Geoinformatsiooniline lähenemine ökoloogias. Geograafilised infosüsteemid ökoloogias ja keskkonnajuhtimises

geograafiline infotehnoloogia ökoloogia looduskorraldus

Geograafilised infosüsteemid (GIS) tekkisid 1960. aastatel kui vahendid Maa ja selle pinnal asuvate objektide geograafia kuvamiseks. Nüüd on GIS keerulised ja multifunktsionaalsed tööriistad Maa andmetega töötamiseks.

GIS-i kasutajale pakutavad funktsioonid:

kaardiga töötamine (objektide teisaldamine ja skaleerimine, kustutamine ja lisamine);

territooriumi mis tahes objektide trükkimine etteantud kujul;

teatud klassi objektide kuvamine ekraanil;

objekti atribuuditeabe kuvamine;

teabe töötlemine statistiliste meetodite abil ja sellise analüüsi tulemuste kuvamine otse kaardil

Nii saavad spetsialistid GIS-i abil kiiresti ennustada võimalikke torujuhtme purunemiste asukohti, jälgida kaardil saaste levikut ja hinnata tõenäolist looduskeskkonna kahjustamist ning arvutada õnnetuse tagajärgede likvideerimiseks vajalike vahendite summa. . GIS-i abil saab valida kahjulikke aineid eraldavaid tööstusettevõtteid, eksponeerida ümbruskonna tuuleroosi ja põhjavett ning modelleerida heitmete jaotust keskkonnas.

2004. aastal Venemaa Teaduste Akadeemia presiidium otsustas teha tööd programmi “Electronic Earth” raames, mille sisuks on luua meie planeeti iseloomustav multidistsiplinaarne geograafiline infosüsteem, praktiliselt Maa digitaalmudel.

Programmi Electronic Earth välismaised analoogid võib jagada lokaalseteks (tsentraliseeritud, andmed salvestatakse ühte serverisse) ja hajutatuteks (andmeid salvestavad ja levitavad erinevad organisatsioonid erinevatel tingimustel).

Kohalike andmebaaside loomisel on vaieldamatu liider ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc., USA) ArcAtlase “Our Earth” server sisaldab enam kui 40 temaatilist katvust, mida kasutatakse laialdaselt üle maailma. Peaaegu kõik kartograafilised projektid mõõtkavas 1:10 000 000 ja väiksemad on selle abil loodud.

Kõige tõsisem projekt hajutatud andmebaasi loomiseks on Digital Earth. Selle projekti pakkus välja USA asepresident Gore 1998. aastal ja selle peamiseks teostajaks on NASA. Projektis osalevad USA valitsuse ministeeriumid ja osakonnad, ülikoolid, eraorganisatsioonid, Kanada, Hiina, Iisrael ja Euroopa Liit. Kõik hajutatud andmebaasiprojektid seisavad silmitsi oluliste väljakutsetega seoses metaandmete standardimise ja koostalitlusvõimega üksikute GIS-ide ja erinevate organisatsioonide poolt erinevat tarkvara kasutades loodud projektide vahel.

Inimtegevus on pidevalt seotud keskkonnaalase teabe kogumise, selle valiku ja säilitamisega. Infosüsteemid, mille põhieesmärk on anda kasutajale teavet ehk anda talle vajalikku teavet konkreetse probleemi või probleemi kohta, aitavad inimesel probleeme kiiremini ja paremini lahendada. Pealegi saab samu andmeid kasutada erinevate probleemide lahendamiseks ja vastupidi. Iga infosüsteem on loodud teatud klassi probleemide lahendamiseks ja sisaldab nii andmeladu kui ka tööriistu erinevate protseduuride realiseerimiseks.

Keskkonnauuringute teabetoetust rakendatakse peamiselt kahe teabevoo kaudu:

keskkonnauuringute käigus tekkiv teave;

teaduslik ja tehniline teave maailma kogemuste kohta keskkonnaprobleemide arendamisel erinevates valdkondades.

Keskkonnauuringute teabetoetuse üldeesmärk on uurida infovoogusid ja valmistada materjale otsuste tegemiseks kõigil juhtimistasanditel keskkonnauuringute läbiviimise, üksikute uurimisprojektide põhjendatuse ja rahastuse jaotuse kohta.

Kuna kirjelduse ja uurimise objektiks on planeet Maa ning keskkonnateabel on ühiseid jooni geoloogilise informatsiooniga, siis on perspektiivne ehitada geograafilised infosüsteemid faktilise ja kartograafilise teabe kogumiseks, säilitamiseks ja töötlemiseks:

loodusliku ja tehisliku päritoluga keskkonnahäiringute olemuse ja ulatuse kohta;

üldistest looduslikust ja tehisliku päritoluga keskkonnahäiringutest;

üldiste keskkonnaalaste rikkumiste kohta teatud inimtegevuse valdkonnas;

aluspinnase kasutamise kohta;

teatud territooriumi majandusjuhtimise kohta.

Geograafilised infosüsteemid on reeglina mõeldud suure hulga automatiseeritud tööjaamade paigaldamiseks ja ühendamiseks, millel on oma andmebaasid ja vahendid tulemuste väljastamiseks. Ruumiliselt viidatud teabe põhjal saavad ökoloogid automatiseeritud töökohal lahendada erineva spektriga probleeme:

keskkonnamuutuste analüüs looduslike ja tehislike tegurite mõjul;

vee-, maa-, atmosfääri-, maavara- ja energiaressursside ratsionaalne kasutamine ja kaitse;

kahjude vähendamine ja inimtegevusest tingitud katastroofide ennetamine;

inimeste turvalise elamise tagamine ja nende tervise kaitsmine.

Kõik potentsiaalselt keskkonnaohtlikud objektid ja teave nende kohta, kahjulike ainete kontsentratsioon, lubatud normid jne. kaasas geograafiline, geomorfoloogiline, maastikugeokeemiline, hüdrogeoloogiline ja muud tüüpi teave. Ökoloogiaalaste teaberessursside hajuvus ja puudumine pani aluse IGEM RAS-i poolt Vene Föderatsiooni territooriumil ökoloogia ja keskkonnakaitse valdkonna projektide jaoks välja töötatud analüütiliste võrdlusinfosüsteemide (ASIS) loomisele ASIS "EcoPro", samuti Moskva piirkonna automatiseeritud süsteemi väljatöötamine, mis on loodud selle keskkonnaseire rakendamiseks. Mõlema projekti eesmärkide erinevust ei määra mitte ainult territoriaalsed piirid (esimesel juhul on see kogu riigi territoorium ja teisel juhul otse Moskva piirkond), vaid ka teabe rakendusalad. EcoPro süsteem on mõeldud välisraha eest Vene Föderatsiooni rakendus- ja teadusliku iseloomuga keskkonnaprojektide andmete kogumiseks, töötlemiseks ja analüüsimiseks. Moskva piirkonna seiresüsteem on loodud teabeallikaks keskkonna saastamise allikate ja tegeliku saastamise, katastroofide ennetamise, keskkonnakaitsealaste keskkonnameetmete, piirkonna ettevõtete majandusjuhtimise eesmärgil tehtavate maksete kohta. ja valitsusasutuste kontrolli. Kuna informatsioon on oma olemuselt paindlik, siis võib öelda, et mõlemat IGEM RACi poolt välja töötatud süsteemi saab kasutada nii uurimistööks kui ka juhtimiseks. See tähendab, et kahe süsteemi ülesanded võivad muutuda üksteiseks.

Konkreetsema näitena keskkonnakaitsealast teavet talletavast andmebaasist võib tuua O.S. Bryukhovetsky ja I.P. Ganina "Kivimasside kohaliku tehnogeense reostuse kõrvaldamise meetodite andmebaasi kavandamine." Selles käsitletakse sellise andmebaasi koostamise metoodikat ja iseloomustatakse selle optimaalseid kasutustingimusi.

Hädaolukordade hindamisel võtab info ettevalmistamine 30-60% ajast ning infosüsteemid suudavad kiiresti infot anda ja tagada tõhusate lahendusmeetodite leidmise. Hädaolukorras ei saa otsuseid selgesõnaliselt modelleerida, kuid nende vastuvõtmise aluseks võib olla suur hulk mitmekesist teavet, mida andmebaasi talletab ja edastab. Esitatud tulemuste põhjal teevad juhtivtöötajad oma kogemusest ja intuitsioonist lähtudes konkreetseid otsuseid.

Otsustusprotsesside modelleerimine on saamas keskseks suunaks otsustaja (DM) tegevuse automatiseerimisel. Otsustajate ülesannete hulka kuulub otsuste tegemine geograafilises infosüsteemis. Kaasaegset geograafilist infosüsteemi võib defineerida kui riist- ja tarkvara, geograafiliste ja semantiliste andmete kogumit, mis on loodud ruumiliselt hajutatud teabe vastuvõtmiseks, salvestamiseks, töötlemiseks, analüüsimiseks ja visualiseerimiseks. Keskkonnageograafilised infosüsteemid võimaldavad töötada erinevate keskkonnakihtide kaartidega ja konstrueerida automaatselt antud keemilisele elemendile anomaalse tsooni. See on üsna mugav, kuna keskkonnaekspert ei pea anomaalseid tsoone käsitsi arvutama ja neid ehitama. Keskkonnaolukorra täielikuks analüüsiks peab aga keskkonnaekspert iga keemilise elemendi kohta välja printima kõigi ökoloogiliste kihtide kaardid ja anomaalsete tsoonide kaardid. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Arvutusmooduliga hübriidne ekspertsüsteem keskkonnaolukordade prognoosimiseks. Rahvusvahelise sümpoosioni “Intelligent Systems - InSys - 96” toimetised, Moskva, 1996. Geograafilises infosüsteemis ehitati anomaalsed tsoonid kolmekümne nelja keemilise elemendi jaoks. Esiteks peab ta hankima kokkuvõtliku kaardi mulla saastumise kohta keemiliste elementidega. Selleks, kopeerides järjestikku kõikidelt kaartidelt jälituspaberile, koostatakse V.A. Alekseenko keemiliste elementidega pinnase saastumise kaart. Maastiku geokeemia ja keskkond. - M.: Nedra, 1990. -142 lk.: ill.. Seejärel võrreldakse saadud kaarti samamoodi hüdroloogia, geoloogia, geokeemiliste maastike, savide kaartidega. Võrdluse põhjal konstrueeritakse keskkonna ohtlikkuse inimesele kvalitatiivse hinnangu kaart. Sel viisil teostatakse keskkonnaseiret. See protsess nõuab olukorra täpseks ja objektiivseks hindamiseks palju aega ja kõrgelt kvalifitseeritud eksperte. Kui nii suur hulk teavet samaaegselt pommitab eksperti, võib tekkida vigu. Seetõttu tekkis vajadus otsustusprotsessi automatiseerida. Selleks täiendati olemasolevat geograafilist infosüsteemi otsuste tegemise allsüsteemiga. Arendatud allsüsteemi eripäraks on see, et üks osa andmetest, millega programm töötab, esitatakse kaartidena. Ülejäänud osa andmetest töödeldakse ja selle alusele ehitatakse kaart, mis seejärel samuti töötlemisele allub. Otsustussüsteemi rakendamiseks valiti hägusate hulgateooria aparaat. See on tingitud asjaolust, et hägusate hulkade abil on võimalik luua meetodeid ja algoritme, mis on võimelised modelleerima inimese otsustustehnikaid erinevate probleemide lahendamisel. Hägusad juhtimisalgoritmid toimivad nõrgalt formaliseeritud probleemide matemaatilise mudelina, mis võimaldab saada ligikaudse lahenduse, kuid mitte halvem kui täpsete meetodite kasutamisel. Hägujuhtimisalgoritmi all peame silmas hägusate käskude järjestatud jada (võivad olla ka eraldi selged käsud), mis tagab teatud objekti või protsessi toimimise. Hägusate hulgateooria meetodid võimaldavad esiteks võtta arvesse subjekti ja kontrolliprotsesside poolt sisse toodud erinevat tüüpi ebamäärasusi ja ebatäpsusi ning vormistada inimese verbaalset informatsiooni ülesande kohta; teiseks, et oluliselt vähendada juhtimisprotsessi mudeli algelementide arvu ja ammutada kasulikku informatsiooni juhtimisalgoritmi koostamiseks. Sõnastame hägusalgoritmide koostamise põhiprintsiibid. Hägusalgoritmides kasutatavad hägused juhised kujunevad kas spetsialisti kogemuse üldistuse alusel vaadeldava probleemi lahendamisel või selle põhjaliku uurimise ja sisuka analüüsi põhjal. Hägusalgoritmide koostamisel võetakse arvesse kõiki piiranguid ja kriteeriume, mis tulenevad probleemi mõtestatud käsitlemisest, kuid mitte kõiki tekkivaid hägusaid juhiseid ei kasutata: tuvastatakse neist olulisemad, kõrvaldatakse võimalikud vastuolud ja järjekord. nende täitmine on kindlaks tehtud, mis viib probleemi lahenduseni. Võttes arvesse nõrgalt formaliseeritud probleeme, on algsete häguste andmete saamiseks kaks võimalust - otsene ja selgete andmete töötlemise tulemusena. Mõlemad meetodid põhinevad hägusate hulkade kuuluvusfunktsioonide subjektiivse hindamise vajadusel.

