Geospatial assessment of the Mokra Sura river ecological condition using remote sensing and in situ monitoring data

Abstract

The use of remote sensing methods for environmental monitoring of the surface water quality is proved. Regression relationships are consistent with ground-based measurements at sampling sites in water bodies and are an effective tool for assessing the ecological status of water bodies. The state of the water bodies of the Mokra Sura river basin varies considerably. The best is the water quality in the upper part of the Mokra Sura river, the worst – in the middle and lower parts. The factors of water pollution are discharges of not enough treated wastewater of industrial enterprises of the Kamyans’koy and Dniprovs’koy industrial agglomeration. The purpose of our research included the following tasks: (a) calculation of integrated environmental water quality indices; b) obtaining satellite information, processing of multispectral satellite images of water bodies using appropriate applied software techniques; c) establishment of statistical dependencies between water quality indexes obtained for biotopically space images and data of actual in situ measurements.The results of systematic hydrochemical control of the Mokra Sura river basin from 2007 to 2011 years were initial data in 4 control areas located in the Dnipropetrovsk region: 1 – the Sursko - Litovske village; 2 – the Bratske village; 3 – the Novomykolayvka village; 4 – the Novooleksandryvka village. Проведені дослідження засвідчують можливість застосування методів дистанційного зондування для виконання екологічного моніторингу стану якості поверхневих вод. Встановлені регресійні закономірності узгоджуються з даними наземних вимірів на постах відбору проб на водоймах і є ефективним засобом оцінки екологічного стану водойм. Стан водних об’єктів басейну ріки Мокра Сура істотно різниться. Найкращою є якість води у верхній частині ріки Мокра Сура, найгіршою – в середній та нижній частинах. Чинником забруднення є скиди недоочищених стічних вод промисловими підприємствами Камянської та Днпровської індустріальної агломерації. Мета наших досліджень була пов’язана із виконанням наступних завдань: а) з розрахунком комплексних екологічних індексів (КЕІ) якості води; б) з отриманням супутникової інформації, обробкою багатоспектральних космічних знімків водних об’єктів з використанням відповідних прикладних комп’ютерних методик; в) з встановленням статистичних залежностей між індексами якості води, отриманими за багатоспектральними космічними знімками і даними фактичних вимірювань in situ. Вихідними даними для екологічної оцінки якості води ріки Мокра Сура є результати систематичного гідрохімічного контролю басейну Мокрої Сури з 2007 по 2011 роки, в 4 контрольних створах, розташованих на території Дніпропетровської області: 1 – с. Сурсько-Литовське; 2 – с. Братське; 3 – с. Новомиколаївка; 4 – с. Новоолександрівка.