эрозионной сети с особенностями природных условий водоохранной зоны, видом и интенсивностью ее хозяйственного освоения.

Определение густоты эрозионной сети осуществляется с использованием инструментария ESRI ArcMap 10.2.2, и Agisoft PhotoScan Professional, для чего необходимо последовательное выполнение следующих действий:

- визуальное дешифрирование эрозионных форм рельефа исследуемой территории по фотоматериалам, полученным с помощью БПЛА;

- маркирование (оцифровка) всех тальвегов для дальнейших расчетов и создания отдельного слоя для ГИС-проекта;

- создание слоя площадей территорий для расчета густоты эрозионной сети;

- расчет густоты эрозионной сети в ГИС ЛгеМар 10.2.2.

Тальвеги эрозионных форм рельефа могут быть дешифрированы на аэрофотоснимках по прямым и косвенным дешифровочным признакам. Точное определение положения тальвегов выявленных эрозионных форм производится по цифровой модели рельефа, которую получают в результате построения по сериям фотоснимков горизонталей с заданной высотой сечения.

Для выявления участков, различающихся по степени горизонтального расчленения, и оценки связи с изменениями природных условий или результатом антропогенной деятельности необходимо осуществить деление территории на сегменты.

Предлагается два способа деления водоохранной зоны на сегменты. Первый не связан с предварительным выделением участков по заданному признаку. С этой целью линии, соответствующие усредненному простиранию берега на данном участке, делят на равные отрезки и проводят к ним перпендикулярные линии, пересекающие всю водоохранную зону. Протяженность отрезков должна соответствовать самым крупным эрозионным формам на данной территории.

Второй способ используется, когда известны признаки, по которым выделяют искомые участки. В этом случае водоохранная зона делится на участки, в границах которых проявляется данный признак. Для выделенных сегментов определяют площадь, длину тальвегов, расположенных в границах его эрозионных форм, и рассчитывают величину густоты эрозионной сети.

Для проведения оценки густоты эрозионной сети нескольких участков, включая удаленные друг от друга, используют один из следующих способов:

- выборка объектов при помощи курсора;

- с помощью использования встроенного в ЛгеМар инструмента «Выбрать по расположению» или «Выбрать по атрибуту»;

- выбором диапазона номеров объекта или категории, класса из легенды слоя.

Для выбранных участков автоматически производится определение статистических характеристик следующих параметров: длины тальвегов по типам объектов, площади участка, величины густоты эрозионной сети и др.

ВЫВОДЫ

Таким образом, использование полученных с помощью БПЛА материалов и представление их в ГИС-проекте во многих случаях значительно повышает эффективность государственного мониторинга водоохранных зон и берегов водных объектов.

Наличие пакетов информации о строении водоохранной зоны и берегов водного объекта и инструментарий стандартных геоинформационных систем позволяют не только получать визуальную информацию, но и определять количественные значения различных параметров рельефа, прогнозировать тенденции их изменений. На базе исходных данных, полученных с помощью БПЛА, можно определить густоту эрозионной сети водоохранных зон, образованную определенным типом водотоков, проанализировать ее состояние и разработать мероприятия по предупреждению негативных последствий активизации экзогенных геологических процессов.

Формирование баз данных ГИС-проекта позволяет создать архив графических и текстовых материалов о состоянии природных условий водоохранных зон и оперативно его использовать, в т. ч. для предотвращения аварийных ситуаций в прибрежной зоне водохранилищ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Скрипка Г.И., Ивлиева О.В., Беспалова Л.А., Филатов А.А., Сапрыгин В.В. Мониторинг опасных береговых процессов Цимлянского водохранилища с использованием ГИС-технологий // Материалы межд. конф.: Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий. M: Изд-во Московского университета, 2020. Т.26. Ч.2. С. 253-263. DOI: 10.35595/2414-9179-2020-2-26-253-263.

2. Крыленко М. В., Крыленко В. В. Особенности выполнения высокоточной съёмки рельефа абразионного берега с помощью БПЛА // Бюллетень науки и практики. Науки о Земле. 2020. Т.6. № 2. С. 10-19. DOI: 10.33619/2414-2948/51/01.