Mullaproovide andmete loogiline töötlemine ja pinnase keemiliste elementidega saastumise koondkaardi koostamine.

Programm oli „TagEco“ programmi juba olemasoleva versiooni edasiarendus, mis täiendab olemasolevat programmi uute funktsioonidega. Uute funktsioonide töötamiseks on vaja programmi eelmises versioonis sisalduvaid andmeid. Selle põhjuseks on programmi eelmises versioonis välja töötatud andmetele juurdepääsu meetodite kasutamine. Funktsiooni kasutatakse andmebaasi salvestatud teabe hankimiseks. See on vajalik iga andmebaasi salvestatud proovipunkti koordinaatide saamiseks. Funktsiooni kasutatakse ka keemilise elemendi anomaalse sisalduse väärtuse arvutamiseks maastikul. Seega suhtleb eelmine programm nende andmete ja funktsioonide kaudu otsuste tegemise allsüsteemiga. Kui andmebaasis on näidise väärtuse või näidise koordinaatide muutus, võetakse see otsuste tegemise allsüsteemis automaatselt arvesse. Tuleb märkida, et programmeerimine kasutab dünaamilist mälujaotuse stiili ja andmed salvestatakse üksikult või topeltlingitud loenditena. See on tingitud asjaolust, et proovide arv või pindalade arv, milleks kaart jagatakse, pole eelnevalt teada.

Keskkonnamõju inimesele kvalitatiivse hindamise kaardi koostamine.

Kaart koostatakse ülalkirjeldatud algoritmi järgi. Kasutaja märgib huvipakkuva piirkonna ja kaartide analüüsimise etapi. Enne andmetöötluse algust loetakse WMF-failidest infot ja genereeritakse loendid, mille elemendid on viidad hulknurkadele. Igal kaardil on oma nimekiri. Seejärel koostatakse pärast prügilate nimekirjade koostamist kaart pinnase saastumise kohta keemiliste elementidega. Pärast kõigi kaartide moodustamist ja lähteandmete sisestamist genereeritakse nende punktide koordinaadid, kus kaarte analüüsitakse. Uuringufunktsioonide poolt vastuvõetud andmed sisestatakse spetsiaalsesse struktuuri. Pärast struktuuri moodustamist klassifitseerib programm selle. Iga uuringuruudustiku punkt saab võrdlusolukorra numbri. See number, mis näitab punkti numbrit, sisestatakse topeltlingitud loendisse, et hiljem saaks kaarti graafiliselt koostada. Spetsiaalne funktsioon analüüsib seda topeltlingitud loendit ja loob samade kpunktide ümber isoliinide graafilise konstruktsiooni. See loeb loendist punkti ja analüüsib selle olukorra numbri väärtust naaberpunktide arvudega ning kui on sobivus, siis ühendab külgnevad punktid tsoonideks. Programmi tulemusena kogu linna territoorium.

Taganrog on värvitud ühes kolmest värvist. Iga värv iseloomustab kvalitatiivset hinnangut keskkonnaseisundile linnas. Seega tähistab punane „eriti ohtlikke alasid“, kollane „ohtlikke alasid“ ja roheline „ohutuid piirkondi“. Seega esitatakse teave kasutajale kättesaadaval ja kergesti mõistetaval kujul. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Arvutusmooduliga hübriidne ekspertsüsteem keskkonnaolukordade prognoosimiseks. Rahvusvahelise sümpoosioni “Intelligentsed süsteemid - InSys - 96” materjalid, Moskva, 1996.

Ühtse keskkonnaseire süsteem (UEM) on peamine tööriist inimese ja keskkonna vastastikuse mõju, ressursside ja energia säästmise, ratsionaalse keskkonnajuhtimise probleemide lahendamisel, eriti pingelise keskkonnaolukorraga tööstuspiirkondades, et rakendada keskkonna tagamise kontseptsiooni. eluohutus globaalsel, piirkondlikul ja tegevuskoha tasandil, millel on palju aspekte: filosoofilisest ja sotsiaalsest kuni biomeditsiinilise, majandusliku ja inseneriteaduseni. EEM süsteemi keskne lüli, mis määrab suuresti selle efektiivse toimimise, on infosüsteem.
Vaatleme linnapiirkonna GIS EEM-i koostamise põhimõtteid. Integreeritud lähenemisviisi rakendamiseks keskkonnaohutuse tagamise probleemi lahendamisel peaks see üldjuhul sisaldama järgmisi omavahel seotud struktuurseid seoseid: keskkonna-, õigus-, meditsiini-bioloogia-, sanitaar-hügieeni-, tehnika- ja majandusvaldkonna andmebaasid ja andmepangad; plokk tööstusrajatiste modelleerimiseks ja optimeerimiseks; mõõtmisandmetel ja keskkonna- ja meteoroloogiliste tegurite väljade jaotuse prognoosil põhinev rekonstrueerimise plokk;
¦ otsustusplokk.
Piirkondliku omavalitsuse haldusorganite jaoks on välja toodud rida ülesandeid, mille täitmiseks on vaja infotuge elanike keskkonnaohutuse, ratsionaalse energiakasutuse ja energiasäästu alastes otsustes. Nende funktsioonide hulka kuuluvad: piirkonna sotsiaal-ökoloogilise seisundi ja selle parandamise meetmete tulemuste aruandlus; keskkonna hetkeseisundi jälgimine, kahjulike ja sarnaste ainete maksimaalsete lubatud kontsentratsioonide ületamine oma jurisdiktsiooni alla kuuluval territooriumil; sotsiaalarengu programmide (iga-aastased, kvartaalsed) planeerimine, elanikkonna elukvaliteedi uurimine, elanike elukeskkonna keskkonnaohutuse tõstmine piirkonnas; juhtimine igapäevases haldustegevuses (nõuete, kaebuste ja konfliktide analüüs juriidiliste ja eraisikutega).
Eeltoodud funktsioonide täitmiseks on vajalik täielik ja usaldusväärne info Hetkeolukorra adekvaatseks hindamiseks ja juhtimis- või parandusotsuste tegemiseks vajalikud infovood läbivad erinevaid etappe: info saamine, töötlemine ja kuvamine, olukorra hindamine ja otsuste tegemine. Sellist multifunktsionaalset suure hulga geograafiliselt viidatud teabega süsteemi saab tõhusalt rakendada ainult ülalpool käsitletud kaasaegsete geograafiliste infotehnoloogiate abil.
Keskkonnaprobleemide keerukus, sidudes omavahel erinevate spetsialistide lahendatud ülesanded, nõuab süstemaatilist lähenemist nende lahendamisele, mis väljendub iga valdkonna spetsialistide konkreetses tegevuses. Keskkonnaseiresüsteemi infotoe struktuur peegeldab seda eripära. Vastavalt selle funktsionaalsele otstarbele on soovitatav see jagada probleemipõhisteks plokkideks (või terminoloogias GIS-kihtideks), mis pärinevad üksikutest piirkondlikest teenustest, sealhulgas arhitektuurne planeerimine, kommunaalteenused, inseneritoetus jne.
EEM-süsteemi infotugi peaks sisaldama järgmisi temaatilisi teabekihte (joonis 13.6). üldised keskkonnaomadused (atmosfääriõhk, veekogud, pinnas, sanitaar- ja epidemioloogilised tingimused jne); negatiivse keskkonnamõju allikad (heitmed ja heited, tahked jäätmed jne); territooriumide tsoneerimine (tööstusrajatised, elamurajoonid, administratiivhooned jne); kaitsealade süsteem (ajaloo- ja arhitektuurimälestised, veekaitsevööndid jne); inseneri-, tehnilised ja transpordikommunikatsioonid (maapealsete ja maa-aluste transpordiliikide kiirteed, soojustrassid, elektriliinid jne); tervishoiu- ja sotsiaaltingimused; regulatiivsed ja juriidilised dokumendid, piirkonna arengu väljavaated
Süsteemi üheks olulisemaks elemendiks on andmed keskkonna objektiivse seisundi kohta. Mõelge näiteks andmebaaside struktuurile koos atmosfäärikvaliteedi näitajatega

