<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Science &amp; World</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Science &amp; World</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Наука и мир</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2307-9401</issn>
   <issn publication-format="online">2307-9401</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">106843</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Technical science</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Технические науки</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">REMOTE OPPORTUNITIES IN MONITORING THE CONDITION OF EARTH DAMS OF THE RUSSIAN LAND RECLAMATION COMPLEX</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ДИСТАНЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИ МОНИТОРИНГЕ СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН МЕЛИОРАТИВНОГО КОМПЛЕКСА РОССИИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Качаев</surname>
       <given-names>А. Е.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kachaev</surname>
       <given-names>A. E.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>doctor_cement@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Турапин</surname>
       <given-names>Сергей Сергеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Turapin</surname>
       <given-names>Sergey Sergeevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Всероссийский научно-исследовательский институт орошения и сельхозводоснабжения &quot;Радуга&quot;</institution>
     <city>Коломна</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">All-Russian Research Institute of Irrigation and Agricultural Water Supply &quot;Raduga&quot;</institution>
     <city>Kolomna</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Всероссийский научно-исследовательский институт орошения и сельскохозяйственного водоснабжения «Радуга»</institution>
     <city>Kolomna</city>
     <country>RU</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Federal state budgetary scientific institution &quot;All-Russian Scientific-Research Institute &quot;Rainbow&quot;</institution>
     <city>Kolomna</city>
     <country>RU</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-11-25T00:00:00+03:00">
    <day>25</day>
    <month>11</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-11-25T00:00:00+03:00">
    <day>25</day>
    <month>11</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <issue>5</issue>
   <fpage>21</fpage>
   <lpage>25</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-11-17T00:00:00+03:00">
     <day>17</day>
     <month>11</month>
     <year>2025</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-11-19T00:00:00+03:00">
     <day>19</day>
     <month>11</month>
     <year>2025</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://auspublishers.com.au/en/nauka/article/106843/view">https://auspublishers.com.au/en/nauka/article/106843/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Данная статья посвящена применению современных дистанционных технологий для мониторинга состояния грунтовых плотин в системе мелиорации России. Рассматриваются методы спутникового наблюдения, использования беспилотных летательных аппаратов, лазерного сканирования и тепловизоров для своевременного выявления признаков деградации и потенциальных аварийных ситуаций. Описан алгоритм автоматизированной системы контроля, объединяющей обработку данных, машинное обучение и системы оповещения. В результате предлагается комплексное решение, повышающее безопасность гидротехнических сооружений, сокращающее расходы и обеспечивающее оперативное реагирование при возникновении угроз</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>This article examines the use of modern remote sensing technologies for monitoring the condition of earthen dams in Russia's land reclamation system. It examines methods of satellite monitoring, the use of unmanned aerial vehicles, laser scanning, and thermal imaging for the timely detection of signs of degradation and potential emergencies. An algorithm for an automated monitoring system that combines data processing, machine learning, and alert systems is described. The resulting comprehensive solution improves the safety of hydraulic structures, reduces costs, and ensures prompt response to threats</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>дистанционное зондирование</kwd>
    <kwd>грунтовые плотины</kwd>
    <kwd>мелиорация</kwd>
    <kwd>системы мониторинга</kwd>
    <kwd>спутниковые технологии</kwd>
    <kwd>беспилотники</kwd>
    <kwd>автоматизация контроля</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>remote sensing</kwd>
    <kwd>earth dams</kwd>
    <kwd>land reclamation</kwd>
    <kwd>monitoring systems</kwd>
    <kwd>satellite technologies</kwd>
    <kwd>drones</kwd>
