Недоучет характера застройки при моделировании границ и зон загрязнения городских почв тяжелыми металлами приводит к снижению прогностических свойств геоинформационных моделей. Наиболее распространенным подходом использования данных о городской среде при экстраполяции точечной информации об уровнях загрязнения почв тяжелыми металлами является использование усредненных коэффициентов на уровне контуров квартальной застройки.
Использование в моделировании недостаточно детализованных данных снижало качество результатов экстраполяции зон загрязнения городской среды. Попытки повысить детальность экстраполяционных моделей сталкивались с неоднородностью картографической информации о городских территориях, что сразу сказывалось на гладкости экстраполяции и воспроизводимости модели распространения загрязнителей в разных участках одного городского поселения.
Для решения проблем экстраполяции точечных данных о загрязнении городских почв тяжелыми металлами предложена технология создания опорных слоев, содержащих в виде непрерывной матрицы коэффициенты, характеризующие восприимчивость различных городских территорий на ландшафтно-геохимических принципах. Предлагаемая технология позволяет выявлять основные компоненты перераспределения загрязнителей на этапе, предшествующем сбору образцов для анализа загрязнения тяжелыми металлами. На основании данных автоматизированной классификации мультиспектральных спутниковых снимков становится возможным проводить планирование (проектирование) сетей сбора аналитических образцов и привязку каждого аналитического результата к ранжированным уровням потенциального риска загрязнения.
Работа выполнена в Федеральном университете «Дубна» в рамках научно-исследовательских проектов приоритетного уровня: «Разработка ГИС-проекта комплексной оценки экологического риска для здоровья населения», реализованного в Федеральном университете «Дубна» (2024) и «Разработка методики учета городской инфраструктуры при интегральной оценке уровня загрязнения тяжелыми металлами» (2025).

Добрынин Дмитрий Владимирович
Старший преподаватель кафедры геоинформационных систем и технологий
Институт системного анализа и управления
Государственный университет «Дубна»
141980 Дубна, Московская обл., ул. Университетская, д. 19
e-mail: ddobrynin@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0003-2432-6534
SPIN-код: 7089-6356
AuthorID: 92042

Сухова Оксана Васильевна
Старший преподаватель
кафедры геоинформационных систем и технологий
Институт системного анализа и управления
Государственный университет «Дубна»
141980 Дубна, Московская обл., ул. Университетская, д. 19
e-mail: oks1025.ya@yandex.ru
SPIN-код: 7749-9088
AuthorID: 726418

1. Lee C.S.-L., Li X., Shi W., Cheung S.C., Thornton I. Metal contamination in urban, suburban, and country park soils of Hong Kong: A study based on GIS and multivariate statistics // Science of the total environment. – 2006. – Vol. 356. – Iss. 1–3. – P. 45–61. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2005.03.024.
2. Liu C., Chen L., Ni G., Yuan X., He S., Miao S. Prediction of heavy metal spatial distribution in soils of typical industrial zones utilizing 3D convolutional neural networks // Scientific Reports. – 2025. – Vol. 15. – 396. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-84545-3.
3. Biali G., Florian S., Lucian P.V. Using GIS technique in evaluation of a terrain affected by heavy metal pollution // AWERProcedia. Advances in Applied Sciences. – 2013. – Vol. 1. – P. 825–836.
4. Zhang C., Luo L., Xu W., Ledwith V. Use of local Moran’s I and GIS to identify pollution hotspots of Pb in urban soils of Galway, Ireland // Science of The Total Environment. – 2008. – Vol. 398. – Iss. 1–3. – P. 212–221. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2008.03.011.
5. Altan M., Ayyildiz Ö., Malkoç S., Yazici B., Koparal S. Heavy Metal Distribution Map in Soil by Using GIS Techniques // Journal of Environmental Science and Engineering. – 2011. – Vol. 5. – P. 15–20.
6. Abbas T., Akmal M., Aziz I., Iqbal M., Ahmed H. Risk assessment and GIS-based mapping of heavy metals in the secondary rock deposits derived soils of Islamabad, Pakistan // Environmental Earth Sciences. – 2021. – Vol. 80. – 102. DOI: 10.1007/s12665-021-09397-w.
7. Sun J., Chen M., Xiao J., Xu G., Zhang H., Zhang G., Yang F., Zhao C., Guo L. Exploring the Spatial Distribution Characteristics of Urban Soil Heavy Metals in Different Levels of Urbanization // Agronomy. – 2025. – Vol. 15. – Iss. 2. – 418. DOI: 10.3390/agronomy15020418.
8. Yang M., Li F.-Y., Diao Y.-W., Wu D. [A review of multi-scale studies on spatial variation of the lead (Pb) concentration in urban soils]. Huan Jing Ke Xue. 2014 Apr;35(4):1586–96. Chinese. PMID: 24946621.
9. Чертко Н.К., Карпиченко А.А. Теория, методика и практика геохимических исследований урболандшафтов // Вестник БГУ. Сер. 2: Химия Биология. География. – 2016. – № 3. – С. 129–132.
10. Golia E.E., Bethanis J., Xagoraris Ch., Tziourrou P. Potentially Toxic Elements in Urban and Peri-Urban Soils – A Critical Meta-Analysis of their Sources, Availability, Interactions, and Spatial Distribution // Journal of Ecological Engineering. – 2024. – Vol. 25. – Iss. 5. – P. 335–350. DOI: 10.12911/22998993/186662.
11. ГОСТ Р 53123-2008. Качество почвы. Отбор проб. Часть 5. Руководство по изучению городских и промышленных участков на предмет загрязнения почвы. – М. : Стандартинформ, 2009. – 28 с.
12. Черемисина Е.Н., Любимова А.В., Добрынин Д.В., Горюнова Е.А., Каманина И.З. Разработка геоинформационной технологии комплексной оценки экологического риска здоровью населения на примере территории города Дубны // Геоинформатика. – 2025. – №  4. – С. 12–22. DOI: 10.47148/1609-364X-2025-4-12-22.
13. Каманина И.З., Каплина С.П., Любимова А.В. Анализ пространственно-временной картины полей химического загрязнения почв как базового компонента городских экосистем // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. – 2023. – Т. 31. – № 3. – С. 359–367. DOI: 10.22363/2313-2310-2023-31-3-359-367.
14. Saveliev A.A., Dobrinin D.V. Hierarchical multispectral classification based on self organized maps // IEEE 1999 International Geoscience and Remote Sensing Symposium. IGARSS’99 (Cat. No.99CH36293). – Vol. 5. – Hamburg, 1999. – P. 2510–2512. DOI: 10.1109/IGARSS.1999.771559.
15. Добрынин Д.В., Рожнов В.В., Савельев А.А., Сухова О.В., Ячменникова А.А. Комплексирование данных мечения животных GPS-передатчиками и материалов мультиспектральной космической съемки для детальной характеристики местообитаний // Исследование Земли из космоса. – 2017. – № 3. – С. 40–52. DOI: 10.7868/S0205961417030022.
16. Kohonen T. Self-organization and associative memory. – N.Y. : Springer Verlag, 1997. – 428 p.