Joonis 13 6 Temaatiline teave piirkondlikus EEM-süsteemis

õhku. Atmosfääriõhu seisundit iseloomustavad eelkõige selles sisalduvate teatud saasteainete esinemise ja nende kontsentratsioonide eksperimentaalse määramise tulemused. See teave koosneb asjaomaste valitsusorganisatsioonide (näiteks sanitaar- ja epidemioloogilise järelevalve asutused) piirkonnas läbiviidud perioodiliste proovivõtuanalüüside tulemustest ja pidevate keskkonnavaatluste statsionaarsetest kohtadest saadud andmetest. Seetõttu peab atmosfääriseire kartograafilises andmebaasis olema täielik teave kontrollkohtade (proovivõtupunktide aadressid), mõõtmisaegade, proovivõtuaegsete ilmastikutingimuste ja mõõdetud koostisainete kontsentratsiooni kohta. Sellise teabe põhjal võimaldab tänapäevane GIS lahendada interpoleerimise probleeme - pidevate väljade rekonstrueerimist diskreetsetest andmetest, erinevate koostisosade reostusväljade mõju igakülgse hindamise probleeme piirkonna keskkonnaolukorrale jne.
Temaatiline teave peamiste keskkonnasaasteallikate asukoha ja konfiguratsiooni kohta tuleks esitada asjakohaste elektrooniliste kaartidega. Nendega seotud tabelites on soovitatav salvestada üldteavet piirkonna ettevõtete kohta (nimi, aadress, administratsioon jne). Sellised andmebaasid koos vastavate kaartidega võimaldavad saada vastuseid järgmistele päringutele: mis on kaardil esile tõstetud objekt; kus see asub; millised rajatised eraldavad teatud kahjulikke aineid; millised ettevõtted eraldavad seda kahjulikku ainet kindlaksmääratust suuremas mahus; milliseid aineid see ettevõte eraldab ja millises mahus; millised ettevõtted ületavad lubatud piirvea standardeid; millisel ettevõttel on aegunud heitkoguse luba; Millisel ettevõttel on võlgnevusi atmosfääri heidete eest?
Andmed inseneri-, tehniliste ja transpordiside kohta tuleks säilitada EEM GIS-is ka vastavate kaartide ja temaatiliste andmebaasidena. Tuleb märkida, et insenerikommunikatsioonide jaoks on soovitatav omada andmebaasis täiendavat graafilist teavet nende ohutuks kasutamiseks vajalike diagrammide, jooniste ja selgitavate dokumentide kujul (GIS pakub palju võimalusi sellise teabega töötamiseks).
Transpordimagistraalide andmebaasid peaksid sisaldama selliseid keskkonnanäitajaid nagu liiklusintensiivsus, kahjulike emissioonide spekter ja maht pikkuseühiku kohta, vibroakustilised andmed jne. Ilmselgelt need näitajad muutuvad erinevatel maanteelõikudel. Seetõttu kujutatakse kiirteid kaardistamisel omavahel ühendatud kaare kogumina, millest igaühele on andmebaasis määratud oma omadused. Üldjuhul peaksid transporditeede graafilised ja temaatilised andmebaasid tagama päringute täitmise: kui suur kogus antud kahjulikku ainet eraldub kogu veotee pikkuses, millisel maanteel maksimaalne kogus teatud kahjulikku ainet või kõik ained kokku. eraldub; kui suur on antud maanteel kulgevate transpordiüksuste koguarv või antud tüüpi transpordiüksuste arv; milline maantee (või millise maantee lõik) on kõige tihedama liiklusega.
Kiirteede kujutamine kaardil erineva laiusega joontega olenevalt nende liikluse intensiivsusest või autode saasteainete heitkogustest erinevatel maanteelõikudel lihtsustab transpordiolukorra analüüsi ning andmebaasi samaaegne kasutamine võimaldab teil kasutajat huvitava teabe saamiseks.
Täiendavaid võimalusi keskkonnaolukorra analüüsimiseks pakuvad ülekatteoperatsioonid teabekihtide katmiseks GIS-is. Seega võimaldab selle mõõtmistulemuste põhjal koostatud süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni väljade ja selle saasteaine heitkoguste samaaegne kuvamine transporditeedel teha järelduse keskkonnaohu allika kohta ja võtta asjakohaseid meetmeid selle kõrvaldamiseks.
Lisaks ühistele andmebaasidele EEM info tugisüsteemis on eriti oluline saasteainete kontsentratsiooniväljade jaotuse modelleerimise plokk, mis põhineb tööstusrajatiste või muude saasteallikate üldistel tulemusnäitajatel ja nende keskkonnamõju astmel. . Sellised arvutused on vajalikud piirkonna ebasoodsa keskkonnaolukorra analüüsimisel selle süüdlaste väljaselgitamiseks (koos otseste mõõtmisandmete analüüsiga või nende asemel, kui nende saamine ei ole võimalik) või keskkonnaseisundi prognoosimisel maapinna kasutuselevõtu või rekonstrueerimise käigus. teatud inimtekkeliste keskkonnamõjude allikad ja kulude määramine keskkonda kahjulike heitkoguste vähendamiseks. Hetkeolukorra modelleerimise täpsus on antud juhul reeglina madal, kuid piisav saasteallikate tuvastamiseks ning piisavate kontrollimeetmete väljatöötamiseks tehnoloogilisel ja majanduslikul tasandil. Praegu on olemas mitmeid meetodeid ja sõltumatuid tarkvaratööriistu (ei sisaldu GIS-is), mis võimaldavad ühe või teise astme võrra kirjeldavate võrrandite lahendamise tulemuste põhjal määrata saasteainete kontsentratsioonivälju.

penu ligikaudne lisandite dispersioon atmosfääris või veekeskkonnas. OND-86 metoodika on heaks kiidetud kui standardmeetod atmosfääris toimuvate protsesside modelleerimiseks.
GIS-i laiad integreerimisvõimalused võimaldavad teabeallikana kasutada väliseid spetsialiseeritud arvutusmooduleid ja tarkvaratööriistu, mistõttu nende lisamine GIS EEM-i erilisi raskusi ei tekita.
Seega võimaldab GIS EEM tõhusalt rakendada integreeritud lähenemist piirkonna keskkonnaohutuse tagamise probleemide lahendamisele ning loob ühtse inforuumi piirkondlikele juhtimisteenustele.
KIRJANDUS Tsvetkov V Ya Geograafilised infosüsteemid ja tehnoloogiad M Rahandus ja statistika, 1998 Bigaevsky L M, Vakhromeeva L A Kartograafilised projektsioonid M Nedra, 1992 Konovalova N V, Kapralov E G Sissejuhatus GIS-i Petrozavodsk Publishing house of Petrozavodsk University of forest fire, Russia, GIS seire 199 põhineb ARC View CIS 30 ja globaalsel Internetil / S A Bartalev, A I Belyaev, D V Ershov jne / / ARC REVIEW (kaasaegsed geograafilised infotehnoloogiad) 1998 nr 1 Ozerov Yu, Syasin V ARC / INFO ja ARC vaade ministeeriumis of Emergency Situations Russia // ARC REVIEW (kaasaegsed geoinfotehnoloogiad) 1997 nr 2 Matrosov A S Infotehnoloogiad jäätmekäitlussüsteemis Õpik M URAO, 1999

GIS (geograafilised infosüsteemid) võimaldab vaadata andmeid analüüsitavate probleemide kohta seoses nende ruumiliste suhetega, mis võimaldab olukorda terviklikult hinnata ning loob aluse juhtimisprotsessis täpsemate ja mõistlikumate otsuste tegemiseks. GIS-is kirjeldatud objektid ja protsessid on osa igapäevaelust ning peaaegu iga tehtud otsus on piiratud, seotud või dikteeritud ühe või teise ruumiteguriga. Tänapäeval on GIS-i kasutamise võimalus kombineeritud vajadusega nende järele, mille tulemuseks on nende populaarsuse kiire kasv.

GIS-i roll ja koht keskkonnategevuses

2.1. Elupaikade halvenemine

GIS-i on edukalt kasutatud peamiste keskkonnaparameetrite kaartide koostamiseks. Tulevikus, kui saadakse uusi andmeid, kasutatakse neid kaarte taimestiku ja loomastiku lagunemise ulatuse ja määra kindlakstegemiseks. Kui need sisestatakse kaugseireandmetest, eriti satelliidiandmetest, ja tavapärastest välivaatlustest, saab neid kasutada kohalike ja suuremahuliste inimtekkeliste mõjude jälgimiseks. Territooriumi tsoneerimiskaartidele on soovitatav lisada andmed inimtekkeliste koormuste kohta koos keskkonna seisukohast erilist huvi pakkuvate esiletõstetud aladega, näiteks pargid, kaitsealad ja looduskaitsealad. Looduskeskkonna seisundit ja lagunemise kiirust saab hinnata ka kaardi kõikidel kihtidel tuvastatud katsealade abil.

2.2. Reostus

GIS-i abil on mugav modelleerida punkt- ja mittepunkt- (ruumilistest) allikatest lähtuva saaste mõju ja levikut maapinnal, atmosfääris ja piki hüdroloogilist võrgustikku. Mudelarvutuste tulemusi saab kanda looduskaartidele, näiteks taimkattekaartidele või antud piirkonna elamualade kaartidele. Tänu sellele on võimalik kiiresti hinnata selliste äärmuslike olukordade, nagu naftareostus ja muud kahjulikud ained, vahetuid ja tulevasi tagajärgi ning püsivate punkt- ja alareostusainete mõju.

2.3. Maavaldus

GIS-i kasutatakse laialdaselt erinevate, sh maakatastrite koostamiseks ja pidamiseks. Nende abil on mugav luua maaomandite kohta andmebaase ja kaarte, kombineerida neid mistahes loodus- ja sotsiaalmajanduslike näitajate andmebaasidega, asetada üksteise peale vastavaid kaarte ning luua keerukaid (näiteks ressursi)kaarte, koostada graafikuid ja erinevaid diagrammide tüübid.

2.4. Kaitsealad

Teine levinud GIS-i rakendus on kaitsealade, näiteks ulukikaitsealade, looduskaitsealade ja rahvusparkide andmete kogumine ja haldamine. Kaitsealadel on võimalik teostada väärtuslike ja haruldaste loomaliikide taimekoosluste täielikku ruumilist seiret, määrata inimtekkeliste sekkumiste (nt turism, teede või elektriliinide rajamine) mõju ning kavandada ja rakendada keskkonnakaitsemeetmeid. Samuti on võimalik täita mitme kasutajaga ülesandeid, näiteks reguleerida kariloomade karjatamist ja ennustada maa tootlikkust. GIS lahendab selliseid probleeme teaduslikul alusel, st valitakse lahendused, mis tagavad minimaalse mõju elusloodusele, säilitades õhu, veekogude ja pinnase vajaliku puhtuse taseme, eriti turistide poolt sageli külastatavates piirkondades.

2.5. Elupaikade taastamine

GIS on tõhus vahend keskkonna kui terviku, üksikute taime- ja loomaliikide ruumilises ja ajalises aspektis uurimiseks. Kui kehtestatakse konkreetsed keskkonnaparameetrid, mis on vajalikud näiteks mis tahes loomaliigi olemasoluks, sh karjamaade ja pesitsusalade olemasolu, sobivad söödavarude liigid ja varud, veeallikad, looduskeskkonna puhtuse nõuded , siis aitab GIS kiiresti leida sobiva parameetrite kombinatsiooniga piirkondi, mille piires on antud liigi populatsiooni eksisteerimise või taastumise tingimused optimaalse lähedased. Ümberasustatud liigi uude piirkonda kohanemise etapis on GIS tõhus võetud meetmete vahetute ja pikaajaliste tagajärgede jälgimiseks, nende edu hindamiseks, probleemide tuvastamiseks ja nende ületamiseks viiside leidmiseks.

2.6. Järelevalve

Keskkonnakaitsealase tegevuse laienedes ja süvenedes on üheks peamiseks GIS-i rakendusvaldkonnaks kohalikul ja regionaalsel tasandil tehtavate tegevuste tagajärgede jälgimine. Uuendatud teabe allikad võivad olla maapealsete uuringute tulemused või kaugvaatlused õhutranspordist ja kosmosest. GIS-i kasutamine on efektiivne ka kohalike ja sissetoodud liikide elutingimuste jälgimisel, põhjus-tagajärje ahelate ja seoste väljaselgitamisel, keskkonnameetmete soodsate ja ebasoodsate tagajärgede hindamisel ökosüsteemile tervikuna ja selle üksikutele komponentidele, operatiivsed otsused nende kohandamiseks sõltuvalt muutuvatest välistingimustest.

Inimtekkelise mõju suurenemise tingimustes looduskeskkonnale muutub eriti teravaks looduskeskkonna komponentide seisundi analüüsimise ja hindamise ülesanne. Olukorda raskendab erinevate ökosüsteemide ja maastike ebapiisav reaktsioon inimtegevuse saaduste sissevoolule. Olemasolevad traditsioonilised keskkonnaolukorra analüüsimeetodid (statistika, simulatsioonimodelleerimine) arvukate keskkonnategurite sünergia kontekstis ei anna sageli soovitud efekti või tekitavad nende rakendamisel suuri tehnilisi raskusi.

Uutel infotehnoloogiatel (geograafilised info- ja ekspertsüsteemid) põhineva infokäsitluse kasutamine võimaldab mitte ainult kvantitatiivselt kirjeldada keerukates öko- ja geosüsteemides toimuvaid protsesse, vaid modelleerides nende protsesside mehhanisme, ka teaduslikult põhjendada meetodeid looduskeskkonna erinevate komponentide seisundi hindamine.