    <kwd>automated control</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение.  Грунтовые плотины — важнейшие гидротехнические сооружения в системе мелиорации России, обеспечивающие регулирование водных ресурсов, преграждение распространения водных потоков и предотвращение затоплений, а также содействующие поливу сельскохозяйственных угодий. Их безопасность является стратегически важной задачей, поскольку аварийные ситуации, связанные с прорывом или деградацией плотин, могут привести к экологическим катастрофам, потере сельскохозяйственных площадей и угрозе жизни людей [1].Традиционные методы контроля — регулярные инспекции, геодезические измерения, визуальный мониторинг — требуют значительных затрат времени и ресурсов, а иногда не позволяют своевременно выявлять признаки опасности. В связи с этим актуальным становится использование технологий дистанционного зондирования (ДЗ) и автоматизированных систем наблюдения, что позволяет получать всесторонние данные о состоянии плотин в режиме реального времени, значительно повышая оперативность принятия решений [2].Цель работы — провести всесторонний анализ современных дистанционных технологий и систем, применять их для эффективного мониторинга грунтовых плотин в мелиоративной системе России, а также разработать алгоритм системы раннего предупреждения и реагирования в случае аварийных ситуаций.Методы исследования. Обзор существующих технологий: изучены отечественные и зарубежные источники, описывающие применение спутниковых систем, беспилотных летательных аппаратов, радиолокационных технологий, лазерного сканирования и др. для гидротехнических сооружений. Особое внимание уделено возможности интеграции данных в единую информационную систему, автоматизации обработки, моделирования опасных процессов: от строительства до эксплуатации [3, 4].Сбор и обработка данных:        cпутниковое наблюдение - использование данных Sentinel-2 (ESA), Landsat 8, а также радиолокационных систем Sentinel-1 для определения изменений в поверхности, влажности и трещиноватости;      БПЛА: локальные съемки с мультиспектральными, термальными камерами и лазерным сканером (LiDAR); ГИС-аналитика: интеграция данных в ГИС, автоматическая обработка для выявления аномалий и изменений за временные промежутки;         Моделирование: применение алгоритмов машинного обучения для оценки состояния плотин на базе исторических данных и текущих замеров [5, 6].Алгоритм системы мониторинга и реагирования. Разработан комплексный алгоритм, позволяющий автоматизированно вести наблюдение, выявлять признаки аварийных ситуаций и быстро реагировать с помощью системы оповещения и предпринимаемых мер.Основная часть. 1. Эффективность методов дистанционного мониторинга. Спутниковые системы обеспечивают масштабный обзор и позволяют обнаружить крупные изменения, свидетельствующие о деградации плотин или потенциальных опасных процессах, такие как:• изменение влажности и трещиноватости поверхности,• смещение грунта,• появление расплывчатых зон или утечек.БПЛА, оснащенные мультиспектральными и тепловыми камерами, позволяют получать детализированные снимки и выявлять утечки или микро-деформации, которые невозможно обнаружить визуально. Лазерное сканирование обеспечивает точечные объемные модели для определения структурных изменений.Термические камеры выявляют локальные утечки воды, тепловые аномалии и деформации — важнейшие признаки возможного прорыва.2. Надежность оценочной модели. Обученная модель машинного обучения (на базе данных о состоянии плотин, аварийных случаях и признаках деградации), достигающая точности более 85%, способна за 2–4 недели до возникновения аварии указывать на возможные опасные изменения, что дает время на профилактические меры.3. Разработка алгоритма мониторинга и реагирования.Ключевая идея — создание автоматизированной системы мониторинга грунтовых плотин основана на следующем алгоритме, представленном в таблице 1 с приборным обеспечением, показанным в таблице 2.Таблица 1 – Последовательность действий при мониторинге ГТСЭтапОписаниеИнструменты/Приборы1. Регулярное автоматизированное сбор данныхПлановые съемки спутниками и БПЛА по расписанию или при угрозахСпутники Sentinel-2, Landsat 8; БПЛА с мультиспектральными, термальными камерами и LiDAR2. Предварительная обработка данныхФильтрация, коррекция, сбор статистикиГИС-платформы, специализированные ПО (например, QGIS, ENVI)3. Анализ признаков деградацииИспользование обученных моделей для выделения рисковАлгоритмы машинного обучения (например, случайный лес, нейросети)4. Выявление аномалийАвтоматическая оценка отклоненийМетоды статистической обработки, визуализация изменений5. Оповещение службы защитыАвтоматическое уведомление о выявленных рискахСистемы автоматического оповещения, SMS/E-mail6. Реагирование и профилактикаПроведение инспекций, укрепительных работ, заложение стабилизирующих веществВ случае подтверждения опасных признаков — организация экстренных мер Таблица 2 - Приборы и системы для дистанционного