ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2021-9-30-37ekip-1879Research ArticleАНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫANALYSIS. METHODS. PROGNOSISОценка состояния территорий закрытых объектов захоронения отходов по вегетационным индексамAssessment of the State of the Territories of Closed Waste Disposal Facilities by Vegetation IndicesСлюсарьН.Н.SliusarN.N.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Professor

podpiska@kalvis.ruБелоусоваА.П.BelousovaA.P.

ассистент

Assistant

podpiska@kalvis.ruБатраковаГ.М.BatrakovaG.M.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci., Professor

podpiska@kalvis.ruГарифзяновР.Д.GarifzyanovR.D.

ст. преподаватель

Art. Lecturer

podpiska@kalvis.ruХубер-ХумерМ.Huber-HumerM.

д-р наук, профессор

Dr. of Science, Professor

podpiska@kalvis.ruРитцковскиМ.RitzkowskiM.

д-р наук

Dr. of Science

podpiska@kalvis.ruПермский национальный исследовательский политехнический университетРоссияPerm National Research Polytechnic UniversityRussian FederationПермский национальный исследовательский университетРоссияPerm National Research UniversityRussian FederationУниверситет природных ресурсов и прикладных наукАвстрияUniversity of Natural Resources and Applied SciencesAustriaИнститут инноваций, защиты климата и экономики замкнутого цикла г. Гамбурга – Компания по уборке г. ГамбургаГерманияHiiCCE – Hamburg Institute for Innovation, Climate Protection and Circular Economy GmbH – Unternehmen der Stadtreinigung Hamburg AцRGermany2021140920212593037Copyright © ООО "Калвис", 20212021ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/1879

Представлены возможности использования данных дистанционного зондирования Земли для оценки формирования фитоценозов на рекультивированных свалках и полигонах захоронения отходов. Объекты исследования – полигоны и свалки на территории Пермского края, которые отличались между собой по видам и срокам проведения рекультивационных работ. Состояние растительного покрова на рекультивированных и самозарастающих объектах сравнивалось с опорными участками с естественно сформированным травостоем зональной луговой растительности. Процесс восстановления территории закрытых полигонов оценивали по наличию и однородности растительного слоя и по значениям вегетационного индекса NDVI. Для выявления динамики изменения растительного покрова использовались разновременные космические снимки из открытых ресурсов Google Earth и снимки в видимом и инфракрасном диапазонах космических аппаратов Landsat-5/TM и Landsat-8/OLI. Показано, что данные дистанционного зондирования Земли, в частности анализ вегетационных индексов, можно использовать для оценки динамики зарастания территорий рекультивированных объектов захоронения отходов, а также как дополнительный и экономически эффективный метод мониторинга восстановления ранее нарушенных территорий.

The possibilities of using remote sensing of the Earth data to assess the formation of phytocenoses at reclaimed dumps and landfills are presented. The objects of study are landfills and dumps in the Perm Territory, which differed from each other in the types and timing of reclamation work. The state of the vegetation cover on the reclaimed and self-overgrowing objects was compared with the reference plots with naturally formed herbage of zonal meadow vegetation. The process of reclamation of the territory of closed landfills was assessed by the presence and homogeneity of the vegetation layer and by the values of the vegetation index NDVI. To identify the dynamics of changes in the vegetation cover, we used multi-temporal satellite images from the open resources of Google Earth and images in the visible and infrared ranges of the Landsat-5/TM and Landsat-8/OLI satellites. It is shown that the data of remote sensing of the Earth, in particular the analysis of vegetation indices, can be used to assess the dynamics of overgrowing of territories of reclaimed waste disposal facilities, as well as an additional and cost-effective method for monitoring the restoration of previously disturbed territories.