Kõige pakilisemad ülesanded selles valdkonnas hõlmavad ennekõike millegi uue loomist ja/või kohandamist

teistes teadmiste valdkondades (geograafiline teave, teabenõustamis- ja ekspertsüsteemid) olemasolev tarkvara, mis võimaldab töödelda tohutuid teabevoogusid, hinnata ökosüsteemide tegelikku seisundit ja selle põhjal arvutada optimaalsed võimalused inimtekkelise keskkonnamõju jaoks. ratsionaalse keskkonnajuhtimise eesmärk.

Keskkonnateabe analüüs hõlmab |Yu.A. Iisrael, 1984]:

Erinevate tegurite mõju analüüs keskkonnale (kriitiliste mõjutegurite ja biosfääri tundlikumate elementide väljaselgitamine);

Lubatud keskkonnamõjude ja -koormuste määramine keskkonnakomponentidele, arvestades kompleksset ja kombineeritud mõju ökosüsteemile;

Piirkonnale lubatavate koormuste määramine keskkonna- ja majanduslikust vaatenurgast.

Keskkonnainfo infoanalüüsi etapid sisaldab järgmisi etappe:

1) teabe kogumine keskkonnaseisundi kohta: ekspeditsiooniuuringud; statsionaarsed uuringud;

aerovisuaalsed vaatlused; kaugseire; kosmose- ja aerofotograafia; temaatiline kaardistamine; hüdrometeoroloogilised vaatlused; seiresüsteem; kirjandus-, aktsia- ja arhiiviandmed;

2) esmane töötlemine ja struktureerimine:

teabe kodeerimine; masinakujuliseks muutmine; kartograafilise materjali digiteerimine; pildi töötlemine; andmete struktureerimine; andmete viimine standardvormingusse;

3) andmebaasi täitmine ja statistiline analüüs: andmete loogilise korralduse valimine; andmebaasi täitmine ja toimetamine; puuduvate andmete interpoleerimine ja ekstrapoleerimine; statistiline andmetöötlus; andmete käitumise mustrite analüüs, trendide ja usaldusvahemike tuvastamine;

4) ökosüsteemide käitumise modelleerimine;

üha keerukamate mudelite kasutamine; erinevad piirtingimused; ökosüsteemi käitumise jäljendamine üksikute mõjude korral; kartograafiline modelleerimine; reageerimisvahemike uurimine erinevatel mõjudel;

5) eksperthinnang:

ökosüsteemidele avalduvate mõjude muutuste ulatuse hindamine; ökosüsteemi käitumise hindamine erinevate mõjude korral nõrga lüli põhimõttel;

6) määramatuse analüüs:

sisendandmed; mudeli parameetrid; modelleerimise tulemused; eksperthinnangute väärtused;

7) mustrite tuvastamine ja keskkonnamõjude prognoosimine:

võimalike ökosüsteemi käitumise stsenaariumide väljatöötamine; ökosüsteemi käitumise prognoosimine; erinevate stsenaariumide tulemuste hindamine;

8) looduskeskkonnale avalduvate mõjude piiramise otsuste tegemine:

“õrnade” (säästu)strateegiate väljatöötamine keskkonnamõjude vähendamiseks; valitud lahenduste (keskkonna- ja sotsiaalmajanduslik) põhjendus.

Geograafiline teabesüsteem (EM GIS) on kombinatsioon ühisest GIS-i kasutajaliidest ekspertsüsteemi kesta ja matemaatilise modelleerimisplokiga.

Kriti h koormused (KL) ökosüsteemidele- see on "maksimaalne hapestavate ühendite kadu, mis ei avalda pika aja jooksul kahjulikku mõju nende ökosüsteemide struktuurile ja funktsioonidele." Kriitilised koormused on ökosüsteemide stabiilsuse näitaja. Need annavad maksimaalse "lubatud" saasteainete koormuse väärtuse, juures mis praktiliselt ei hävita ökosüsteemi biogeokeemilist struktuuri. Ökosüsteemi tundlikkust näiteks happelise sadestumise suhtes saab määrata ökosüsteemi teatud füüsikaliste või keemiliste parameetrite mõõtmise või hindamisega; sel viisil saab tuvastada happelise sadestumise taseme, mis ei mõjuta seda tundlikkust või mõjutab seda väga vähe.

Keskkonna-GIS on hetkel keerulised infosüsteemid, mis sisaldavad võimsat operatsioonisüsteemi, kasutajaliidest, süsteeme andmebaaside pidamiseks ja keskkonnainfo kuvamiseks. Keskkonna-GIS-i nõuded on kooskõlas töös välja pakutud ideaalse GIS-i nõuetega

1) võime töödelda komponendi kaupa heterogeense ruumiliselt koordineeritud teabe massiive;

2) võime pidada andmebaase laia klassi geograafiliste objektide jaoks;

3) interaktiivse kasutajarežiimi võimalus;

4) paindlik süsteemi konfiguratsioon, võimalus süsteemi kiiresti seadistada erinevate probleemide lahendamiseks;

5) geoökoloogiliste olukordade ruumiliste iseärasuste „tajumise“ ja töötlemise oskus Suur tähtsus on kaasaegse GIS-i võimel olemasolevat keskkonnainfot erinevate mudelite abil transformeerida (sünteesivõime).

Põhiline erinevus GIS-i ja keskkonnaandmebaaside vahel on nende ruumiline olemus, mis tuleneb kartograafilise aluse kasutamisest [VKh. Davydchuk et al., 1988] Seetõttu on looduskeskkonna seisundi hindamise ülesannetes vajalik üleminek GIS-i abil. probleemi käsitlemise biogeoenootiliselt tasandilt maastiku tasandile. Samal ajal nagu põhitõed GIS kasutab maastikukaarti, mille abil koostatakse automaatselt maastiku põhikomponente iseloomustav privaatkaartide seeria. Tuleb rõhutada, et keskkonna kaardistamine ei piirdu piirkonna loodusliku korralduse ja inimtekkelise koormuse jaotuse komponendipõhise kaardistamisega. Samuti ei tohiks arvata, et keskkonna kaardistamine on kaartide kogum, mis põhineb erinevate saasteainete LDC väärtustel. Keskkonnakaardistamise all mõeldakse eelkõige kvalitatiivselt uusi lähenemisviise kasutades läbiviidud keskkonnamõju hindamise tulemuste visualiseerimise meetodit. Seetõttu on selle teabe esitamise meetodi sünteesiv roll väga oluline.

GIS-tehnoloogiate kasutamine ökoloogias eeldab erinevat tüüpi mudelite (peamiselt keskkonnafookusega) laialdast kasutamist. Kuna looduskeskkonna keskkonnakaardistamine põhineb saasteainete migratsiooni biogeokeemilistel alustel mõistmisel looduskeskkonnas, on selleks otstarbeks GIS-i loomisel koos keskkonnamudelitega vaja ehitada põhimõtetel ja lähenemisviisidel rakendatavad mudelid. geograafiateadused (hüdroloogia, meteoroloogia, maastikugeokeemia jne). Seega areneb GIS-i mudeliosa kahes suunas:

1) aine rändeprotsesside dünaamika matemaatilised mudelid;

2) algoritmid mudelitulemuste automatiseeritud esitamiseks temaatiliste kaartide kujul. Esimese rühma mudelite näitena toome välja pinnavee äravoolu ja väljauhtumise, põhjavee infiltratsiooni taaslaadimise, kanalisatsiooniprotsesside jms mudelid. Teise rühma tüüpilised esindajad on kontuuride konstrueerimise, pindalade arvutamise ja kauguste määramise algoritmid.

Kasutades kirjeldatud metoodikat töötasime välja keskkonna-GIS kontseptsiooni, mida testiti kahel skaalal: kohalikul ja regionaalsel. Esimest kasutati Moskva piirkonna keskkonnaseire andmepanka salvestatud teabe töötlemiseks ja visualiseerimiseks. See teenis KUJUNDUSE ALUS*

salaja, seejärel ekspert-modelleerides GIS-i, et määrata kindlaks Moskva piirkonna põllumajandusmaastikele keskkonnale lubatud mõju parameetrid.

Keskkonna-GIS toimivust piirkondlikul tasandil näitasid kaardistamine väävli ja lämmastiku kriitilised koormused Venemaa Euroopa osa ökosüsteemidele ning Tai ökosüsteemide ja maastike vastupidavuse hindamine happelisele sadestumisele.

Keskkonnategurite kvantitatiivse hindamise ülesandel keskkonnaseire materjalide analüüsimisel on järgmised omadused:

1) eelistatud on piirkondlikku laadi teave (hulknurgad ja nendega seotud atribuudid). Punktobjektidega seotud teavet kasutatakse abiinfona;

2) säilitatavate andmete vigade hindamine on vajalik. Lisaks suhteliselt täpsetele kartograafilistele andmetele on erinevates punktides (tavaliselt ebaregulaarsel ruudustikul) tehtud mõõtmiste tulemused, mille väärtused ei ole täpsed;

3) rakendatavad on nii täpsed matemaatilised mudelid, mis võimaldavad teha prognoose ruudustikvõrrandi lahendamisel, kui ka ebamäärased tõenäosuspõhiselt üles ehitatud ekspertreeglid;

4) ei ole teada, mitut temaatilist atribuuti vajab ekspert faktorhinnangu läbiviimiseks. Võimalik, et te ei vaja kogu andmebaasi salvestatud teavet, kuid vastutasuks on see eelistatav suurendama päringu täitmise kiirus;

5) andmebaasi päringud V peamiselt kahte tüüpi (andke loetelu atribuutidest, mis iseloomustavad antud punkti kaardil; tõstke kaardil esile alad, millel on vajalikud omadused).

Nende tunnuste põhjal töötati välja modulaarne süsteem, mille tuumaks oli kartograafiline andmebaas. Pakuti liides, mis võimaldas süsteemiga töötada nii spetsialiseerunud kasutajal kui ka ehitusplatsil asjatundlikul modelleerijal. Viimane on vajalik kahel põhjusel. Esiteks selleks, et ruumiinfo abil modelleerida saasteainete (saasteainete) transpordiprotsesse mudelite abil, mis ei sisaldu otseselt väljatöötatud süsteemis. Teiseks kasutada eksperthinnanguid keskkonnaseire tulemuste puudulikkuse, ebatäpsuse ja ebaühtluse kompenseerimiseks. Kartograafilise andmebaasi väljatöötatud loogilise mudeli struktuuri iseloomustavad järgmised omadused:

1. Mis tahes kaarti saab esitada läbipaistvate lehtede paketina, millel kõigil on sama koordinaatide viide. Kõik need lehed on jagatud ühe kaardistatud tunnuse järgi. Üks leht näitab näiteks ainult mullatüüpe, teine ​​- ainult jõgesid jne. Kõik need lehed andmebaasis vastavad andmeagregaatide klassile, kus iga selle klassi objekt kirjeldab ühte kindlat piirkonda koos sellele määratud atribuudiga. Niisiis tee,ülataseme andmebaas on puu, mille ülemised sõlmed esindavad klasse ja alumised sõlmed konkreetseid klasside objekte. Saate igal ajal andmebaasi lisada või eemaldada ühe või mitu andmekoondklassi. Mudeli seisukohalt – sisestage või eemaldage kotist üks või mitu lina.

2. Andmebaas vastab mõlemat tüüpi nõutud päringutele. Päringute tüüpe on selge lehepaki illustratsiooni abil lihtne visualiseerida. Päring punktiatribuutide vastete kohta "augustamine" pakkida vajalikku kohta ja arvestades, kus iga leht augustatud on. Ilmselge on ka teist tüüpi taotluse tõlgendus. Omapära on see, et leidmistaotluse täitmise tulemus piirkondades on täisväärtuslik klass, st kaarti moodustava lehtede pakendi järjekordne läbipaistev leht. See minu* See võimaldab asjatundlikel lisandmoodulitel käsitleda pärast päringu täitmist saadud Kapi kihte samamoodi kui lihtsaid kihte.