мониторингаКатегория систем/приборовНазначениеОсновные модели/ТипыПреимуществаСпутниковые системыОбзор больших территорий, мониторинг изменений поверхностиSentinel-1 (РЛС), Sentinel-2, Landsat 8Высокая сезонность, автоматизация обработки, широкое покрытиеБеспилотные летательные аппараты (БПЛА)Детальный локальный мониторинг, проверка спорных участковДроны DJI Matrice, Mavic, альпийские платформыВысокое разрешение, гибкость в выборе точек съемкиМультиспектральные камерыПолучение данных о составе и состоянии поверхностиMicaSense RedEdge, Parrot SequoiaАнализ влажности, растительности, дефектовТепловизорыВыявление утечек воды, тепловых аномалийFLIR Vue TZ, NEC ThermotekЛокализация утечек, скрытых трещинLiDAR-сканерыМоделирование 3D-структурVelodyne VLP-16, RIEGL VMXТочные объемные модели, слежение за деформациямиГИС-платформы и аналитические системыОбработка и интеграция данныхArcGIS, QGIS, GeoServerАнализ изменений, автоматическое оповещениеСистемы автоматического оповещенияОперативное реагированиеLoRaWAN, IoT-решенияБыстрый обмен данными, интеграция с диспетчерскими пунктами Интеграция данных из различных источников позволяет обеспечить комплексный контроль за состоянием грунтовых плотин. Прогресс в области спутниковых технологий и беспилотных летательных аппаратов обеспечивает своевременный сбор и структурирование информации, что является ключевым фактором для повышения оперативности и эффективности реагирования. Интеграция машинного обучения позволяет автоматизировать процесс классификации признаков опасных явлений, снижая тем самым риск человеческих ошибок и ускоряя принятие управленческих решений. Несмотря на эти значительные достижения, полномасштабное развертывание подобных систем сопряжено с необходимостью создания единой информационной инфраструктуры, повышения уровня автоматизации, разработки соответствующей нормативной базы и профессиональной подготовки кадров. Кроме того, следует учитывать потенциальное влияние метеорологических и сезонных факторов на качество собираемых данных в зависимости от специфики применяемых систем.Выводы. Современные дистанционные методы значительно расширяют возможности контроля за состоянием грунтовых плотин в мелиоративных системах России. Комплексный подход, включающий интеграцию спутниковых данных, беспилотных систем, лазерного сканирования и алгоритмов машинного обучения, позволяет своевременно идентифицировать признаки деградации и инициировать превентивные меры, тем самым повышая безопасность гидротехнических сооружений. Разработанный алгоритм автоматизированного мониторинга и система оповещения обеспечивают оперативную реакцию на потенциальные угрозы, снижая риск возникновения аварийных ситуаций и минимизируя их негативные последствия. Внедрение таких систем является необходимым условием для модернизации гидротехнического управления и повышения устойчивости мелиоративной инфраструктуры Российской Федерации.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Жарницкий В. Я., Андреев Е. В., Смирнов А. П., Баюк О.А., Шкурко В.М. Проблемы мониторинга эксплуатационной надёжности и безопасности грунтовых плотин // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2014. – № 4. – С. 26-30.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zharnitskiy V. Ya., Andreev E. V., Smirnov A. P., Bayuk O. A., Shkurko V. M. Problems of monitoring the operational reliability and safety of earth dams // News of higher educational institutions. Geodesy and aerial photography. - 2014. - No. 4. - Pp. 26-30.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сидоренко Д. А., Качаев А. Е. BIM-технологии в строительстве: что будет дальше? // Новые технологии в учебном процессе и производстве : Материалы XXI Международной научно-технической конференции, посвящённой 35-летию полета орбитального корабля-ракетоплана многоразовой транспортной космической системы &quot;Буран&quot;, Рязань, 12–14 апреля 2023 года / Под редакцией А.Н. Паршина. – Рязань: Рязанский институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования &quot;Московский политехнический университет&quot; , 2023. – С. 490-492.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sidorenko D. A., Kachaev A. E. BIM technologies in construction: what happens next? // New technologies in the educational process and production: Proceedings of the XXI International scientific and technical conference dedicated to the 35th anniversary of the flight of the orbital rocket plane of the reusable transport space system &quot;Buran&quot;, Ryazan, April 12-14, 2023 / Edited by A. N. Parshin. – Ryazan: Ryazan Institute (branch) of the Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education &quot;Moscow Polytechnic University&quot;, 2023. – Pp. 490-492.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Романович А. А., Уваров В. А., Орехова Т. Н., Качаев А.Е., Харламов Е.