Застосування сучасних методів моніторингу в дослідженні процесів руйнації верхніх шарів ґрунту

Abstract

У роботі розглянуто застосування сучасних методів моніторингу для дослідження процесів руйнації верхніх шарів ґрунту під впливом природних і антропогенних чинників. Задля визначення оцінки пошкодження ґрунту застосовано використання двох методів. Перший, якісний підхід використовує загальний моніторинговий підрахунок зафіксованих випадків. Другий підхід базується на отриманні більш точної кількісної характеристики площі пошкодження, зміни територіальної цілісності земельної структурної одиниці сільськогосподарського або іншого призначення. У праці окремо підкреслено, що на сьогодні додається суттєвий вплив від повномасштабних військових дій, як прямого впливу, так і накопичувальної поступової дії. Результати досліджень свідчать про те, що навіть попри збільшений антропогенний вплив використання моніторингу та класифікація пошкоджень надає позитивні результати, як в короткострокової так і в довгострокової перспективи. Проаналізовано можливості дистанційного зондування Землі, використання супутникових геоінформаційних систем (ГІС), безпілотних літальних апаратів (БПЛА), а також наземних інструментальних і лабораторних методів у виявленні ерозійних процесів, дегра- дації ґрунтового покриву та змін його фізико-хімічних властивостей. Нами вважається, що особливо перспективним методом є застосування БПЛА з електричними двигунами та використання на них штучного інтелекту (ШІ) задля спрощення збору й обробки отриманої інформації. Поєднання використання БПЛА, ШІ та електронних карт і таблиць на сьогодні у військовій сфері надає найкращі результати, досвід яких потрібно застосовувати і в екологічному моніторингу. Обґрунтовано ефективність комплексного використання сучасних моніторингових підходів для оперативної оцінки стану ґрунтів, прогнозування подальшої деградації та розроблення заходів щодо збереження і відновлення ґрунтових ресурсів в умовах кліматичних змін та зростаючого антропогенного навантаження. У статті сформульовано рекомендації стосовно моніторингу задля виявлення змін та можливого зменшення наслідків пошкодження ґрунтів. Окреслено, що використання усіх можливих на сьогодні методів моніторингу дає можливість оперативно збирати, накопичувати та систематизувати інформацію екологічного характеру для використання її в збереженні та відновленні верхнього шару ґрунтів.The paper examines the application of modern monitoring methods for investigating the processes of soil layer destruction under the combined influence of natural and anthropogenic factors. To assess soil damage, two methods were employed. The first, qualitative approach uses a general monitoring count of recorded cases. The second approach is based on obtaining a more accurate quantitative characterization of the area of damage, including changes in the territorial integrity of a land structural unit with agricultural or other purposes. The paper separately emphasizes that today, a significant impact from full-scale military operations is added, encompassing both direct and cumulative gradual effects. The research results indicate that despite the increased anthropogenic impact, the use of monitoring and classification of damage provides positive results, both in the short and long term. The possibilities of remote sensing of the Earth, the use of satellite geographic information systems (GIS), unmanned aerial vehicles (UAVs), as well as ground-based instrumental and laboratory methods in detecting erosion processes, soil degradation, and changes in its physicochemical properties are analyzed. A particularly promising method is the use of UAVs equipped with electric motors and the application of artificial intelligence (AI) to simplify the collection and processing of the information obtained. The combination of UAVs, AI, and electronic maps and tables in the military sector today yields the best results, an experience that should also be applied in environmental monitoring. The effectiveness of integrating modern monitoring approaches for operational assessment of soil conditions, forecasting further degradation, and developing measures to preserve and restore soil resources in the context of climate change and increasing anthropogenic load is substantiated. The article formulates recommendations for monitoring to detect changes and reduce the consequences of soil damage. It is outlined that the use of all currently available monitoring methods enables the prompt collection, accumulation, and systematization of ecological information for use in the preservation and restoration of the topsoil.