Пространственно-временной анализ трансформации дельты реки Великой (1975–2024 гг.) с использованием спутниковых снимков

Сергей Игоревич Евдокимов; Алина Викторовна Штефуряк

doi:10.52575/2712-7443-2026-50-2-227-244

Авторы

Сергей Игоревич Евдокимов Псковский государственный университет
Алина Викторовна Штефуряк Псковский филиал ФГБНУ ГНЦ РФ «ВНИРО» («ПсковНИРО»)

DOI:

https://doi.org/10.52575/2712-7443-2026-50-2-227-244

Ключевые слова:

дистанционное зондирование Земли, Landsat, дельта, аккумуляция, зарастание, NDVI, NDWI, HEC-RAS, цифровая модель рельефа

Аннотация

Дельта реки Великой является уникальным природным комплексом, выполняющий роль переходной зоны и природного барьера между экосистемами реки Великой и Псковского озера. Здесь происходит взаимодействие и трансформация динамических, химических, физических свойств водных масс, перераспределение и отложение наносов, поддержание водообмена между русловой и прибрежной зонами. В статье представлен пространственно-временной анализ трансформации дельты реки Великой за период 1975–2024 гг. с использованием данных дистанционного зондирования Земли и геоинформационных технологий. Проведено картографирование изменений береговой линии островов в дельте, площади островов и степени зарастания акватории дельты. Дополнительно проанализированы структура, пространственная организация и трансформация растительного покрова, водной поверхности и участков открытых вод. Полученные результаты свидетельствуют о значительном увеличении площади островов, активизации процессов зарастания и постепенной смене растительных сообществ в направлении заболачивания. Выявленные тенденции отражают общие процессы морфологической эволюции дельтовой системы и указывают на её переход к болотному типу экосистемы.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Сергей Игоревич Евдокимов, Псковский государственный университет

Кандидат географических наук, доцент кафедры географии, г. Псков, Россия
E-mail: serenia-8178@yandex.ru

Алина Викторовна Штефуряк, Псковский филиал ФГБНУ ГНЦ РФ «ВНИРО» («ПсковНИРО»)

Специалист лаборатории водных биоресурсов, г. Псков, Россия
E-mail: Shtefuryak2011@mail.ru

Библиографические ссылки

Список источников

HEC-RAS. Электронный ресурс. URL: https://hydroschool.org/hec-ras/ (дата обращения: 14.05.2025).

QGIS. Электронный ресурс. URL: http://www.qgis.org/ru/site/ (дата обращения: 28.01.2025).

USGS. Электронный ресурс. URL: https://glovis.usgs.gov/ (дата обращения: 20.01.2025).

Список литературы

Бондаренко Л.Г., Кульба С.Н., Петрашов В.И., Смирнов С.С., Матвеева Е.И., Рудакова Н.А. 2021. Оценка зарастания водной растительностью Челбасской группы азовских лиманов. Водные биоресурсы и среда обитания, 4(4): 14–26. https://doi.org/10.47921/2619-1024_2021_4_4_14

Власов Б.П., Грищенкова Н.Д., Сивенков А.Ю., Суховило Н.Ю., Колбун Д.А. 2019. Оценка современного состояния и динамики зарастания озер Национального парка «Нарочанский» с использованием данных дистанционного зондирования Земли. Acta Geographica Silesiana, 13(4(36)): 39–55.

Даниличева О.А., Ермаков С.А. 2023. О проявлениях биогенных плёнок на спутниковых мультиспектральных изображениях эвтрофированного водоёма. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 20(5): 273–284. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2023-20-5-273-284

Евдокимов С.И., Михалап С.Г. 2014. Дифференциация времён года по среднемесячным показателям температур. В кн.: Проблемы устойчивости эколого-хозяйственных и социально-культурных систем трансграничных регионов. Материалы международной научно-практической конференции, Псков, 20–21 ноября 2014. Псков, ЛОГОС Плюс: 173–176.

Комарова А.Ф., Журавлева И.В., Яблоков В.М. 2016. Открытые мультиспектральные данные и основные методы дистанционного зондирования в изучении растительного покрова. Принципы экологии, 1(17): 42–80.

Кочеткова А.И., Брызгалина Е.С., Филиппов О.В., Баранова М.С. 2022. Динамика зарастания Волгоградского водохранилища (1972–2018 гг.). Принципы экологии, 1(43): 68–73. https://doi.org/10.15393/j1.art.2022.10002

Кутявина Т.И., Рутман В.В., Ашихмина Т.Я. 2024. Оценка динамики зарастания высшими водными растениями акватории эвтрофного водохранилища с использованием спутниковых изображений. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 21(1): 299–307. https://doi.org/10.21046/2070-7401-2024-21-1-299-307

Латышев С.Э. 2013 Изменение фитомассы тростника обыкновенного в течение вегетационного сезона в разнотипных озерах Белорусского Поозерья. В кн.: Наука – образованию, производству, экономике. Материалы XVIII (65) Регион. науч.-практ. конф. преподавателей, науч. сотрудников и аспирантов, Витебск, 13–14 марта 2013. Витебск, ВГУ имени П.М. Машерова: 97–100.