рекультивация территорийполигонзахоронение отходовNDVIвегетационный индексдистанционный мониторингland reclamationlandfillwaste disposalNDVIvegetation indexremote monitoringReferencesSilvestri S., Omri M. A method for the remote sensing identification of uncontrolled landfills: formulation and validation. International Journal of Remote Sensing. 2008. Vol. 29(4). P. 975—989.Silvestri S., Omri M. A method for the remote sensing identification of uncontrolled landfills: formulation and validation. International Journal of Remote Sensing. 2008. Vol. 29(4). P. 975—989.Yalan L., Yuhuan R., Aihua W., Huizhen Z. Identifying the location and distribution of the open-air dumps of solid wastes using remote sensing technique. The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2008. Vol. XXXVII. Part B8. P. 67—72.Yalan L., Yuhuan R., Aihua W., Huizhen Z. Identifying the location and distribution of the open-air dumps of solid wastes using remote sensing technique. The International Archives of the Photogrammetry. Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2008. Vol. XXXVII. Part B8. P. 67—72.Persechino G.,Schiano P., Lega M.,Napoli R.,Ferrara C., Kosmatka J. Aerospace-based support systems and interoperability. The solution to fight illegal dumping. Waste Management and the Environment. WIT Press, Southampton, UK, 2010. Vol. 140. P. 203—214.Persechino G.,Schiano P., Lega M.,Napoli R.,Ferrara C., Kosmatka J. Aerospace-based support systems and interoperability. The solution to fight illegal dumping. Waste Management and the Environment. WIT Press, Southampton, UK, 2010. Vol. 140. P. 203—214.Cadau E.G., Putignano C., Laneve G., Aurigemma R. Optical and SAR Data Synergistic Use for Landfill Detection and Monitoring. The SIMDEO Project. Methods, Product and Results. Conference IGARSS 2014. DOI: 10.1109/IGARSS.2014.6947539.Cadau E.G., Putignano C., Laneve G., Aurigemma R. Optical and SAR Data Synergistic Use for Landfill Detection and Monitoring. The SIMDEO Project. Methods, Product and Results. Conference IGARSS 2014. DOI: 10.1109/IGARSS.2014.6947539.Glanville K., Chang H.-C. Remote Sensing Analysis Techniques and Sensor Requirements to Support the Mapping of Illegal Domestic Waste Disposal Sites in Queensland, Australia. Remote Sens. 2015. 7. P. 13053-13069; doi:10.3390/rs71013053.Glanville K., Chang H.-C. Remote Sensing Analysis Techniques and Sensor Requirements to Support the Mapping of Illegal Domestic Waste Disposal Sites in Queensland, Australia. Remote Sens. 2015. 7. P. 13053-13069; doi:10.3390/rs71013053.Тимофеева С.С., Шешукова Л.В., Охотин А.Л. Мониторинг свалок твердых бытовых и промышленных отходов в Иркутском районе по данным космических снимков. Вестник ИрГТУ. 2012. № 9. С. 76—81.Тимофеева С.С., Шешукова Л.В., Охотин А.Л. Мониторинг свалок твердых бытовых и промышленных отходов в Иркутском районе по данным космических снимков. Вестник ИрГТУ. 2012. № 9. С. 76—81.Бровкина О.В., Скорописов Д.Ю. Мониторинг свалок твердых бытовых и промышленных отходов (на примере территории Кронштадского района г. Санкт- Петербурга). Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. №1. С. 153—155.Бровкина О.В., Скорописов Д.Ю. Мониторинг свалок твердых бытовых и промышленных отходов (на примере территории Кронштадского района г. Санкт- Петербурга). Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. №1. С. 153—155.Абросимов А.В., Никольский Д.Б., Шешукова Л.В. Использование космических снимков и геоинформационных технологий для мониторинга мест складирования отходов. Геоматика. 2013. №1. С. 68—74.Абросимов А.В., Никольский Д.Б., Шешукова Л.В. Использование космических снимков и геоинформационных технологий для мониторинга мест складирования отходов. Геоматика. 