3. Info punktimõõtmiste kohta salvestatakse andmebaasi seostena “koordinaadid -atribuut", kuid kui seda kasutatakse konkreetses rakenduses, teisendatakse interpolatsiooni teel hulknurga kujule, nt põhineb peal Voronoi mosaiigid.

4. Teave rangelt punktobjektide kohta - triangulatsioonimärgid, kaevud jne. salvestatakse kindla arvu võimalike temaatiliste atribuutidega andmeagregaatides.

5. Liiniobjektid salvestatakse võrguna koos võrgu topoloogia kirjeldusega.

Seega on andmebaas keskendunud eelkõige a andmete säästlikule salvestamisele ja tõhusale töötlemisele hulknurgad(piirkonnad). Kuna iga paan on kaardistatud ainult ühe atribuudiga, jagatakse see üsna suurteks tükkideks, mis kiirendab ruudustikupõhiste numbriliste simulatsioonide jaoks tüüpilisi 1. tüüpi päringuid.

Eraldi tasub mainida kaartide sisestamist. Kaartide digiteerimine digiteerija abil annab väga suure täpsuse ja on seni levinuim meetod keskkonnauuringutes. See meetod nõuab aga palju aega ja raha. Viimase aja praktika näitab, et digiteerimise eesmärgil on mugavam kasutada skannerit. Skannerist saadud pildid digiteeritakse arvutiekraanil oleva hiirekursori abil. See meetod võimaldab teil:

Võimaldage lõppkasutajal määrata piltide digiteerimisel vajalik täpsus, kuna kõrglahutusega skanner võimaldab kuvada ekraanile digiteeritud pildist suurelt suurendatud kujutist, mis võimaldab tagada peaaegu sama täpsuse kui kaardi tegemisel. - vähendada pildi sisestamise keerukust, mis on seotud vajadusega meeles pidada, milline osa pildist on juba digiteeritud.

Keskkonnateave peaks olema üles ehitatud nii. et mõlemat oleks mugav kasutada hetkeolukorra analüüsimiseks keskkonna olukordades ning otsuste tegemiseks ja soovituste andmiseks nende otsuste elluviimiseks ratsionaalse keskkonnajuhtimise eesmärgil. Struktureeritud teave moodustab teabetoe aluse, mis on integreeriv ja koosneb järgmistest plokkidest:

Andmeplokk territooriumi loodusliku korralduse kohta, mis sisaldab teavet territooriumi mulla-geoloogiliste, hüdrokeemiliste, hüdrogeoloogiliste, taimeomaduste, kohaliku kliima kohta, samuti hinnangut maastike isepuhastumistegurite kohta;

Andmeplokk tehnogeensete voogude kohta piirkonnas, nende eritama ja kah, transiidi- ja ladestamiskeskkondadega suhtlemise olemus;

Regulatiivse teabe plokk, mis sisaldab keskkonnaalaste, keskkonnatehniliste, sanitaar- ja hügieeninõuete kogumit standardid ja samuti loodussüsteemides saastavate tööstusharude paiknemise standardid.

Need plokid moodustavad piirkondliku andmepanga raamistiku, mis on vajalik keskkonnasõbralike otsuste tegemiseks ratsionaalse keskkonnajuhtimise eesmärgil.

Kirjeldatud teabe tugiplokid, nagu märgitud, sisaldavad kümneid ja isegi sadu parameetreid. Seetõttu suureneb piirkondliku GIS-i arendamisel, kus ökosüsteemitüüpe on sadu ja isegi tuhandeid, infomassiivide mõõde järsult. Kuid pelgalt salvestatavate andmete mahu suurendamine ei tekita selliseid raskusi nagu andmete temaatilise sisu laiendamine. Kuna teavet Kuna GIS on salvestatud ühtsesse teabekeskkonda, mis eeldab otsingu- ja andmeotsinguprotsesside ühtsust, hõlmab igasugune uute temaatiliste andmete lisamine teabe ümberstruktureerimist, sealhulgas liigitamist, vastastikuse sõltuvuse, hierarhia ja erinevate komponentide parameetrite ruumi-ajalise skaala määramist. ökosüsteemid.

Varem märgiti, et keskkonnaandmebaasid on tänapäevase GIS-i aluseks ning sellised andmebaasid sisaldavad nii ruumilist kui ka temaatilist teavet. GIS-i mitmeotstarbeline eesmärk seab andmebaasi koostamise meetoditele mitmeid nõudeid Ja nende andmebaaside haldussüsteemid. Andmebaaside moodustamisel on juhtiv roll temaatilistele

kaardid Tulenevalt lahendatavate probleemide spetsiifikast ja uuritavate küsimuste detailsusele esitatavatest nõuetest põhinevad andmebaasid keskmise ja suure mõõtkavaga kaartidel ning nende temaatilisel sisul.

Erinevate keskkonnaregulatsiooni ja mullaökoloogilise prognoosimise probleemide lahendamise vajadus, sh saasteainete migratsiooni uurimine kõigis looduskeskkondades, eeldab kõigi looduskeskkonna komponentide kohta teabe kogumist ja sisestamist andmepanka. See on traditsiooniline moodsa GIS-i ehitamise viis, kus kogu teave salvestatakse eraldi kihtidena (iga kiht esindab keskkonna või selle elemendi eraldi komponenti). Sellise GIS-i aluseks on näiteks reljeefikaart [V, V. Bugrovsky et al., 19861, mille peale on ehitatud üksikute komponentide (muld, taimestik jne) kaartide süsteem. Samas ei saa üksikud komponendid anda terviklikku pilti piirkonna olemusest. Eelkõige ei anna erinevate komponentkaartide lihtne kombineerimine teadmisi piirkonna maastikustruktuuri kohta. Katsed koostada geosüsteemide kaarte või maastikukaarte kaartide üksikute osade kombineerimise teel puutuvad paratamatult kokku raskustega, et omavahel siduda ja omavahel kokku leppida üksikute kaartide kontuurid ja sisu, mis tavaliselt tehakse erinevatel põhimõtetel. Loomulikult on sellise protseduuri automatiseerimisel palju raskusi. Seetõttu GIS-struktuuris andmepankade moodustamiseks, kus ökosüsteemide ja maastike mitmekesisusel on määrav roll looduslike protsesside dünaamika uurimisel ja nähtused, GIS-i moodustamise aluseks on soovitav valida maastik territooriumi mudel, mis sisaldab ökosüsteemide ja maastike üksikute komponentide (muld, taimestik jne) plokke.

Seda lähenemist kasutati GIS-i loomisel Kiievi piirkonna territooriumil [V.S. Davydchuk, V.T. Linnik, 1989]. Sel juhul omistatakse maastiku GIS-plokile GIS-i organisatsioonis juhtiv tähtsus.

Maastikukaart täiendab mitmeid komponentkaarte (litoloogia, taimestik jne). Selle tulemusel puudub vajadus taandada komponentkaarte ühele kontuuri- ja sisupõhisele alusele ning mitmete komponentkaartide asemel sisestatakse andmepanka mõnikord vaid üks maastikukaart, mis säästab oluliselt kaardi sisestamise ettevalmistustööd. arvutisse ja kettamälu suurus digiteeritud andmete jaoks.

Maastikukaart annab ainult üldise ettekujutuse geosüsteemide ja selle komponentide struktuurist. Seetõttu kasutatakse olenevalt lahendatavate probleemide iseloomust ka muid teemakaarte, näiteks hüdroloogilisi, pinnasekaarte. Maastiku GIS-plokk selles

ikaalne struktuur, st. kogu sissetulev uus kartograafiline teave tuleb "pakendada" tuvastatud ökosüsteemi kontuuride struktuuri. See tagab erinevate komponentide kaartide järjepideva kasutamise.

Eriline koht GIS-is on digitaalsele maastikumudelile (CMM). Ta juhtub olema alus mitte ainult geodeetiliseks juhtimiseks, vaid ka kasutatavate kaartide sisu kohandamiseks, arvestades piirkonna maastikustruktuuri. Eesmärk maastik Plokk ei ole mitte ainult geosüsteemide komponendi ja ruumistruktuuri kuvamiseks, vaid ka erinevate looduslike protsesside kohta omavahel seotud teabe sõltumatu allikana. Seega on maastikukaardi alusel võimalik koostada üksikute komponentide kohta rachliku kesksed öökaardid (näiteks taimkatte mõju kaardid eooli transpordile) ja terviklikke iseloomustavaid. teatud geosüsteemide kui terviku omadused (näiteks eri tüüpi radionukliidide migratsioonivõime maastikud).

Pakutud infotoe korraldamise põhimõtted võimaldasid välja töötada ekspertmodelleerimisel põhineva kriitiliste koormuste hindamise metoodika geoformadnokih süsteemid (EM GIS) Venemaa spetsiifiliste tingimuste jaoks, kus tohutuid ruumialasid iseloomustab ebapiisav teabe küllastusaste. Kaasaegsetes arvutites rakendatud EM GIS-i kaasamine, lubatud metoodikat praktikas kvantitatiivselt rakendada. EM GIS võib töötada andmebaaside ja teadmistebaasidega, mis on seotud territooriumidega, millel on suur ruumiline heterogeensus ja teabe tugi ebakindlus. Reeglina hõlmavad sellised süsteemid uuritavate elementide rändevoogude erinevate parameetrite kvantitatiivset hindamist valitud esinduslikes võtmepiirkondades, neid vooge ja tsükleid kirjeldava algoritmi väljatöötamist ja kohandamist ning saadud mustrite ülekandmist teistesse piirkondadesse. millel on võtmevaldkondadega sarnased iseloomulikud tunnused. Selline lähenemine eeldab loomulikult piisavat kartograafilist tuge, näiteks on vaja muldkatte kaarte, geokeemilist ja hüdrogeokeemilist tsoneeringut, erineva mõõtkavaga kaarte ja graafikuid, et hinnata ökosüsteemide bioproduktiivsust, stabiilsust, isepuhastumisvõimet jne. Nende ja teiste kaartide ning võtmevaldkondades genereeritud andmebaaside põhjal ning ekspertmodelleerivaid geoinfosüsteeme kasutades on võimalik õige tõlgendus ka teiste vähem uuritud piirkondade puhul. Selline lähenemine on kõige realistlikum Venemaa spetsiifiliste tingimuste jaoks, kus reeglina on võtmepiirkondades läbi viidud üksikasjalikud ökosüsteemiuuringud ja suuri ruumialasid iseloomustab ebapiisav teabeküllastus.

Internetis leiduv teave võimaldab üsna objektiivselt hinnata ökoloogia valdkonna GIS-rakenduste hetkeseisu. Paljud näited on toodud Venemaa GIS Assotsiatsiooni, ettevõtte DATA+ ja paljudel Lääne ülikoolide veebisaitidel. Allpool on välja toodud peamised GIS-tehnoloogiate kasutusvaldkonnad keskkonnaprobleemide lahendamisel.

Elupaikade halvenemine. GIS-i on edukalt kasutatud peamiste keskkonnaparameetrite kaartide koostamiseks. Tulevikus, kui saadakse uusi andmeid, kasutatakse neid kaarte taimestiku ja loomastiku lagunemise ulatuse ja määra kindlakstegemiseks. Kui need sisestatakse kaugseireandmetest, eriti satelliidiandmetest, ja tavapärastest välivaatlustest, saab neid kasutada kohalike ja suuremahuliste inimtekkeliste mõjude jälgimiseks. Andmed inimtekkeliste koormuste kohta on soovitatav katta territoriaalsete tsoneeringukaartidega, kus on esile tõstetud keskkonna seisukohast erilist huvi pakkuvad alad, näiteks pargid, kaitsealad ja looduskaitsealad. Looduskeskkonna seisundit ja lagunemise kiirust saab hinnata ka kaardi kõikidel kihtidel tuvastatud katsealade abil.