3. Лучников А.И., Ляхин Ю.С., Лепихин А.П. Опыт применения беспилотных летательных аппаратов для оценки состояния берегов поверхностных водных объектов // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2018. № 1. С. 37-46. DOI: 10.35567/19994508-2018-1-3.

4. Papakonstantinou A., Doukari M., Topouzelis K. Coastline change detection using unmanned Aerial Vehicles and Image Processing Techniques // Fresenius Environmental Bulletin. Greece. No. 26, 2017. P. 5564 - 5571.

5. Chatzikyriakou C. UAV Laser Scanning for DTM Generation in Coastal Areas // Department of Geoscience and Remote Sensing. Delft University of Technology. Netherlands. 2017. 107 p.

6. Косолапов А.Е., Скрипка Г.И., Беспалова Л.А., Ивлиева О.В., Филатов А.А. Исследование морфологических и морфометрических особенностей берегов Цимлянского водохранилища с использованием беспилотных летательных аппаратов и ГИС-технологий// Аридные экосистемы. 2018. №3 (24). С. 36-42.

7. Скрипка Г.И., Глинка В.В., Беспалова Л.А., Ивлиева О.В. Уточнение схемы типов берегов Цимлянского водохранилища на основе съемок с беспилотных летательных аппаратов // Закономерности формирования и воздействия морских, атмосферных опасных явлений и катастроф на прибрежную зону РФ в условиях глобальных климатических и индустриальных вызовов («Опасные явления - II»): Материалы II межд. научной конф. памяти члена-корреспондента РАН Д.Г. Матишова. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН. 2020. C. 191-194.

8. Скрипка Г.И., Сердюк Л.В., Беспалова Л.А., Ивлиева О.В., Филатов А.А. Методика оценки густоты эрозионной сети водоохранных зон водохранилищ с использованием съемок с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и ГИС-технологий (на примере Цимлянского водохранилища) // Естественные и технические науки. 2018. № 5 (119). C. 162-168

9. Скрипка Г.И., Беспалова Л.А., Ивлиева О.В., Сердюк Л.В. Опыт оценки густоты эрозионной сети водоохранной зоны Цимлянского водохранилища на основании материалов дистанционных обследований. // Цифровая география: материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (г. Пермь, 16-18 сентября 2020г.). Т. 1: Цифровые и геоинформационные технологии в изучении природных процессов, экологии, природопользовании и гидрометеорологии; Пермский гос. нац. исслед. ун-т. Пермь, 2020. C. 170-173.

REFERENCES

1. Skripka G.I., Ivlieva O.V., Bespalova L.A., Filatov A.A., Saprygin V.V. Monitoring of target processes Monitoring of the processes of the Tsimlyansk reservoir using GIS-technologies. Matrialy spetsialnoy konferentsiyi Geoinformatsionnoye obespecheniye ustoychivogo razvitiya territoriy [Proceedings of the special conference: Geoinformation support of the territories' sustainable development]. Moscow: Moscow University Press. 2020. Vol. 26.(2). P. 253-263. (In Russ.). DOI: 10.35595/2414-9179-2020-2-26-253-263.

2. Krylenko M. V., Krylenko V. V. Features of Performing High-precision Survey of the Abrasion Coast Relief by UAV. Bulleten nauki i praktiki. Nauki o Zemle [Bulletin of Science and Practice]. 2020. 6(2). P. 10-19. (In Russ.). DOI: 10.33619/2414-2948/51/01.

3. Luchnikov A.I., Ljahin Ju.S., Lepihin A.P. Experience in the use of unmanned aerial vehicles for assessing the state of the banks of surface water bodies. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2018. Vol 1. P. 37-46 (In Russ.). DOI: 10.35567/1999-4508-2018-1-3.

4. Papakonstantinou A., Doukari M., Topouzelis K. Coastline change detection using unmanned Aerial Vehicles and Image Processing Techniques. Fresenius Environmental Bulletin. Vol. 26. 2017. P. 5564 - 5571. (In Greece).

5. Chatzikyriakou C. UAV Laser Scanning for DTM Generation in Coastal Areas. Department of Geoscience and Remote Sensing. Delft University of Technology. 2017. 107 p. (In Dutch).