Лебедева О.А. 2006. Экосистема дельты реки Великой и ее влияние на Псковско-Чудское озеро. Псковский регионологический журнал, 1: 107–121.

Михалап С.Г. 2018. Исследование динамики зарастания дельты реки Великой методами ДЗЗ. В кн.: Вклад особо охраняемых природных территорий в экологическую устойчивость регионов: Современное состояние и перспективы. Материалы всероссийской (с международным участием) конференции, Кологрив, 20–21 сентября 2018. Кологрив, Государственный природный заповедник "Кологривский лес" им. М.Г. Синицына: 138–141.

Михалап С.Г., Михайлова К.Б. 2018. Зарастание дельты реки Великой макрофитами на основании данных полевых исследований и ДЗЗ. В кн.: Экологический мониторинг и биоразнообразие. Материалы Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции, Ишим, 25–26 декабря 2018. Ишим, Изд-во ИПИ им. П.П. Ершова (филиала) ТюмГУ: 66–69.

Михалап С.Г., Михайлова К.Б., Дрозденко Т.В. 2018. Современное состояние экосистемы дельты реки Великой и оценка ее аквакультурного потенциала. Вестник Псковского государственного университета. Серия: Естественные и физико-математические науки, 13: 16–25.

Панюкова Е.В. Тетерюк Б.Ю., Панюков А.А. 2022. Характеристика и продуктивность сообществ гидрофитов малых водохранилищ Европейского Северо-Востока России. Russian Journal of Ecosystem Ecology, 7(1): 22–32. https://doi.org/10.21685/2500-0578-2022-1-3

Папченков В.Г. 2001. Растительный покров водоемов и водотоков Среднего Поволжья. Ярославль, ЦМП МУБиНТ, 200 с.

Филоненко И.В., Комарова А.С. 2015. Многолетняя динамика площади зарастания прибрежно-водной растительностью оз. Воже. Принципы экологии, 4(16): 63–72.

Экологический мониторинг дельты реки Великой. 2003. Под ред. О.А. Лебедевой. Псков, ПГПИ, 156 с.

Assegid Y., Naja G., Rivero R.G., Melesse A.M. 2012. Water Quality Monitoring Using Remote Sensing and an Artificial Neural Network. Water Air Soil Pollut, 223: 4875–4887. https://doi.org/10.1007/s11270-012-1243-0

Fedorova I.V., Bolshiyanov D.Y., Makarov A.S. 2015. Geomorphological Evolution and Sedimentation Processes in the Lena River Delta. Earth Cryosphere, 9(1): 3–12.

Gao J., Jia Y., Wang Z. 2020. Multi-Year Water Level Variation and Shoreline Dynamics in Poyang Lake Using Landsat and Hydrological Data. Journal of Hydrology, 589: 125–196.

Giosan L., Syvitski J., Constantinescu S., Day J. 2014. Climate Change: Protect the World's Deltas. Nature, 516: 31–33. https://doi.org/10.1038/516031a

Hestir E.L., Brando V.E., Bresciani M., Giardino C., Matta E., … Dekker A.G. 2015. Measuring Freshwater Aquatic Ecosystems: The Need for a Hyperspectral Global Mapping Satellite Mission. Remote Sensing of Environment, 167: 181–195. https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.05.023

Jaskula J., Sojka M. 2019. Assessing Spectral Indices for Detecting Vegetative Overgrowth of Reservoirs. Polish Journal of Environmental Studies, 28(6): 4199–4211. https://doi.org/10.15244/pjoes/98994

Ju Y., Bohrer G. 2022. Classification of Wetland Vegetation Based on NDVI Time Series from the HLS Dataset. Remote Sensing, 14(9): 2107. https://doi.org/10.3390/rs14092107

Klemas V. 2011. Remote Sensing Techniques for Studying Coastal Ecosystems: an Overview. Journal of Coastal Research, 27(1): 2–17. https://doi.org/10.2307/25790484

Li B., Chen J., Yin Y. 2004. Accretion and Progradation in the Modern Volga Delta, Russia. Quaternary International, 120: 135–144.

Liu Y., Chen Y., Zhang Q. 2021. Integrating UAV and LiDAR Data for Precise Shoreline Extraction of Inland Lakes. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 176: 268–280.

