ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
136
MARKAZIY FARG`ONA SUV OMBORINI MASOFADAN ZONDLASH ORQALI
MONITORING QILISH
Романюк Юлия Анатольевна
Toshkent arxitektura-qurilish universiteti assistenti.
E-mail: yulechka.romanyuk@mail.ru
+998 97 777 58 41
Ganiev Ahror Ikromovich
Toshkent arxitektura-qurilish universiteti talabasi.
E-mail: akhrorganiev0@gmail.com
+998 (99) 190-21-08
+998 (93) 458-22-14
https://doi.org/10.5281/zenodo.15430222
Annotatsiya:
Ushbu maqolada 2020 va 2024 yillardagi masofadan zondlash
ma'lumotlaridan foydalangan holda Markaziy Farg`ona suv ombori maydonini kuzatish ko'rib
chiqiladi. Sentinel-2 sun'iy yo'ldosh tasvirlari asosiy ma'lumot manbai sifatida ishlatilgan va
suv yuzasini ajratish uchun normallashtirilgan farq suv indeksi (NDWI) ishlatilgan.
O'tkazilgan qiyosiy tahlil suv omborining belgilangan davrdagi o'zgarishini aniqlashga imkon
berdi. Natijalar suv resurslarini baholash, suv omborini boshqarish va iqlim va antropogen
omillarning ta'sirini o'rganish uchun amaliy ahamiyatga ega.
Kalit so‘zlar:
suv obyektlari, Sentinel-2, spektr kanallari, NDWI.
МОНИТОРИНГ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЦЕНТАЛЬНО-
ФЕРГАНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
Романюк Юлия Анатольевна
Ассистент, Ташкентского архитектурно-строительного университета.
E-mail: yulechka.romanyuk@mail.ru
+998 97 777 58 41
Ганиев Ахрор Икромович
Студент, Ташкентского архитектурно-строительного университета.
E-mail: akhrorganiev0@gmail.com
+998 (99) 190-21-08
+998 (93) 458-22-14
Аннотация:
В данной статье рассматривается мониторинг площади Центрально-
Ферганского водохранилища с использованием данных дистанционного зондирования
за 2020 и 2024 годы. В качестве основного источника данных использовались
спутниковые изображения Sentinel-2, а для выделения водной поверхности
применялся нормализованный разностный водный индекс (NDWI). Проведённый
сравнительный анализ позволил определить изменения в площади водохранилища за
указанный период. Полученные результаты имеют практическую значимость для
оценки водных ресурсов, управления водохранилищем и изучения влияния
климатических и антропогенных факторов.
Ключевые слова:
водные объекты, Sentinel-2, спектральные каналы, NDWI.
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
137
REMOTE SENSING MONITORING OF THE CENTRAL FERGANA RESERVOIR
Романюк Юлия Анатольевна
Assistant, Tashkent University of Architecture and Civil Engineering.
Email: yulechka.romanyuk@mail.ru
+998 97 777 58 41
Ganiev Akhror Ikromovich
Student, Tashkent University of Architecture and Civil Engineering.
E-mail: akhrorganiev0@gmail.com
+998 (99) 190-21-08
+998 (93) 458-22-14
Abstract:
This article examines the monitoring of the Central Fergana reservoir area
using remote sensing data for 2020 and 2024. Sentinel-2 satellite images were used as the
main data source, and the normalized difference water index (NDWI) was used to isolate the
water surface. The comparative analysis made it possible to determine the changes in the
reservoir area over the specified period. The results obtained are of practical importance for
assessing water resources, reservoir management, and studying the effects of climatic and
anthropogenic factors.
Keywords:
water bodies, Sentinel-2, spectral channel, NDWI.
Введение.
Водные ресурсы играют ключевую роль в социально-экономическом развитии
регионов, особенно в условиях нарастающих климатических изменений и
антропогенного воздействия. Эффективное управление водными объектами требует
регулярного мониторинга их состояния и динамики. Одним из таких водных объектов
является Центрально-Ферганское водохранилище, расположенное в юго-восточной
части
Узбекистана,
которое
обеспечивает
водоснабжение,
ирригацию
и
гидроэнергетику.
В Республике Узбекистане в последние годы осуществляются ряд реформ по
эффективному использованию земельных и водных ресурсов, совершенствованию
системы управления водными ресурсами, модернизации и развитию объектов водного
хозяйства.
Вместе с тем из года в год усиливается дефицит водных ресурсов в связи с
глобальным изменением климата, ростом численности населения и отраслей
экономики, их растущей потребностью в воде.
