Evaluating the homogeneity of the Neva River monitoring sections using Earth remote sensing data

Abstract

Одной из угроз для сохранения экологической стабильности Балтийского моря является его антропогенное эвтрофирование из-за избыточного поступления общего азота и фосфора с его водосборного бассейна. Эвтрофирование негативно влияет на морские экосистемы, рыбопромысловые ресурсы и может представлять угрозу для здоровья людей. Для определения антропогенного воздействия на водные экосистемы необходим мониторинг расходов игидрохимических характеристик речного стока. Условием репрезентативности данных мониторинга является однородность водного тела реки на створе мониторинга. В работе представлена методика проверки однородности створа мониторинга с помощью анализа данных дистанционного зондирования Земли: расчеты индекса NDTI на основании спутниковых снимков Sentinel-2 в среде QGIS в пределах буферной зоны створа мониторинга, расчеты расстояний между центрами ячеек матрицы значений и началом створа мониторинга (берегом реки), экспорт результатов в файлы таблиц Microsoft Excel, статистический анализ однородности значений индексов вдоль створа мониторинга.

One of the threats to the preservation of the ecological stability of the Baltic Sea is its anthropogenic eutrophication due to excessive intake of total nitrogen and phosphorus from its catchment area. Eutrophication negatively affects marine ecosystems, fishing resources and can pose a threat to human health. Monitoring of the costs and hydrochemical characteristics of river runoff is necessary to determine the anthropogenic impact on aquatic ecosystems. The condition for the representativeness of monitoring data is the uniformity of the river body at the monitoring site. The paper presents a methodology for checking the uniformity of the monitoring target using the analysis of Earth remote sensing data: calculations of the NDTI index based on Sentinel-2 satellite images in the QGIS environment within the buffer zone of the monitoring target, calculations of distances between the centers of the cells of the matrix of values and the beginning of the monitoring target (river bank), exporting the results to Microsoft Excel spreadsheet files, statistical analysis of the uniformity of index values along the monitoring target.