Везде

RAS PresidiumИсследование Земли из космоса Earth Research from Space

  • ISSN (Print) 0205-9614
  • ISSN (Online) 3034-5405

Methods of Calculation of Daily Flooded Areas in the Volga Delta During the Flood Periods Based on the Remote Sensing Data

You can
PII
10.31857/S0205961424030065-1
DOI
10.31857/S0205961424030065
Publication type
Article
Status
Published
Authors
N. S. Zilitinkevich
  • Affiliation: Water Problems Institute of the RAS
Volume/ Edition
Volume / Issue number 3
Pages
78-93
Abstract
We developed methods for calculating the daily flooded areas in the Volga delta (VD) for the entire flood period using satellite data. The methodology is based on the construction of dependences of the flooding areas of the hydrographic network and interchannel spaces of VD (Ftotal) on the means of daily water levels in the channels of watercourses (НР). Ftotal for individual flood dates were determined using satellite images. Data on НР were taken at hydrological stations (h/s) on the same dates from the State Water Cadastre. These dependencies were used to calculate the daily flooding areas of DV with high accuracy for flood periods of different water contents (high-water, low-water and medium-water contents). This method was developed in two modifications: 1 – modification for the case of the sufficient number of satellite images to cover all the main changes in the course of each phase of the flood, 2 – modification for the case of the insufficient number of satellite images to cover all the main changes in the course of each phase of the flood. We conducted a comparative analysis of daily Ftotal obtained with high accuracy using modification 1 for floods of different water contents (high-water, low-water, medium-water contents). We revealed how floods of different water contents differ in characteristics including timing of passage, amplitude, area of maximum flooding area, duration of the rise phase, decline phase and flood plateau phase. Such calculations have never been conducted before. The results of calculations by this method allow us to identify the spatial-temporal patterns of the VD flooding under different types of water contents. Our method enables to predict the dynamics of floods and to calculate the water balance of the Volga delta.
Keywords
половодье дельта Волги площади заливания дельты космоснимки спектральный индекс воды
Date of publication
15.09.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
6