Среднегодовое потребление воды составило от 51 до 53 млрд кубометров, в том
числе 97,2% из рек и саев, 1,9% из коллекторных сетей и 0,9% из подземных
источников, что сократилось на 20% по сравнению с выделенным лимитом
водозабора.[1]
В целях обеспечения устойчивого водоснабжения населения и всех отраслей
экономики республики в 2020 - 2030 годах, улучшения мелиоративного состояния
орошаемых земель, широкого внедрения рыночных принципов и механизмов, а также
цифровых технологий в водное хозяйство, обеспечения надежной работы
водохозяйственных объектов и повышения эффективности использования земельных
и водных ресурсов: в соответствии с Указом Президента Республики Узбекистан от
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
138
10.07.2020 г. No УП-6024 "Об утверждении Концепции развития водного хозяйства
Республики Узбекистан на 2020 - 2030 годы" одним из приоритетных направлений
определено
"совершенствование
и
обеспечение
прозрачности
системы
прогнозирования, учета и формирования базы данных водных ресурсов"[1].
Мониторинг Центрально-Ферганского водохранилища с использованием методов
дистанционного зондирования (ДЗЗ) позволяет эффективно отслеживать его
состояние, динамику водных ресурсов, экологические изменения и антропогенное
воздействие.
Актуальность темы исследования.
На фоне глобальных климатических изменений, роста потребления водных
ресурсов и увеличения антропогенной нагрузки, обеспечение устойчивого управления
водными объектами становится одной из приоритетных задач для многих стран,
включая Узбекистан. Центрально-Ферганское водохранилище играет ключевую роль в
водоснабжении, ирригации и энергетике региона, и любые изменения его площади
могут существенно повлиять на социально-экономическое развитие прилегающих
территорий.
В этих условиях необходимы современные, точные и оперативные методы
наблюдения за состоянием водоёмов. Одним из наиболее эффективных инструментов
мониторинга является дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), позволяющее с
высокой точностью отслеживать изменения водной поверхности во времени.
Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью внедрения
инновационных технологий в практику водного мониторинга Узбекистана, что также
соответствует целям национальных стратегий в сфере устойчивого водопользования и
цифровизации.
Цели и задачи.
При мониторинге водных объектов мы используем данные спутника Sentinel-2,
работающего на системе пассивной съёмки.
Sentinel-2 – это миссия по наблюдению за Землей в рамках программы Copernicus,
которая получает оптические изображения с высоким пространственным
разрешением (от 10 м до 60 м) над сушей и прибрежными водами (Рисунок 1). Миссии
Sentinel-2A и Sentinel-2B присоединятся к третьему спутнику Sentinel-2C в 2024 году и
Sentinel-2D в будущем, в конечном итоге заменив спутники A и B соответственно.
Миссия поддерживает такие сервисы и приложения, как сельскохозяйственный
мониторинг, управление чрезвычайными ситуациями, классификация земельного
покрова и качество воды.
Sentinel-2 разработан и эксплуатируется Европейским космическим агентством.
Спутники были произведены в Фридрихсхафене, Германия, консорциумом под
руководством Airbus Defence and Space.[5]
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
139
Рисунок 1. Список спутниковых спектральных каналов Sentinel-2
(источник:
https://www.researchgate.net/figure/Sentinel-2-band-
characteristics_tbl1_314119510)
Каждый спутник Sentinel-2 имеет один прибор, Multi-Spectral Instrument (MSI),
который имеет 13 спектральных каналов в видимом/ближайшем инфракрасном (VNIR)
и
коротковолновом
инфракрасном
спектральном
диапазоне
(SWIR).
Пространственный доступ 10 м (33 фута) в пределах 13 диапазонов позволяет
продолжить сотрудничество с миссиями SPOT-5 и Landsat-8, при этом основное
внимание уделяется классификации земель.
Разработанный и построенный во Франции Airbus Defense and Space, MSI
использует концепцию push-брома, и его конструкция была обусловлена высокими
требованиями к 290 км (180 миль) полосы зрения, наряду с высокими
геометрическими и спектральными характеристиками, необходимыми для измерений.
Он имеет апертуру 150 мм (6 дюймов) и трехзеркальную анастигматическую
конструкцию с фокусным расстоянием около 600 мм (24 дюйма); поле зрения
составляет примерно 21° на 3,5°. Зеркала имеют прямоугольную форму и изготовлены
из карбида кремния по аналогичной технологии.[5]
На основе данных спутника Sentinel-2 создаются индексные карты, с помощью
которых анализируются водные объекты. Для определения водных объектов по
космическим мультиспектральным снимкам мы будем использовать индекс NDWI.