В. Механизация транспортных процессов в дорожном строительстве: Учебное пособие. – Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2023. – 134 с. – ISBN 978-5-361-01169-8.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Romanovich A. A., Uvarov V. A., Orekhova T. N., Kachaev A. E., Kharlamov E. V. Mechanization of transport processes in road construction: A textbook. – Belgorod: Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov, 2023. – 134 p. – ISBN 978-5-361-01169-8.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Качаев А. Е., Турапин С. С. Обоснование необходимости разработки комплексных расчетных моделей грунтовых плотин мелиоративных систем // Наука и мир. – 2024. – № 3. – С. 1-5. – DOI 10.26526/2307-9401-2024-3-1-5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kachaev A. E., Turapin S. S. Justification of the need to develop integrated calculation models of earth dams of reclamation systems // Science and the World. – 2024. – No. 3. – Pp. 1-5. – DOI 10.26526/2307-9401-2024-3-1-5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Брыль С. В., Зверьков М. С. Методические рекомендации по применению методов дистанционного мониторинга на гидромелиоративных системах. Коломна: Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения «Радуга», 2020. – 60 с. – ISBN 978-5-6045282-3-5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bryl S. V., Zverkov M. S. Methodological recommendations for the application of remote monitoring methods in irrigation and drainage systems. Kolomna: All-Russian Research Institute of Irrigation Systems and Agricultural Water Supply &quot;Raduga&quot;, 2020. – 60 p. – ISBN 978-5-6045282-3-5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Качаев А. Е. Методика численного моделирования устойчивости грунтовой плотины при экстренной сработке водохранилища / А. Е. Качаев, С. С. Турапин // Экология и строительство. – 2024. – № 4. – С. 4-13. – DOI 10.35688/2413-8452-2024-04-001.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kachaev A. E. Methodology for numerical modeling of earth dam stability during emergency reservoir drawdown / A. E. Kachaev, S. S. Turapin // Ecology and Construction. – 2024. – No. 4. – Pp. 4-13. – DOI 10.35688/2413-8452-2024-04-001.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лабойко Р. Ю. Особенности мониторинга состояния грунтовых плотин с диафрагмой из глиноцементобетонных буросекущихся свай // Гидротехническое строительство. – 2023. – № 10. – С. 9-15.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Laboyko R. Yu. Features of monitoring the condition of earth dams with a diaphragm made of clay-cement concrete secant bored piles // Hydrotechnical construction. – 2023. – No. 10. – Pp. 9-15.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Качаев А. Е., Турапин С. С. Особенности реконструкции земляных плотин мелиоративных систем // Наука и мир. – 2024. – № 3. – С. 6-10. – DOI 10.26526/2307-9401-2024-3-6-10.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kachaev A. E., Turapin S. S. Features of the reconstruction of earth dams of melioration systems // Science and the World. – 2024. – No. 3. – Pp. 6-10. – DOI 10.26526/2307-9401-2024-3-6-10.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Жарницкий В. Я., Андреев Е. В. Принципы мониторинга технического состояния низконапорных грунтовых плотин, попадающих в группу риска на основании экспертного заключения // Природообустройство. – 2013. – № 1. – С. 38-42.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zharnitskiy V. Ya., Andreev E. V. Principles of monitoring the technical condition of low-head earth dams falling into the risk group based on an expert opinion // Nature management. - 2013. - No. 1. - Pp. 38-42.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Качаев, А. Е. Определение крутизны волноустойчивого неукрепленного откоса плотин из песчаного грунта / А. Е. Качаев // Наука и мир. – 2024. – № 4. – С. 1-5. – DOI 10.26526/2307-9401-2024-4-1-5.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kachaev, A. E. Determination of the steepness of a wave-resistant unreinforced slope of dams made of sandy soil / A. E. Kachaev // Science and the World. - 2024. - No. 4. - Pp. 1-5. - DOI 10.26526/2307-9401-2024-4-1-5.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Timofeev A. V., Groznov D. I. Monitoring of infiltration processes in hydraulic structures using distributed acoustic sensing technology  // Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. – 2022. – Vol. 22, No. 3. – Pp. 610-622. – DOI 10.17586/2226-1494-2022-22-3-610-622.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Timofeev A. V., Groznov D. I. Monitoring of infiltration processes in hydraulic structures using distributed acoustic sensing technology // Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. – 2022. – Vol. 22, No. 3. – Pp. 610-622. – DOI 10.17586/2226-1494-2022-22-3-610-622.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