Reostus. GIS-i abil on mugav modelleerida punkt- ja mittepunkt- (ruumilistest) allikatest lähtuva saaste mõju ja levikut maapinnal, atmosfääris ja piki hüdroloogilist võrgustikku. Mudelarvutuste tulemusi saab kanda looduskaartidele, näiteks taimestikukaartidele või elamualade ja antud ala kaartidele. Tänu sellele on võimalik kiiresti hinnata selliste äärmuslike olukordade, nagu naftareostus ja muud kahjulikud ained, vahetuid ja tulevasi tagajärgi ning püsivate punkt- ja alareostusainete mõju.

Kaitsealad. Teine levinud GIS-i rakendus on kaitsealade, näiteks ulukikaitsealade, looduskaitsealade ja rahvusparkide andmete kogumine ja haldamine. Kaitsealadel on võimalik teostada väärtuslike ja haruldaste loomaliikide taimekoosluste täielikku ruumilist seiret, määrata inimtekkeliste sekkumiste (nt turism, teede või elektriliinide rajamine) mõju ning kavandada ja rakendada keskkonnakaitsemeetmeid. Samuti on võimalik täita mitme kasutajaga ülesandeid – reguleerida kariloomade karjatamist ja ennustada maa tootlikkust. Neid GIS-i probleeme lahendatakse teaduslikul alusel, s.t. valitakse lahendused, mis annavad miinimumi

mõju loodusele, õhu, veekogude ja pinnase nõutava puhtuse taseme säilitamine, eriti turistide poolt sageli külastatavates piirkondades.

Kaitsmata alad. Piirkondlikud ja kohalikud valitsemisstruktuurid kasutavad laialdaselt GIS-i võimalusi, et leida optimaalseid lahendusi maaressursside jaotamise ja kontrollitud kasutamisega seotud probleemidele ning maaomanike ja maa rentnike vaheliste konfliktsituatsioonide lahendamisele. Kasulik ja sageli ka vajalik on võrrelda maakasutusalade praegusi piire maa tsoneeringu ja nende kasutamise pikaajaliste plaanidega. GIS annab ka võimaluse võrrelda maakasutuse piire looduse nõuetega. Näiteks võib teatud juhtudel olla vajalik reserveerida metsloomadele rändekoridore läbi looduskaitsealade või rahvusparkide vaheliste väljaarendatud alade. Pidev maakasutuse piiride andmete kogumine ja uuendamine võib olla suureks abiks keskkonnakaitsemeetmete, sh haldus- ja seadusandlike meetmete väljatöötamisel, nende rakendamise jälgimisel ning kehtivates seadustes ja määrustes õigeaegsel muudatuste ja täienduste tegemisel lähtudes põhilistest teaduslikest keskkonnapõhimõtetest ja -kontseptsioonidest.

Elupaikade taastamine. jugapuu on tõhus vahend elupaiga kui terviku, üksikute taime- ja loomaliikide ruumilises ja ajalises aspektis uurimiseks. Kui on kehtestatud konkreetsed keskkonnaparameetrid, mis on vajalikud näiteks mis tahes liiki looma olemasoluks, sealhulgas karjamaade ja pesitsusalade olemasolu, sobivad söödavarude liigid ja varud, veeallikad, looduskeskkonna puhtuse nõuded, siis aitab GIS kiiresti leida sobiva parameetrite kombinatsiooniga piirkondi, mille piires on antud liigi populatsiooni eksisteerimise või taastumise tingimused optimaalse lähedased. Ümberasustatud liigi uude piirkonda kohanemise etapis on GIS tõhus võetud meetmete vahetute ja pikaajaliste tagajärgede jälgimiseks, nende edu hindamiseks, probleemide tuvastamiseks ja nende ületamiseks viiside leidmiseks.

Interdistsiplinaarsed uuringud (ökoloogia ja meditsiin/demograafia/klimatoloogia). GIS-i terviklik funktsionaalsus avaldub kõige selgemini ja soodustab ühiste interdistsiplinaarsete uuringute edukat läbiviimist. Need pakuvad mis tahes tüüpi andmete kombinatsiooni ja ülekatteid, nii et neid saab kaardil kuvada. Sellised uuringud hõlmavad näiteks järgmist: rahvastiku tervise ja erinevate (looduslike, demograafiliste, majanduslike) tegurite vaheliste seoste analüüs; keskkonnaparameetrite mõju kvantitatiivne hindamine kohalike ja piirkondlike ökosüsteemide ja nende komponentide seisundile; maaomanike sissetulekute määramine sõltuvalt valitsevatest pinnasetüüpidest, kliimatingimustest, kaugusest linnadest jne; haruldaste ja ohustatud taimeliikide levikualade arvu ja tiheduse väljaselgitamine sõltuvalt ala kõrgusest, kaldenurgast ja nõlvade avatusest.

Keskkonnaharidus. Kuna GIS-i abil paberkaartide loomine on oluliselt lihtsustatud ja odavam, on võimalik saada väga erinevaid keskkonnakaarte, mis laiendab keskkonnahariduslike programmide ja kursuste ulatust ja ulatust. Kartograafiliste toodete kopeerimise ja valmistamise lihtsuse tõttu saavad seda kasutada peaaegu kõik teadlased, õpetajad või õpilased. Veelgi enam, aluskaartide vormingu ja paigutuse standardiseerimine on aluseks õpilaste andmete kogumisele ja kuvamisele, õppeasutuste vahelisele andmevahetusele ning ühtse andmekogu loomisele üle regioonide ja riigi mastaabis. Maaomanikele saate koostada spetsiaalsed kaardid, et tutvustada neid kavandatavate keskkonnameetmete, skeemidega puhver alale tekkivad tsoonid ja ökoloogilised koridorid, mis võivad mõjutada nende maatükke,

Ökoturism. Võimalus kiiresti luua atraktiivseid, värvilisi ja V Samal ajal muudavad kvaliteetsed professionaalselt valmistatud kaardid GIS-ist ideaalseks tööriistaks reklaam- ja ülevaatematerjalide loomiseks, et avalikkust kiiresti kaasata. arenevökoturismi valdkond. Nn ökoturistide iseloomulik tunnus on sügav huvi üksikasjaliku teabe vastu antud piirkonna või riigi looduslike iseärasuste, looduses toimuvate ökoloogiaga seotud protsesside kohta laiemas mõttes. Selle üsna suure inimrühma seas on väga populaarsed GIS-i abil loodud teaduslikud ja hariduslikud kaardid, mis kujutavad taimekoosluste levikut, üksikuid looma- ja linnuliike, endeemilisi alasid jne. Selline teave võib olla kasulik keskkonnahariduse eesmärgil või reisibüroodele, et saada lisaraha projektifondidest ja riiklikest programmidest, mis soodustavad reiside ja ekskursioonide arendamist.

Järelevalve. Keskkonnakaitsealase tegevuse laienedes ja süvenedes on üheks peamiseks GIS-i rakendusvaldkonnaks kohalikul ja regionaalsel tasandil tehtavate tegevuste tagajärgede jälgimine. Uuendatud teabe allikad võivad olla maapinna uuringute või kaugvaatluste tulemused. GIS-i kasutamine on efektiivne ka kohalike ja sissetoodud liikide elutingimuste jälgimisel, põhjus-tagajärje ahelate ja seoste väljaselgitamisel, keskkonnameetmete soodsate ja ebasoodsate tagajärgede hindamisel ökosüsteemile tervikuna ja selle üksikutele komponentidele, operatiivsed otsused nende parandamiseks sõltuvalt välistest tingimustest.

Nüüd pöördume konkreetsete GIS-tehnoloogiaid kasutavate keskkonnaprojektide poole. Kõik allolevad näited on võetud veebiülevaadetest, konverentsikogumikest ja muudest väljaannetest.

Venemaa naftajuhtme keskkonnaseire ja kontroll - Hiina(S. G. Korey, E. O. Chubai RAO ROSNEFTEGAZSTROY). Nagu autorid õigesti märkisid, kaasneb torujuhtme rajamisega mõju keskkonnaseisundile, taimestikule ja loomastikule, kuid kirjaoskaja ning ratsionaalne lähenemine marsruutimisele ja ehitamisele endale muutaökosüsteeme saab minimeerida. Säästva disaini põhiaspekt naftajuhe seisneb geosüsteemidele avalduva mõju leevendamises ja spetsiaalsete tehniliste võtete kasutamises nende seisundi teatud osas stabiliseerimiseks vastuvõetav tasemel. Korrektselt teostatud uuringute, piisava ruumiandmete andmebaasi, pädevate inseneri- ja geoloogiliste prognooside ning GIS-tehnoloogiaid kasutavate tööde hea korralduse ja teostamisega saab negatiivseid nähtusi minimeerida. Seetõttu on oluline läbi viia kõik keskkonnauuringute, prognooside ja seire etapid.

Teatavasti kasutatakse GIS-tehnoloogiaid ruumiandmete mitmetasandiliste teabeandmebaaside koostamise probleemide lahendamiseks, mis võimaldavad tõhusal ja visuaalsel viisil juurdepääsu kogu ressursside kompleksile. See võimaldab üldistada teavet naftajuhtmete haldamise, selle inventuuri ning seisundi ja ressursi jälgimise probleemide edukaks lahendamiseks. Lisaks on GIS osutunud väga tõhusaks mitmesuguste tööprobleemide lahendamisel naftajuhtme käitamise ajal, sealhulgas hädaolukordades. Sellest lähtuvalt viidi juba Venemaa-Hiina naftajuhtme projekteerimise esimestel etappidel läbi GIS-analüüs, mis võimaldas mõista teograafiliste andmete ja objektide mustreid ja omavahelisi seoseid. Analüüsi tulemused võimaldavad saada ülevaate antud kohas toimuvast, koordineerida tegevusi ja valida parima lahenduse. GIS-i ja kaugseireandmete kombineeritud kasutamine suurendab järsult õnnetuste kõrvaldamisele ja nende tagajärgede minimeerimisele suunatud otsuste tõhusust ja kvaliteeti.

Projekteeritud naftajuhtme keskkonnamõju hindamiseks tehtud uuringud hõlmasid järgmisi etappe:

Territooriumi seisundi analüüs, mida kavandatav tegevus võib mõjutada;

Võimalike keskkonnamõjude tuvastamine;

Keskkonnamõjude hindamine;

Negatiivset mõju vähendavate, leevendavate või ennetavate meetmete kindlaksmääramine;

Keskkonna jääkmõjude ja nende tagajärgede olulisuse hindamine;

Keskkonnaseire ja -kontrolli programmi väljatöötamine kavandatud tegevuste elluviimise kõikides etappides.

Venemaa-Hiina naftajuhtme keskkonnaseisundi hindamiseks viidi läbi mitmepoolne analüüs teavet. Suuremahuliste keerukate ehitustööde edukaks teostamiseks on välja töötatud keskkonnaseire süsteem looduskeskkonna suhtes kehtestatud seadusandlike piirangute tingimustes.

Looduslik seiresüsteem sisaldab teavet ökosüsteemi hetkeseisu kohta ja suhtleb ennustava modelleerimissüsteemiga Sest erinevate stsenaariumide hindamine naftatorustiku rajamiseks, et saavutada ökonoomsem lahendus, arvestades keskkonnakriteeriume.

Arvestades, et regionaalse keskkonna-GIS töö aluseks on digitaalne kõrgusmudel (DEM), DEM-i ehitamisel võeti arvesse peamisi geograafilisi mustreid, lisaks kontuurjoontele ja kõrgusmärkidele võeti arvesse jõgesid, väikejärvi, suurte järvede batümeetriat, veepiiri märke jms.