Нормализованный индекс разности воды (Normalized Water Difference Index,
NDWI) – это индекс, используемый для идентификации водных объектов на
спутниковых или аэрокосмических снимках. NDWI основан на разнице в поглощении
света в ближнем инфракрасном (NIR) и видимом зеленом (Green) диапазонах
электромагнитного спектра.[8]
Таблица 1. Формула и индекс, используемый при определении водных объектов
Индекс
Формула
Диапазон
значение
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
140
Normalized
Difference
Water Index
NDWI = (GREEN − NIR)/(GREEN + NIR)
Вода имеет
положительный
знак
Данные
спутника
Sentinel-2
можно
скачать
по
ссылке
https://browser.dataspace.copernicus.eu/. В целях выявления и мониторинга водных
объектов на исследуемой территории мы будем собирать данные ежемесячно за 2020
и 2024 год. Для определения водных объектов в спектральных каналах спутниковых
данных используем формулы, приведенные в таблице 1.
Результаты и их обсуждение.
В результате мы собрали данные за 2020 и 2024 год в исследуемом нами регионе.
Таблица 2. Определение площади Центрально-Ферганского водохранилища индексе
NDWI (в разрезе месяцев 2020 и 2024 года)
№
Дата съёмки
Площадь
2020 года
Площадь
2024 года
Разница
Примечание
1
Январь
4056,422
3932,479
123,943
2020>2024
2
Февраль
3426,255
3607,356
-181,101
2020<2024
3
Март
3307,712
3304,117
3,595
2020>2024
4
Апрель
3343,657
3245,899
97,758
2020>2024
5
Май
2964,266
3196,123
-231,857
2020<2024
6
Июнь
2724,284
2721,202
3,082
2020>2024
7
Июль
2039,812
1811,713
228,099
2020>2024
8
Август
1239,692
998,696
240,996
2020>2024
9
Сентябрь
679,90
683,493
-3,593
2020<2024
10
Октябрь
2055,574
1130,850
924,724
2020>2024
11
Ноябрь
2259,480
1739,884
519,596
2020>2024
12
Декабрь
2824,141
3045,488
-221,347
2020<2024
Центрально-Ферганское водохранилище — это крупный гидротехнический
проект, расположенный к северу от города Фергана в Язъяванском районе Ферганской
области Узбекистана. Строительство водохранилища началось в 2008 году и
продолжается до настоящего времени.
Основные характеристики
Объем: проектный объем составляет около 350 миллионов кубометров, что
делает его в 2,6 раза меньше Сардобинского водохранилища, но в 1,4 раза больше
Туябугузского (Ташморя).
Назначение: предполагается использовать для орошения сельскохозяйственных
земель и рыбоводства.
Проблемы и вызовы
Строительство сопровождается рядом проблем:
Экологические риски: добыча песка в Язъяванских песках для нужд
строительства может привести к разрушению уникальных природных экосистем,
включая местообитания редких видов рептилий, обитающих только в этом регионе.
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
141
Финансовые
и
управленческие
вопросы:
в
проекте
задействованы
государственные и частные компании, такие как ГУП "Ёзёвонмахсуссувкурилиш" и
ООО "UZGIDROTEXNIK", связанные с АО "Узсувкурилиш". Ранее были выявлены случаи
нецелевого расходования средств и фальсификаций в актах выполненных работ, что
вызывает обеспокоенность по поводу прозрачности и эффективности использования
государственных средств.
Текущий статус
Несмотря на то, что строительство продолжается, водохранилище еще не введено
в полноценную эксплуатацию. Тем не менее, уже начаты работы по разведению рыбы.
В 2020 году сообщалось о необходимости добычи более 30 тысяч кубометров песка для
завершения строительства.
Географическое расположение
Координаты: 40.642304° N, 71.515329° E
Рисунок 2. Диаграмма площади Центрально-Ферганского водохранилища,
определенная по индексу NDWI за 2020 и 2024год.
(Рисунок сделано автором).
21.01.2020 25.02.2020 31.03.2020
0,00
500000,00
1000000,00
1500000,00
2000000,00
2500000,00
3000000,00
3500000,00
4000000,00
4500000,00
2020
2024
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
142
20.04.2020 30.05.2020 14.06.2020
29.07.2020 08.08.2020 02.09.2020
12.10.2020 11.11.2020 21.12.2020
Рисунок 3. Карта Центрально-Ферганского водохранилища, созданная путем
синтеза RGB каналов на основе данных спутника Sentinel-2, по состоянию на 2024 год.