2013. №1. С. 68—74.Notarnicola C., Angiulli A., Giasi C. Southern Italy illegal dumps detection based on spectral analysis of remotely sensed data and land cover maps. In Proceedings of Conference on Remote Sensing for Environmental Monitoring, GIS Applications and Geology. Barcelona. Spain. 13 February 2004. Vol. 5239. P. 483—493.Notarnicola C., Angiulli A., Giasi C. Southern Italy illegal dumps detection based on spectral analysis of remotely sensed data and land cover maps. In Proceedings of Conference on Remote Sensing for Environmental Monitoring, GIS Applications and Geology. Barcelona. Spain. 13 February 2004. Vol. 5239. P. 483—493.Петрова Т.А. Подходы к созданию комплексных методик экологического мониторинга в районах расположения хранилищ отходов различного генезиса. Матер. 17-й Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных "Наука XXI века: новый подход". 20—21 сентября 2016 года, г. Санкт-Петербург. North Charleston, SC, USA, CreateSpace, 2016. С. 17—21.Петрова Т.А. Подходы к созданию комплексных методик экологического мониторинга в районах расположения хранилищ отходов различного генезиса. Матер. 17-й Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных "Наука XXI века: новый подход". 20—21 сентября 2016 года, г. Санкт-Петербург. North Charleston, SC, USA, CreateSpace, 2016. С. 17—21.Кононов О.Д., Попов А.И. О возможности дистанционного мониторинга зарастания геолого-разведочных площадок на территории Ненецкого автономного округа. Arctic Environmental Research. 2017. Т. 17. № 1. С. 5—13. DOI: 10.17238/issn2541-8416.2017.17.1.5.Кононов О.Д., Попов А.И. О возможности дистанционного мониторинга зарастания геолого-разведочных площадок на территории Ненецкого автономного округа. Arctic Environmental Research. 2017. Т. 17. № 1. С. 5—13. DOI: 10.17238/issn2541-8416.2017.17.1.5.Shaker A., Yan W.Y. Trail road landfill site monitoring using multi-temporal Landsat satellite data. In: Proceedings of the Canadian Geomatics Conference 2010 and ISPRS COM I Symposium, Calgary, Canada, 15—18 June 2010, ISPRS Archives. Vol. XXXVIII. Part 1. Available at: http://www.isprs.org/proceedings/XXXVIII/part1/02/02_03_Paper_154.pdf (accessed 01 November 2018).Shaker A., Yan W.Y. Trail road landfill site monitoring using multi-temporal Landsat satellite data. In: Proceedings of the Canadian Geomatics Conference 2010 and ISPRS COM I Symposium, Calgary, Canada, 15—18 June 2010, ISPRS Archives. Vol. XXXVIII. Part 1. Available at: http://www.isprs.org/proceedings/XXXVIII/part1/02/02_03_Paper_154.pdf (accessed 01 November 2018).Iacoboaea C., Petrescu F. Landfill monitoring using remote sensing: a case study of Glina, Romania. Waste Management & Research. 2013. Vol. 31(10). P. 1075—1080. DOI: 10.1177/0734242X13487585.Iacoboaea C., Petrescu F. Landfill monitoring using remote sensing: a case study of Glina, Romania. Waste Management & Research. 2013. Vol. 31(10). P. 1075—1080. DOI: 10.1177/0734242X13487585.Yan W.Y., Mahendrarajah P., Shaker A., Faisal K., Luong R., Al-Ahmad M. Analysis of multi-temporal landsat satellite images for monitoring land surface temperature of municipal solid waste disposal sites. Environ Monit Assess. 2014. Vol. 186. P. 8161—8173. DOI 10.1007/s10661-014-3995-z.Yan W.Y., Mahendrarajah P., Shaker A., Faisal K., Luong R., Al-Ahmad M. Analysis of multi-temporal landsat satellite images for monitoring land surface temperature of municipal solid waste disposal sites. Environ Monit Assess. 2014. Vol. 186. P. 8161—8173. DOI 10.1007/s10661-014-3995-z.Kwarteng Y., Al-Enezi A. Assessment of Kuwait's Al-Qurain Landfill Using Remotely Sensed Data. Journal of Environmental Science and Health. Part A. 2004. Vol. 39(2). P. 351—364. DOI: 10.1081/ESE-120027527.Kwarteng Y., Al-Enezi A. Assessment of Kuwait's Al-Qurain Landfill Using Remotely Sensed Data. Journal of Environmental Science and Health. Part A. 2004. Vol. 39(2). P. 351—364. DOI: 10.1081/ESE-120027527.Yang K., Zhou X.