GIS-i kasutav töö naftajuhtme töö käigus tekkida võivate tegelike ja hüpoteetiliste olukordade analüüsimiseks viidi läbi, kasutades ArcVicw Spatial Analyst ja 3D Analyst funktsioone. Ehitatud valgalade DEM-ide alusel määrati vooluveekogude suunad ning arvutati välja avarii korral tekkiva naftareostuse pikkus, pindala ja maht. See võimaldas kohandada naftajuhtme trassi nii, et see läheks mööda kõige haavatavamatest piirkondadest. Kõrge eraldusvõimega DEM-i ja mitmete temaatiliste kihtide põhjal ehitati matemaatiline maastikumudel (MTM). Selle abil saate automaatselt tuvastada veekogud iga pinnapealse punkti jaoks, arvutada üleujutusvööndid (reostus õlireostuse korral), reostuse leviku ulatus, võttes arvesse pinnase katet, taimestikku, mulla granulomeetrilist koostist, temperatuuri parameetrid (õhk ja pinnas) ning sademete olemasolu hädaolukorras, lumikatte hulk jne. Selline lähenemine marsruudi valikule võimaldab minimeerida riske ja oluliselt vähendada võimalike inimtegevusest tingitud katastroofide negatiivsete tagajärgede ulatust piirkonnas. Arvestades piirkonna kõrget seismilisust, on selline lähenemine praktiliselt ainuvõimalik.

GIS V otsus Koola poolsaare kiirgusprobleemid . Nagu autorid õigesti märkisid, on piirkonna kiirgusohu hindamiseks vajalik kiirgusohtlike objektide (RHO) olemasoleva teabe ja omaduste kvalitatiivne analüüs. Kaasaegsed meetodid ruumiliselt hajutatud andmekogumitega, eelkõige GIS-iga töötamiseks, võivad aidata probleemi lahendada. ROO-des tekkivate tegelike ja hüpoteetiliste olukordade analüüsimiseks on GIS-i abil tehtud tööd juba mitu aastat, sealhulgas meie riigis. Venemaa Teaduste Akadeemia Koola Teaduskeskuses ja eelkõige KSC RASi Seieri Tööstusökoloogia Instituudis uuritakse Koola poolsaare ja piirkonna kiirgusprobleemide keskkonnaaspekte. Põhilineülesanded on järgmised:

GIS-i abil muuta regionaalse keskkonnakaitse avaandmed visuaalsemaks ja veenvamaks ning probleem arusaadavamaks;

Suurendada sidusrühmade juurdepääsu nendele andmetele;

Tuginedes radioaktiivsete objektide hädaolukordade arvutimodelleerimise ja territooriumide kiirgusohu GIS analüüsi tulemustele hukata vastavate elektrooniliste kaartide koostamine;

Soodustada ühise keele, suhtlusliidese loomist kodumaistele ja rahvusvahelistele huvigruppidele kõigil tasanditel, eesmärgiga probleemi produktiivselt arutada ning selle lahendamiseks vahendeid ja viise otsida.

Praeguseks on välja töötatud piirkonna GIS-i struktuur ja mõned esialgsed plokid, mis vastavad käsitletavatele probleemidele. Arenduse põhieesmärk on luua GIS-tehnoloogial põhinev infomoodul, et:

Süstematiseerida ja struktureerida teavet piirkondlike haridusorganisatsioonide kohta;

Analüüsida piirkonna kiirgusprobleeme;

Koostada lähteandmed radionukliidide atmosfääriülekande matemaatiliseks modelleerimiseks ja riskide hindamiseks piirkondades, kus asuvad tuumaelektrijaamad (TEJ).

Selle rakendusvaldkondade hulka kuuluvad; piirkondlikud kiirgusseiresüsteemid ja automatiseeritud süsteemid (kohalikud, piirkondlikud), et toetada otsuste tegemist tuumarajatiste õnnetuse korral.

Teabe tugi:

piirkonna keskkonnakaitse ettevõtted ja organisatsioonid;

Uurimisprojektid ning projekteerimis- ja mõõdistustööd;

Riiklikud järelevalveasutused ja erakorralise meditsiini osakonnad.

GIS-andmebaas sisaldab funktsioone, mis on rühmitatud mitmesse kihti. Esimeses etapis valiti välja need objektid ja ulatuses, mida pakkusid avatud teabeallikad: tuumaelektrijaamad, uppunud laevad tahkete radioaktiivsete jäätmetega, tuumareaktorite üleujutuskohad, tuumaplahvatuste kohad, tuumaintsidentide kohad. allveelaevad, kosmoselaevade stardipaigad piirkonnas (kosmodroomid). Andmebaaside allikateave saadi avaldatud allikatest ja Interneti-otsingutest. GIS projekteerimisrobotis kasutati järgmisi ESRI, Tps tooteid:

- Arclnfo- kihiliste kaartide loomiseks (sisseehitatud maailmakaardiga V Robinsoni projektsioonid kartograafilise alusena);

AML keel - andmebaasi liidese arendamiseks;

ArcExplorer I.I - kaartide esitamiseks personaalarvutis.

Allpool on valitud objektide lühikirjeldused.

Tuumaelektrijaama reaktorid. Tuumaelektrijaama elektriplokkide GIS-andmebaas sisaldab andmeid 12 jaama 21 ploki kohta, sealhulgas Bilibino TEJ ja Norilski eksperimentaalreaktor.

Arendatava GIS-i esialgne versioon on hetkel konstrueerimisel kiirgusohtlike objektide lokaalse teabe- ja referentsmoodulina. Perspektiivsem on GIS-i kasutamine piirkondlikes automatiseeritud süsteemides kiirgusolukorra jälgimiseks ja kiirgusõnnetuste korral otsustamise tugisüsteemides. Põhja Tööstusökoloogia Probleemide Instituut kasutab praegu GIS-tehnoloogia üksikuid rakendusi, et luua kohalik automatiseeritud süsteem kiirgusolukorra jälgimiseks Koola tuumaelektrijaamas.

GIS-i kasutatakse järjest enam piirkonna kiirgusohu analüüsimiseks. See on tingitud asjaolust, et kasutatavad mudelid peavad arvestama oluliste ruumiliselt jaotunud parameetrite suurte massiividega. Matemaatilise modelleerimise ühendamine GIS-iga eeldab kas standardse liidese loomist mudelite ja GIS-i vahel või matemaatiliste mudelite väljatöötamist GIS-tehnoloogia raames. Arclnfos (alates versioonist 7.1.2) juurutatud avatud rakenduste arenduskeskkond (ODE) võimaldab kombineerida Arclnfo ja teiste rakendusprogrammide funktsionaalsust spetsiaalselt loodud liideste kaudu, kasutades standardseid programmeerimiskeskkondi. ODE on võimaldanud kaasata paljusid rakendusi GIS-tehnoloogia ruumi. Tooteperekonnas ESRI Kõnealuse klassi jaoks on vaja ka teisi mooduleid ülesandeid. TO Nende hulka kuuluvad ruumiandmete serverid, Interneti/Interneti kaardiserverid, moodul kaartide ja GIS-funktsioonide manustamiseks teie enda rakendustesse ning moodulid looduskeskkonna modelleerimiseks.

Autorite hinnangul aitab GIS-i kasutamine edukalt alustada kiirgusohtlike objektide ja piirkonna enda territooriumi inventeerimise, arvestuse ja seisukorra jälgimise ning sellega seotud olukordade matemaatilise modelleerimise probleemide lahendamist.

Keskkonna GIS ja keskkonnaseire süsteem Jamalo-Neenetsi autonoomses ringkonnas (O. Rozanov, keskkonnaseire osakond osariik komisjon turvalisus Jamali-Neenetsi autonoomse ringkonna keskkond). Piirkondlik GIS põhines elektroonilisel mõõtkavas kaardil I: 200 000, digiteeritud Arclnfo süsteemis V Gauss-Krugsri projektsioon Krasovski ellipsoidil 1942. aasta ristkülikukujulises koordinaatsüsteemis, mille järel hinnati digiteerimise täpsust, mis kinnitas meetrika informatsiooni vastavust algsete kartograafiliste materjalide täpsusele. Kaardikihtide arv ja nende küllastus vastab täielikult igale kaardi väljaandele. GIS-i arenedes täiendati kaarti maardlate, litsentsialade, erikaitsealade (pühapaigad, looduskaitsealad) ja infrastruktuuriga. Seda teavet koguti ja kogutakse siiani erinevatest allikatest ning tõlgitakse Arclnfo kajastustesse. Viimane teave kaartide teema uuendamise kohta saadi osakonnas satelliidilt Resurs-01. Saadud info töötlemise esimene etapp seisneb pildi vaatamises, georefereerimises orbitaalelementide järgi, kasulike fragmentide väljalõikamises, georeferentsi korrigeerimises viitega. punktid pildil, salvestades valitud fragmendid ja eksportides lähtevormidesse. Pilditöötluse teine ​​etapp on temaatilise dekodeerimise protsess. Praktilised oskused omandati Purovski rajooni välitingimustes Pogranitšnoje ja Võnaggurovski põldudel. Pilditöötlustööd teostati Maplnfo tarkvaratoote abil. Esimesed tulemused rasterkujutistega Maplnfos töötamisel näitasid efektiivsust ja piisavat lihtsust pildil esiletõstetud objektide (üleujutusalad, põlenud alad jne) perimeetri ja alade määramisel, samuti teatud reljeefi ja inimese alade joonistamisel. -tekitanud häireid, mis pakuvad erilist huvi reguleerimisteenustele. Siinkohal töö Maplnfos lõppes. Siis algasid probleemid

piltide teisendamine Gauss-Krugeri projektsiooniks ja selle eksportimine ArcView süsteemi vektorkaardiga töötamiseks. Veidi abi piltide teisendamiseks saadi ITC-s välja töötatud programmiga Image Transformer töötades Scanex, ArcView pildianalüüsi (ERDAS) mooduli ilmumisega on töö aga oluliselt kiirenenud.

Salehardi linna ökoloogilise GIS-i aluseks oli elektrooniline kaart mõõtkavas 1:10 000, mida täiendasid digiteerivad tahvelarvutid mõõtkavas 1:2000. Salekhardi linna kaardi temaatiliste kihtide koostamisel kasutati viimast kasutati andmeid linna arengu kohta, mis kõige sagedamini esitati eskiiside, plaanide ja tahvlite kujul. ArcView pildianalüüsi moodulit kasutati edukalt skaneeritud piltide teisendamiseks ja linkimiseks kaardi katvusteks. Seda moodulit testiti ka Obi jõe üleujutusperioodi satelliidipildi rasterpildi kombineerimiseks vektorkaardiga mõõtkavas 1:200000. Tänu mooduli edukale ühilduvusele Arc View G1S süsteemiga saadi positiivseid tulemusi piltide põhjal temaatiliste digikaartide loomisel ja nende uuendamisel. Nii digiteeriti aerofotograafia materjalid, mis sisaldasid teavet inimtekkeliste häiringute kohta väljaspool Salekhardi linna halduspiire. Need on väljatöötamisel V praegused ja vanad korrastamata karjäärid, pinnase ladustamisalad, registreerimata pinnasteed ja -rajad. Võrdlusteabe kasutamine maastiku teisendatud ala kohta võimaldas oluliselt parandada geomeetrilise teisenduse täpsust ilma pildi pikslite heleduse täiendava interpoleerimiseta.