McFeeters S.K. 1996. The Use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the Delineation of Open Water Features. International Journal of Remote Sensing, 17(7): 1425–1432. https://doi.org/10.1080/01431169608948714

Mikhailova M.V., Gorbachova L.V. 2019. Modern Evolution of the Danube River Delta Coastline Under Anthropogenic Impact. Water Resources, 46(6): 693–703.

Overeem I., Syvitski J.P.M., Hutton E.W.H. 2003. Quantitative Modeling of River Delta Formation Under Changing Climate and Sea Level. Proceedings of the International Conference on Volga Delta Evolution: 58–74.

Pelckmans L., Temmerman S., Balke T. 2023. Hydrodynamic Drivers of Mangrove Expansion: a Modelling Study in a Tide-Dominated Delta. Natural Hazards and Earth System Sciences, 23: 415–430. https://doi.org/10.5194/nhess-23-415-2023.

Piloyan A. 2023. Assessing Spatio-temporal Changes of Floating Aquatic Vegetation in Lake Sevan Using Landsat Imagery and Vegetation Indices. International Journal of Geoinformatics, 19(11): 1–11. https://doi.org/10.52939/ijg.v19i11.2913

Pirali Zefrehei A.R., Fallah M., Hedayati A. 2021. Applying Remote Sensing Techniques to Changes of Water Body and Aquatic Plants in Anzali International Wetland (1985–2018). Theoretical and Applied Ecolog, 1: 65–72. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-1-065-072

Popov A., Makarov A., Sokolov P. 2020. Application of LiDAR-Derived DEMs for Shoreline Change Analysis in Large Lakes. Remote Sensing Letters, 11(2): 185–194.

Richards K., Panin A., Golosov V. 2014. Volga River: a Summary of Morphological Change. Geomorphology, 215: 138–151.

Schmidt K.S., Skidmore A.K. 2003. Spectral Discrimination of Vegetation Types in a Coastal Wetland. Remote Sensing of Environment, 85(1): 92–108. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00196-7

Shang G., Shang Y. 2020. Wetland Vegetation Response to Water Level Fluctuations in the Poyang Lake, China. Ecological Indicators, 110. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.105933.

Shiklomanov A., Lammers R., Rawlins M. 2021. Hydrological Reference Datums in Large Arctic Rivers: Approaches and Uncertainties. Hydrology and Earth System Sciences, 25(9): 5003–5019.

Silva T.S.F., Costa M.P.F., Melack J.M., Novo E.M.L.M. 2008. Remote Sensing of Aquatic Vegetation: Theory and Applications. Environmental Monitoring and Assessment, 140: 131–145. https://doi.org/10.1007/s10661-007-9855-3

Smith J.A., Brown M.E., Jackson C. 2019. Vegetation Response to Minimum Water Levels in the Atchafalaya Delta, USA. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 224: 123–134. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2019.04.006.

Tan W., Xing J., Yang S., Yu G., Sun P., Jiang Y. 2020. Long-Term Aquatic Vegetation Dynamics in Longgan lake Using Landsat Time Series and Their Responses to Water Level Fluctuation. Water, 12(8): 2178. https://doi.org/10.3390/w12082178

Vousdoukas M.I., Mentaschi L., Voukouvalas E., Verlaan M., Jevrejeva S., … Feyen L. 2019. Global Probabilistic Projections of Extreme Sea Levels Show Intensification of Coastal Flood Hazard. Nature Communications, 9: 2360. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04692-w

Xu K., Milliman J.D., Yang Z., Xu H. 2022. Temporal and Spatial Variability of Sediment Discharge in the Yellow River Basin (China): Climate and Human Impact. Global and Planetary Change, 90(3): 231–247. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2022.02.015.

References

Bondarenko L.G., Kulba S.N., Petrashov V.I., Smirnov S.S., Matveeva E.I., Rudakova N.A. 2021. Assessment of Overgrowth of the Chelbas Group of the Azov Sea Limans with Aquatic Vegetation. Aquatic Bioresources & Environment, 4(4): 14–26 (in Russian). https://doi.org/10.47921/2619-1024_2021_4_4_14

Vlasov B.P., Grishchenkova N.D., Sivenkov A.Yu., Sukhovilo N.Yu., Kolbun D.A. 2019. Assessment of the Current State and Dynamics of the Overgrowing of Lakes in National Park "Narochansky" Using Remote Sensing Data. Acta Geographica Silesiana, 13(4(36)): 39–55 (in Russian).