6. Kosolapov A.E., Skripka G.I., Bespalova L.A., Ivlieva O.V., Filatov A.A. Study of morphological and morphometric aspects of the Tsimlyansk reservoir using unmanned aerial vehicles and GIS technologies. Arid ecosystems. 2018. No. 3 (24). P. 36-42 (In Russ.).

7. Skripka G.I., Glinka V.V., Bespalova L.A., Ivlieva O.V. Refinement of the type scheme of the banks of the Tsimlyansk reservoir based on surveys from unmanned aerial vehicles. Zakonomernosti formirovaniya i vozdeystviya morskikh, atmosfernykh opasnykh yavleniy i katestrof na pribrezh-nuyu zonu RF v usloviyakh globalnykh klimaticheskikh i industrialnykh vyzovov ("Opasniye yav-leniya - II") Materialy II mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsiyi pamyati chlena-korrespond-enta RAN D.G. Matishova. [Patterns of formation and impact of marine, atmospheric hazards and disasters on the coastal zone of the Russian Federation in the context of global climatic and industrial challenges ("Hazardous Phenomena - II"): materials of the II International Scientific conference in memoriam of Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences D.G. Matishova ] (Rostov-on-Don, July 6-10, 2020). - Rostov-on-Don: Publishing House of the Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2020. Pp. 191-194. (In Russ.).

8. Skripka G.I., Serdjuk L.V., Bespalova L.A., Ivlieva O.V., Filatov A.A. Method for assessing the density of the erosion network of water protection zones of reservoirs using surveys from unmanned aerial vehicles (UAVs) and GIS technologies (on the example of the Tsimlyansk reservoir). Natural and technical sciences. 2018. T 5 (119). Pp. 162-168 (In Russ.).

9. Skripka G.I., Bespalova L.A., Ivlieva O.V., Serdjuk L.V. Experience in assessing the density of the erosion network of the water protection zone of the Tsimlyansk reservoir based on data from remote surveys. Tsifrovaya geografiya: materialy Vseros. Nauch.-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiyem (g. Perm, 16-18 sentyabrya 2020 g.) V.1. Tsifroviye i geoinformatsionniye tekhnologiyi v izucheniyi prirodnykh protsessov, ekologiyi, prirodopolzovaniya i gidrometeorologiyi [Digital geography: materials of the All-Russia. scientific-practical. conf. with international participation (Perm, September 16-18, 2020). Vol. 1: Digital and geoinformation technologies in the study of natural processes, ecology, nature management and hydrometeorology]; Perm State nat. research un-t. Permian. 2020, Pp. 170-173 (In Russ.).

Сведения об авторах:

Сапрыгин Владислав Валерьевич, канд. геогр. наук, ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Россия, 344037, Ростов-на-Дону, ул. Ченцова 10а; ORCID: 0000-0002-9934-3497; e-mail: vlad_rostov@inbox.ru

Глинка Вадим Васильевич, канд. геогр. наук, ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресур-

сов», Россия, 344037, Ростов-на-Дону, ул. Ченцова 10а, ORCID: 0000-0001-5671-5740; e-mail: vadim-glinka@mail.ru

Скрипка Григорий Иванович, канд. геол.-минер. наук, ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Россия, 344037, Ростов-на-Дону, ул. Ченцова 10а; ORCID:0000-0002-8391-0223; e-mail: skripka.grisha@yandex.ru

About the author:

Vladislav V. Saprygin, Candidate of Geographical Sciences, Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection; st. Chentsova 10a, Rostov-on-Don, 344037 Russia; ORCID: 0000-0002-9934-3497; e-mail: vlad_rostov@inbox.ru

Vadim V. Glinka, Candidate of Geographical Sciences, Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection; st. Chentsova, 10a, Rostov-on-Don, 344037 Russia; ORCID: 0000-0001-5671-5740; e-mail: vadim-glinka@mail.ru

Grigory I. Skripka, Candidate of Geological/mineralogical Sciences, Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection; st. Chentsova, 10a, Rostov-on-Don, 344037 Russia; ORCID:0000-0002-8391-0223; e-mail: skripka.grisha@yandex.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.