(Рисунок сделано автором)
17.01.2020 16.02.2020 22.03.2020
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
143
26.04.2020 26.05.2020 25.06.2020
15.07.2020 29.08.2020 28.09.2020
18.10.2020 02.11.2020 17.12.2020
Рисунок 4. Карта Центрально-Ферганского водохранилища, созданная путем
синтеза RGB каналов на основе данных спутника Sentinel-2, по состоянию на 2020 год.
(Рисунок сделано автором)
17.01.2020
21.01.2024
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
144
26.04.2020
20.04.2024
15.07.2020
29.07.2024
18.10.2020
12.10.2024
Рисунок 5. Карты индекса NDWI, используемый для определения площади
Центрально-Ферганского водохранилища по состоянию на июнь. (Рисунок сделано
автором)
Анализ данных показал, что площадь Центрально-Ферганского водохранилища в
январе 2020 года составила 40,56 км
2
, а в январе 2024 года составила 39,32 км
2
, самый
высокий показатель за 2020 года можно увидеть в январе - 40,56 км
2
, а за 2024 года
самый высокий показатель можно увидеть в месяце январь – 39,32 км
2
. В 2020 году с
января до марта площадь сократился до 33,07 км
2
. В 2024 году с января до февраля
показатель 36,07 км
2
.
Уменьшение площади водной поверхности в отдельные месяцы, особенно в
летний и ранний осенний период (май–октябрь), может быть обусловлено
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
145
несколькими факторами. Один из ключевых — орошение земель, увеличение забора
воды для ирригации хлопковых полей Наманганской области в летнее и раннее осенне
время. А также уменьшение площади поверхности Центрально-Ферганского
водохранилища в 2024 году по сравнению с 2020 годом может быть обусловлен
совокупностью природных и антропогенных факторов.
Причины увеличения водохранилища в зимнее время:
1. Климатические условия:
В 2024 году могли наблюдаться повышенные осадки в зимне-весенний период,
приводящие к более интенсивному снеготаянию в горах.
2. Оптимизация водного режима:
Проведение мероприятий по улучшению управления водными ресурсами и
режимом эксплуатации гидросооружений также могло повлиять на увеличение объема
и площади водной поверхности.
Заключение.
Анализ мониторинга Центрально-Ферганского водохранилища с использованием
дистанционного зондирования (ДЗЗ) позволяет оценить его гидрологические,
экологические и антропогенные изменения.
Центрально-Ферганское
водохранилище
представляет
собой
важный
инфраструктурный проект для региона, способствующий развитию сельского
хозяйства и рыбоводства. Однако его реализация сопровождается экологическими и
финансовыми вызовами, требующими внимательного контроля и прозрачности со
стороны государственных органов и общественности.
Таким образом, технологии ДЗЗ являются важным инструментом устойчивого
водопользования и принятия управленческих решений, направленных на охрану и
рациональное использование водных ресурсов. В дальнейшем целесообразно
расширить анализ за счет интеграции метеорологических данных и создания
прогностических моделей.
References:
Используемая литература:
Foydalanilgan adabiyotlar:
1.
Указ Президента Республики Узбекистан от 10.07.2020 г. No УП-6024 "Об
утверждении Концепции развития водного хозяйства Республики Узбекистан на 2020 -
2030 годы."
2.
Постановление Президента Республики Узбекистан от 24.02.2021 г. No ПП-5005
"Об утверждении Стратегии управления водными ресурсами и развития сектора
ирригации в Республике Узбекистан на 2021 - 2023 годы."
3.
Катаев Михаил Юрьевич, Бекеров Артур Александрович Методика обнаружения
водных объектов по многоспектральным спутниковым измерениям // Доклады ТУСУР.
2017.
№4.
URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/metodika-obnaruzheniya-vodnyh-
obektov-po-mnogospektralnym-sputnikovym-izmereniyam (дата обращения: 11.03.2025).
4.
Романюк Ю. А. ПРИМЕНЕНИЕ ДАННЫХ КОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК ДЛЯ ВЕДЕНИЯ
МОНИТОРИНГА ВОДОХРАНИЛИЩ В РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН // Теория и практика
современной науки. 2024. №12 (114). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-
ILM-FAN VA INNOVATSIYA
ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI
in-academy.uz/index.php/si
146
dannyh-kosmicheskih-semok-dlya-vedeniya-monitoringa-vodohranilisch-v-respubliki-
uzbekistan (дата обращения: 11.03.2025).