Danilicheva O.A., Ermakov S.A. 2023. On Biogenic Film Manifestations in Satellite Multispectral Images of Eutrophic Water Bodies. Current Problems in Remote Sensing of the Earth from Space, 20(5): 273–284 (in Russian). https://doi.org/10.21046/2070-7401-2023-20-5-273-284

Evdokimov S.I., Mikhalap S.G. 2014. Differentsiatsiya vremen goda po srednemesyachnym pokazatelyam temperatur [Differentiation of Seasons According to Monthly Average Temperatures]. In: Problemy ustoychivosti ekologo-khozyaystvennykh i sotsialno-kulturnykh sistem transgranichnykh regionov [Problems of Sustainability of Ecological, Economic and Socio-Cultural Systems of Cross-Border Regions]. Proceedings of the international scientific and practical conference, Pskov, 20–21 November 2014. Pskov, Pabl. LOGOS Plus: 173–176.

Komarova A.F., Zhuravleva I.V., Yablokov V.M. 2016. Open-Source Multispectral Remote Sensing Data for the Investigation of Plant Communities. Principles of the Ecology, 1(17): 42–80 (in Russian).

Kochetkova A.I., Bryzgalina E.S., Filippov O.V., Baranova M.S. 2022. Dynamics of Overgrowth of the Volgograd Reservoir (1972-2018). Principles of the Ecology, 1(43): 68–73 (in Russian). https://doi.org/10.15393/j1.art.2022.10002

Kutyavina T.I., Rutman V.V., Ashikhmina T.Ya. 2024. Evaluation of the Dynamics of Overgrowth of Higher Aquatic Plants in the Water Area of an Eutrophic Reservoir Using Satellite Images. Current Problems in Remote Sensing of the Earth from Space, 21(1): 299–307 (in Russian). https://doi.org/10.21046/2070-7401-2024-21-1-299-307

Latyshev S.E. 2013. Izmeneniye fitomassy trostnika obyknovennogo v techeniye vegetatsionnogo sezona v raznotipnykh ozerakh Belorusskogo Poozeria [Changes in the Phytomass of Common Reed During the Growing Season in Different Types of Lakes in the Belorussian Poozerye]. In: Nauka – obrazovaniyu. proizvodstvu. ekonomike [Science for Education, Production, and the Economy]. Materials of the XVIII (65) Regional Scientific and Practical Conference of Teachers and Researchers. Proceedings of the Conference of Employees and Postgraduate Students, Vitebsk, 13–14 March 2013. Vitebsk, Pabl. Vitebsk State University named after P.M. Masherov: 97–100.

Lebedeva O.A. 2006. Ekosistema delty reki Velikoy i eye vliyaniye na Pskovsko-Chudskoye ozero [The Velikaya River Delta Ecosystem and Its Impact on Lake Peipus]. Pskovskiy regionologicheskiy zhurnal, 1: 107–121.

Mikhalap S.G. 2018. Researching of Overgrowth Dynamics of the Velikaya River Delta. In: The Contribution of Specially Protected Natural Areas to Regional Environmental Sustainability: Current Status and Prospects. Proceedings of the All-Russian (with International Participation) Conference, Kologriv, 20–21 September 2018. Kologriv, Pabl. Gosudarstvennyy prirodnyy zapovednik "Kologrivskiy les" im. M.G. Sinitsyna: 138–141 (in Russian).

Mikhalap S.G., Mikhailova K.B. 2018. Overgrowing of the Delta of the River Velikaya by Macrophites on the Basis of Data of Field Research and Radar Imaging of the Earth. In: Environmental Monitoring and Biodiversity. Proceedings of the All-Russian (with International Participation) Scientific and Practical Conference, Ishim, 25–26 December 2018. Ishim, Pabl. IPI im. P.P. Ershova (filiala) TyumGU: 66–69 (in Russian).

Mikhalap S.G., Mikhaiova K.B., Drozdenko T.V. 2018. The Present State of the Velikaya River Delta and Assessment of Its Aquacultural Potential. Bulletin of the Pskov State University. Series “Natural and physical and mathematical sciences”, 13: 16–25 (in Russian).

Panyukova E.V. Teteruk B.Yu., Panyukov A.A. 2022. Characteristics and Productivity of Hydrophite Communities of Small Reservoirs of the European North-East of Russia. Russian Journal of Ecosystem Ecology, 7(1): 22–32 (in Russian). https://doi.org/10.21685/2500-0578-2022-1-3

Papchenkov V.G. 2001. Rastitelnyy pokrov vodoyemov i vodotokov Srednego Povolzhia [Vegetation Cover of Reservoirs and Watercourses of the Middle Volga Region]. Yaroslavl, Pabl. TsMP MUBiNT, 200p.

Filonenko I.V., Komarova A.S. 2015. Long-Term Dynamics of Overgrowing Area with Coastal Aquatic Vegetationin in the Lake Vozhe. Principles of the Ecology, 4(16): 63–72 (in Russian).

Ekologicheskiy monitoring delty reki Velikoy [Environmental Monitoring of the Velikaya River Delta]. 2003. Ed. by O.A. Lebedeva. Pskov, Pabl. PGPI, 156 p.