Osakonnas tehtav töö vastuvõetud satelliidiinfo kasutamisel piirkonna GIS-is pakub praktilist huvi nii komitee kontrollteenistustele kui ka teistele huvitatud struktuuridele. Põhjamere jää- ja meteoroloogiliste tingimuste osas on plaanis teha ühistööd hüdrometeoroloogiateenistuse ja navigatsiooniteenistustega.

Kaug-Põhja ilmastikutingimuste muutlikkuse, kiiresti muutuvate arktiliste tsüklonite ja sellest tulenevalt vähese arvu selgete päevade ning optiliste kujutiste vastuvõtmise ebaotstarbekuse tõttu aasta pimedatel kuudel on satelliitidelt saadud andmed külg- otsivad radarid (SAR), nagu TRS ja RADARSAT. Ja võimsa kaugseire andmetöötlussüsteemi ERDAS Imagine tulek võimaldab Jamali-Neenetsi autonoomse ringkonna riikliku keskkonnakaitsekomitee keskkonnaseire osakonnal algatada ringkonnas kaugseiremeetodite laialdase kasutamise.

Ökoloogia valdkonna juhtimisotsuste tegemise süsteem GIS-tehnoloogiate abil(KOOS. JA, Kozlov, Nižni Novgorodi piirkonna administratsiooni keskkonnaohutuse keskus). Autor on sõnastanud piirkondliku info- ja analüütilise süsteemi ees seisvad peamised ülesanded juhtimisotsuste tegemise toetamiseks piirkonna keskkonnaohutuse tagamise valdkonnas:

Tervikliku keskkonnaseisundi info koostamine, majandustegevuse tõenäoliste tagajärgede prognoosid ja soovitused piirkonna turvaliseks arenguks võimaluste valikuks;

Keskkonnas toimuvate protsesside simulatsioonimodelleerimine, võttes arvesse olemasolevaid inimtekkelise koormuse tasemeid ning juhtimisotsuste võimalikke tagajärgi ja võimalikke hädaolukordi;

Kogunemine teavet aja trendide järgi parameetrid keskkond keskkonna prognoosimise eesmärgil;

Ravi Ja kohalike tulemuste kogumine andmebaasidesse Ja kaugseire, kosmosepiltide andmed ja loodusobjektide tuvastamine, paljastatud suurim inimtekkeline mõju;

Keskkonnaseisundi infovahetus (andmete import ja eksport) muu taseme keskkonnainfosüsteemidega;

Teabe väljastamine keskkonnamõju hindamise ja mõju hindamise menetluste käigus peal keskkond (KMH);

Nõutava teabe esitamine FOR keskkonnaalaste õigusaktide täitmise jälgimine, keskkonnahariduse jaoks, meedia jaoks.

Erinevate keskkonnaprojektide elluviimisel Ja Regionaalhalduse keskkonnateenistus eeldab oma teabetoetuseks erinevates organisatsioonides kasutatavate vahetusformaatide olemasolu ning klassifikaatorite, olemasoleva keskkonna- ja seonduva teabe koordineerimist. Seda tööd koordineerib Keskkonnaohutuse Keskus (CES), mis loodi 1995. aastal Nižni Novgorodi oblasti administratsiooni keskkonnateenistuse osana eesmärgiga kasutada automatiseeritud keskkonnaseiresüsteemi, tutvustades GIS-tehnoloogiaid keskkonnategevuses. piirkonna organisatsioonid ning infotugi piirkonna keskkonnaohutuse tagamise probleemi lahendamiseks.

Praegu on esialgsete andmete kogumise protsess lõpule viidud, moodustatud on enamik temaatilisi kihte ja GIS töötab Nižni Novgorodi piirkonna administratsiooni võrgus režiimis "hotline". Töö aga 370 säilitamiseks

Info aktuaalsus ja uute temaatiliste kihtide teke on pidev. Digiteeritud materjalid, kui need on kokkulepitud kujul valmis, esitatakse elektroonilisel andmekandjal keskkonnaohutuskeskusele süstematiseerimiseks ning töödeldud kujul esitatakse keskkonnateenistusüksustele ja teistele organisatsioonidele. Olemasolevad ja loodud kihid kajastavad peaaegu kõiki keskkonnaohutusega seotud aspekte. Illustreerimiseks võib eristada järgmisi suuri kihtide plokke (hetkel on GIS-i osana loodud üle 350 temaatilise kihi).

1. Topograafiline alus, s.o. kihid, mis sisaldavad teavet territooriumi geograafilise asukoha, looduslike tingimuste, reljeefi jms kohta. Selle ploki aluseks on Verkhne-Volzhsky AGP koostatud topograafiline kaart mõõtkavas 1: 1 000 000 ja piirkonna suurimate linnade suuremahulised kaardid. Mitmete probleemide lahendamiseks on vaja suuremas mõõtkavas kaarte, sellega seoses käib praegu aktiivne töö, et kogu piirkonna territooriumil minna üle mõõtkavadele 1:500 000 ja I: 200 000.

2. andmed heiteallikate ja heiteallikate kohta; paigutus jäätmed. Sellesse rühma kuuluvad loodusvarade kasutajate teabe ja statistiliste aruandlusvormide põhjal loodud kihid. GIS-tehnoloogiad võimaldavad analüüsida nende arvukate allikate põhjustatud reostust konkreetsete loodusobjektide või nende osade (näiteks üksikute jõgede lõikude) suhtes.

3. Teave kõrgendatud ohu allikate ja keskkonnariski objektide kohta. Selle ploki kihtide koostis sõltub konkreetse piirkonna eripärast ja konkreetsete objektide kohta saadaoleva teabe hulgast.

4. Teave inseneri- ja transpordiinfrastruktuuri kohta. Sellesse rühma kuuluvad kihid on sageli huvitavad mitte üksi, vaid koos teabega karstinähtuste, üleujutuste ja muude loodusnähtuste kohta, mis võivad viia hädaolukorrani,

5. Teave keskkonnasaaste leviku, dünaamika ja tasemete kohta. See plokk sisaldab kõige varieeruvamaid kihte, mis sisaldavad keskkonnaseire andmeid ühepäevase uuendusperioodiga. Nende andmete põhjal toimub põhiline analüütiline töö. Just need kihid, olles kattuvad teiste kihtidega ja pikaajaliste taustaseire andmetega, võimaldavad kõige täpsemalt ja kiiremini hinnata piirkonna keskkonnaolukorda.

6. Kiirgusolukord. Nendest kihtidest pärinev teave võimaldab hinnata kiirgusolukorda nii tervikuna kui ka üksikutes piirkondades.

7. Sanitaar- ja epidemioloogiline olukord ning haigestumuse jaotus piirkonnas. Nende andmete ruumiline analüüs, kehtestatud operatiivseireteabe kohta, võimaldab mõnel juhul mitte ainult näha seoseid, vaid ka ennustada sündmuste võimalikku arengut.

8. Loomastik ja taimestik, elurikkus, erikaitsealused loodusalad. Nende kihtide komplekt loodi koostöös keskkonnakeskusega Dront.

9. Aluspõhja ja geoloogilised teadmised. Kihid loodi Loodusvarade Ministeeriumi territoriaalorganite tellimusel.

Tuleb märkida, et keskkonnateenistuse GIS on jõudnud lähedale hetkele, mil info kvantiteet muutub kvaliteediks, mis omakorda võib kaasa tuua varjatud, kodeeritud avaldumise. V vormi ruumiline suhtesuhted.

Lisaks lühidalt kirjeldatud projektidele on Internetis palju ühe või teise kraadiga seotud saite Koos GIS-i rakendamine keskkonnaprobleemidele. Näiteid GIS-tehnoloogiate kasutamisest ökoloogias leiate saidi arvukatelt linkidelt www.csri.com. sealhulgas ESRI, Inc. aastakonverentside toimetistes.

Kursus annab põhjaliku ülevaate ArcGIS tarkvaratööriistadest, mis on kohandatud keskkonnajuhtimisettevõtete vajadustele.

Pange tähele, et selle kursuse koolituse eripära tõttu kombineeritud gruppe ei treenita. Kursusel osalejad peavad olema sama organisatsiooni või valdkonna töötajad.

Koolitus on suunatud geograafiliste infotehnoloogiate arendamiseks; oskuste omandamine ettevõtte GIS-i arendamiseks ja hooldamiseks; keskkonnaobjektide seisundi kontrolli ja analüüsiga seotud probleemide lahendamine; loodusvara kasutajate tegevuse hindamine; võimalike rikkujate tuvastamine; komplekssete loodusobjektide seisundi terviknäitajate arvutamine ja keskkonnaolukorra prognoosimine. Praktilised harjutused esitatakse mitmete konkreetsete ülesannete vormis, mille lahendamine eeldab ruumianalüüsi põhimeetodite tundmist.

Kursuse ainulaadsus seisneb selles, et seda rakendatakse Venemaa kartograafiapõhimõtteid kasutades ning see on üles ehitatud tegelike andmete ja praeguste regulatiivsete dokumentide ja standardite alusel välja töötatud meetodite alusel.

Õppevorm- täistööajaga, tootmispausiga.

Kursuse õpetajad

Õppekava

Ei.	Sektsioonide nimed	Tunnid kokku	Kaasa arvatud
			Loengud	Praktilised ja laboratoorsed tunnid	kontrolli vorm
	Sissejuhatus GIS-i ruumianalüüsi põhimõistetesse				Temaatiline kaart
	Projekti loomine GIS-is. Põhiandmetüübid				Temaatiline kaart
	Objektide asukohtade ruumiline viide, kaardiprojektsioonid				Temaatiline kaart
	Andmete kuvamine. Kihisümbololoogia, kvalitatiivsete ja kvantitatiivsete väärtuste kuvamine				Temaatiline kaart
	Looge silte ja märkusi				Temaatiline kaart
	Ruumi- ja atribuuditeabe seos. Päringud ja valikud				Temaatiline kaart
	Ruumi- ja atribuutandmete redigeerimine				Temaatiline kaart
	Kartograafia põhimõisted, kartograafilise kujunduse küsimused. Paigutuse loomine				Temaatiline kaart
	Ruumianalüüsi ja geotöötluse funktsioonid				Temaatiline kaart
	GIS-keskkonnas keskkonnamõju hindamise süsteemi ehitamise kontseptsioon. GIS-projekti loomise eesmärgid, komponendid, etapid				Temaatiline kaart
	Keskkonna geoandmebaasi arendamine ja täiendamine				Temaatiline kaart
	Seire GIS-põhiselt. Ülesanded, tööriistad, taotlused				Temaatiline kaart
	Veereostuse dünaamika uurimine kontrollkohtades. Normaliseeritud karakteristikute konstrueerimine				Temaatiline kaart
	Veekasutajate tegevuse hindamine ja keskkonnakoormuse reguleerimine				Temaatiline kaart
	Hüdroehitiste seisukorra arvestus ja analüüs				Temaatiline kaart
	Veekasutajate tegevuse juhtimine litsentsilepingute kontrolli alusel				Temaatiline kaart
	Mudelid õhu- ja veekeskkonna kvaliteedi prognoosimiseks.				Temaatiline kaart
	Veereostuse ruumiline modelleerimine Geostatistical Analyst mooduli abil				Temaatiline kaart
	Keeruliste loodusobjektide seisundi terviklik hindamine heterogeensetel andmetel				Temaatiline kaart
	Loodusobjektide hindamise ja haldamise hajutatud süsteemi ehitamine GIS-i alusel, analüüsi tulemuste dokumenteerimine				Temaatiline kaart
	Kursuse kujundamine				Temaatiline kaart
Kokku:

Kontaktinfo

	Esmasp. - reede kella 10.00-17.00
	197376, Venemaa, Peterburi, st. Professor Popova, hoone 5, bldg. D, tuba D402
	+7 812 346-28-18, +7 812 346-45-21
	+7 812 346-45-21
	[e-postiga kaitstud]