-N., Yan W.Q., Hang D.-R., Steinmann P. Landfills in Jiangsu province, China, and potential threats for public health: leachate appraisal and spatial analysis using geographic information system and remote sensing. Waste management. 2008. Vol. 28 (12). P. 2750-2757.Yang K., Zhou X.-N., Yan W.Q., Hang D.-R., Steinmann P. Landfills in Jiangsu province, China, and potential threats for public health: leachate appraisal and spatial analysis using geographic information system and remote sensing. Waste management. 2008. Vol. 28 (12). P. 2750-2757.Jones H.K., Elgy J. Remote Sensing to Assess Landfill Gas Migration. Waste Management and Research. 1994. Vol. 12. P. 327—337.Jones H.K., Elgy J. Remote Sensing to Assess Landfill Gas Migration. Waste Management and Research. 1994. Vol. 12. P. 327—337.Mahmood K., Batoola S.A., Chaudhry M.N. Studying bio-thermal effects at and around MSW dumps using Satellite Remote Sensing and GIS. Waste Management. Waste management. 2016. V. 55. P. 118—128. DOI: 10.1016/j.wasman.2016.04.020.Mahmood K., Batoola S.A., Chaudhry M.N. Studying bio-thermal effects at and around MSW dumps using Satellite Remote Sensing and GIS. Waste Management. Waste management. 2016. V. 55. P. 118—128. DOI: 10.1016/j.wasman.2016.04.020.Ekeu-wei T., Azuma K.I., Ogunmuyiwa F.B.B. Assessment of environmental impact of solid waste dumpsites using remote sensing. Nigerian Journal of Technology (NIJOTECH.) 2018. Vol. 37. No. 1. P. 275—285. dx.doi.org/10.4314/njt.v37i1.36.Ekeu-wei T., Azuma K.I., Ogunmuyiwa F.B.B. Assessment of environmental impact of solid waste dumpsites using remote sensing. Nigerian Journal of Technology (NIJOTECH.) 2018. Vol. 37. No. 1. P. 275—285. dx.doi.org/10.4314/njt.v37i1.36.Su W., Sun Z.-P., Ii D., Ramsankaran R., Zhu X., Guo X.-Y. Vegetation recovery monitoring over the waste dump in Haizhou opencast coalmine area, China, during 1975-2000 using NDVI and VF index. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 2009. Vol. 37(4). P. 631—645. DOI: 10.1007/s12524-009-0059-x.Su W., Sun Z.-P., Ii D., Ramsankaran R., Zhu X., Guo X.-Y. Vegetation recovery monitoring over the waste dump in Haizhou opencast coalmine area, China, during 1975-2000 using NDVI and VF index. Journal of the Indian Society of Remote Sensing. 2009. Vol. 37(4). P. 631—645. DOI: 10.1007/s12524-009-0059-x.Dowo G.M., Kativu S. Ecosystem recovery analysis of mine tailings at Mhangura copper mine through normalized difference vegetation index. African journal of environmental science and technology. 2013. Vol. 7(7). P. 603—610. DOI:10.5897/AJEST11.275.Dowo G.M., Kativu S. Ecosystem recovery analysis of mine tailings at Mhangura copper mine through normalized difference vegetation index. African journal of environmental science and technology. 2013. Vol. 7(7). P. 603—610. DOI:10.5897/AJEST11.275.Казарян М.Л., Рихтер А.А., Шахраманьян М.А. Метод автоматизации оценки индексов подстилающей поверхности и их изменения во времени по космическим изображениям и его применение при оценке состояния окружающей среды в окрестностях полигонов твердых бытовых отходов. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 8. 52—58.Казарян М.Л., Рихтер А.А., Шахраманьян М.А. Метод автоматизации оценки индексов подстилающей поверхности и их изменения во времени по космическим изображениям и его применение при оценке состояния окружающей среды в окрестностях полигонов твердых бытовых отходов. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 8. 52—58.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.