References

  1. 1. Байдин С.С. О заливаемости дельты Волги в условиях зарегулированного стока // Труды ГОИН. 1967. Вып. 89. С. 67‒71.
  2. 2. Байдин С.С. Сток и уровни дельты Волги. М.: Гидрометеоиздат, 1962. 337 с.
  3. 3. Бубер А.А., Бородычев В.В., Талызов А.А. Разработка гидродинамической модели дельты реки Волги и Западных подстепных ильменей // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2017. № 2 (46). С. 271‒283.
  4. 4. Горелиц О.В., Полонский В.Ф. Заливание дельты Волги и влияние на него изменений уровня Каспийского моря // Метеорология и гидрология. 1997. № 10. С. 85‒97.
  5. 5. Государственный водный кадастр. Раздел “Ежегодные данные о режиме и качестве вод морей и морских устьев рек”.
  6. 6. Евдокимов С.И., Михалап С.Г. Определение физического смысла комбинации каналов снимков Landsat для мониторинга состояния наземных и водных экосистем // Вестник Псковского государственного университета. 2015. № 7. С. 21–32.
  7. 7. Елисеева И.И. Статистика: учебник для академического бакалавриата. М.: Издательство Юрайт, 2014. 674 с.
  8. 8. Кашкин В.Б., Сухинин А.И. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений. М.: Логос, 2001. 264 с.
  9. 9. Козлова М.В., Сапожникова А.А., Землянов И.В., Горелиц О.В. Оценка состояния растительного покрова Волго-Ахтубинской долины на основе ДДЗЗ и анализа связи с параметрами гидрологического режима после зарегулирования стока Волги // Экологический сборник 5: труды молодых ученых Поволжья. Тольятти, 2015. С. 172‒179.
  10. 10. Лебедева С.В. Динамика потока в многорукавном приливном устье крупной реки (на примере р. Северная Двина). Дис. канд. геогр. наук. Москва: МГУ, 2016. 211 с.
  11. 11. Полонский В.Ф. Ландшафтное районирование дельты Волги с учетом ее хозяйственной освоенности и характера затопления в половодье // Тезисы докладов Всероссийского конгресса работников водного хозяйства. Москва, 2003. С. 209‒210.
  12. 12. Полонский В.Ф., Горелиц О.В. Оценка регулирующей роли дельты Волги при пропуске половодья // Гидрометеорологические аспекты проблемы Каспийского моря и его бассейна. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. С. 65‒77.
  13. 13. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П. Новая водно-балансовая модель дельты Волги, как средство для оптимального управления ее водным режимом // Экологические системы и приборы. 2005. № 12. С. 37‒48.
  14. 14. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П. Изучение параметров затопления дельты Волги и ее водно-балансовое моделирование // Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции 3-5 октября 2007: “Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления”. Астрахань, 2008. С. 263‒273.
  15. 15. Полонский В.Ф., Остроумова Л.П. Исследование процессов затопления, расчет и оценка изменений составляющих водного баланса дельты Волги в половодье // Материалы международной научной конференции 19-20 октября 2010: “Изменение климата и водного баланса Каспийского региона”. Астрахань, 2011. С. 119‒127.
  16. 16. Рыбак В.С. О возможном заливании дельты Волги при работе вододелителя // Труды ГОИН. 1973. Вып. 116. С. 104‒112.
  17. 17. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Берденгалиева А.Н., Выприцкий А.А. Динамика площадей водоемов Западного ильменно-бугрового района дельты Волги // Соврем. пробл. ДЗЗ из космоса. 2021. Т. 18. № 4. С. 285‒290.
  18. 18. Шинкаренко С.С., Барталев С.А., Богодухов М.А., Ворушилов И.И., Сайгин И.А. Классификация пойменных земель Нижней Волги на основе многолетних данных дистанционного зондирования и гидрологической информации // Соврем. пробл. ДЗЗ из космоса. 2023. Т. 20. № 3. С. 119‒135.
  19. 19. Atmospheric Correction Module: QUAC and FLAASH User’s Guide. Atmospheric Correction Module Version 4.7. August 2009 Edition. ITT Visual Information Solutions Corporation, USA.
  20. 20. http://www.harrisgeospatial.com/portals/0/pdfs/envi/Flaash_Module.pdf
  21. 21. Buma W.G., Lee L.I., Seo J.Y. Recent surface water extent of Lake Chad from multispectral sensors and GRACE // Sensors. 2018. V. 18. P. 1–24.
  22. 22. Claverie M., Ju J., Masek J.G., Dungan J.L., Vermote E.F., Roger J.-C. et al. The harmonized Landsat and Sentinel-2 data set // Remote Sens. Environ. 2018. V. 219. P. 145–161.
  23. 23. Du Y., Zhang Y., Ling F., Wang Q., Li W., Li X. Water bodies’ mapping from Sentinel-2 imagery with Modified Normalized Difference Water Index at 10-m spatial resolution produced by sharpening the SWIR band // Remote Sensing. 2016. V. 8. P. 1–19.
  24. 24. Elhag M. Consideration of Landsat-8 spectral band combination in typical Mediterranean forest classification in Halkidiki, Greece // Open Geosci. 2017. V. 9. P. 468–479.
  25. 25. ENVI User’s Guide. ENVI Version 4.7 & 4.7 SP1. December 2009 Edition. ITT Visual Information Solutions Corporation, USA. http://www.harrisgeospatial.com/portals/0/pdfs/envi/ENVI_User_Guide.pdf
  26. 26. Fraser R.S., Kaufman Y.J. The relative importance of aerosol scattering and absorption in remote sensing // IEEE Geosci. Remote Sens. 1985. V. GE-23. P. 615–633.
  27. 27. Gao B.C. NDWI – a normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space // Remote Sens. Environ. 1996. V. 58. P. 257–266.
  28. 28. Jensen J.R. Introductory digital image processing: a remote sensing perspective. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 2015. 544 p.
  29. 29. Kwang C., Jnr E.M.O., Amoah A.S. Comparing of Landsat 8 and Sentinel 2A using water extraction indexes over Volta River // J. Geogr. Geol. 2017. V. 10. P. 1–7.
  30. 30. Siegmund A., Menz G. Fernes nah gebracht. Satelliten und luftbild einsatz zur analyse von umweltveränderungen im geographie unterricht // Geographie und Schule. 2005. Vol. 154. № 4. P. 2‒10.
  31. 31. Szabo S., Gacsi Z., Balazs B. Specific features of NDVI, NDWI and MNDWI as reflected in land cover categories // Landsc. & Environ. Ser. 2016. V. 10. P. 194–202.
  32. 32. Xu H. Modification of Normalised Difference Water Index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery // International Journal of Remote Sensing. 2006. V. 27. № 14. P. 3025‒3033.
  33. 33. Zhang T.X., Su J.Y., Liu C.J., Chen W.H., Liu H., Liu G. Band selection in Sentinel-2 satellite for agriculture applications // Proc. 23rd Intern. conf. on Automation and Computing. Huddersfield, UK, 2017. P. 1–6.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library