Sissejuhatus
Infosüsteemid
GIS tarkvara
Geograafilised infosüsteemid ökoloogias
MEMOS projekt
Bibliograafia
Sissejuhatus
Infotehnoloogia eesmärk on eelkõige säästa ressursse, otsides ja kasutades teavet inimtegevuse tõhustamiseks. Praegu tehakse keskkonnakaitsealaseid uuringuid kõikides teaduse ja tehnoloogia valdkondades erinevate organisatsioonide poolt ja erinevatel tasanditel, sealhulgas riigi tasandil. Nendest uuringutest saadud teave on aga väga hajutatud.
Suured kogused keskkonnateavet, pikaajalisi vaatlusandmeid ja uusimaid arenguid on erinevates infobaasides laiali või koguni paberkandjal arhiivides, mis mitte ainult ei raskenda nende otsimist ja kasutamist, vaid tekitab ka kahtlusi andmete usaldusväärsuses. ning eelarvest, välisvahenditest või äristruktuuridest keskkonnale eraldatud vahendite efektiivne kasutamine.
Teine punkt, mis määrab informatiseerimise vajaduse, on keskkonna tegeliku seisundi pidev jälgimine, maksude tasumine ja keskkonnameetmete rakendamine. Vajadus kontrolli järele tekkis saastetasude kehtestamisega juba 1992. aastal, kui avastati sellised probleemid nagu inflatsioonist tingitud maksete ümberindekseerimine, õhusaaste eest maksmata jätmine ja keskkonnamaksetest kõrvalehoidmine, mille põhjuseks oli saastetasude puudumine. vajalik tehniline baas seaduste täitmise õigeaegseks jälgimiseks.
Tänu automatiseeritud seiresüsteemidele muutub kontroll keskkonnategevuse üle tõhusamaks, kuna pidev seire võimaldab mitte ainult jälgida seaduse nõuetekohast rakendamist, vaid ka teha selles muudatusi vastavalt tegelikele keskkonna- ja sotsiaalmajanduslikele tingimustele. .
Kahe aastatuhande vahetusel teravnes inimühiskonna ja keskkonna suhete probleem. Viimastel aastakümnetel on suurenenud inimeste põhjustatud ja looduse kaitsvast reaktsioonist tulenevate suurte keskkonnakatastroofide oht.
Looduslikel ja inimtegevusest tingitud keskkonnakatastroofidel on ajalooline aspekt. Meie planeedi ajaloo jooksul on esinenud mitmesuguseid looduskatastroofe, nagu üleujutused ja metsatulekahjud. Kaasaegse tsivilisatsiooni arenguga on aga tekkinud uut tüüpi katastroofid, sealhulgas kõrbestumine, maaressursside degradeerumine, tolmutormid, maailmamere reostus jne. 21. sajandi alguses on kiireloomuline ülesanne hinnata katastroofide ohtu. keskkonnakatastroofe ja meetmete võtmist nende ärahoidmiseks. Teisisõnu on keskkonnakatastroofide ohjamise ülesanne muutunud kiireloomuliseks. Ja see on võimalik, kui on olemas vajalik infotugi keskkonnaobjektide, sealhulgas looduslike, tehislike ja inimtekkeliste süsteemide mineviku, hetke ja tuleviku kohta.
Infosüsteemid
Kaasaegsed infotehnoloogiad on mõeldud suurte andmemahtude otsimiseks, töötlemiseks ja levitamiseks, erinevate andmebaase ning andme- ja teadmistepanku sisaldavate infosüsteemide loomiseks ja käitamiseks.
Infosüsteem sõna laiemas tähenduses on süsteem, mille osad elemendid on infoobjektid (tekstid, graafika, valemid, veebilehed, programmid jne) ning seosed on informatsioonilise iseloomuga.
Infosüsteem kitsamas tähenduses on teabe salvestamiseks spetsiaalselt organiseeritud kujul loodud süsteem, mis on varustatud tööriistadega teabe sisestamise, paigutamise, töötlemise, otsimise ja kasutaja nõudmisel väljastamise protseduuride läbiviimiseks.
Automatiseeritud infosüsteemide olulisemateks alamsüsteemideks on andmebaasid ja andmepangad, samuti tehisintellektisüsteemide klassi kuuluvad ekspertsüsteemid. Eraldi tuleks geograafilisi infosüsteeme pidada praegu üheks ökoloogias enim arenenud globaalseks AISiks.
Geograafilise infosüsteemi (GIS) kontseptsioon
Geograafiline infosüsteem (GIS) on tarkvara- ja riistvarakompleks, mis lahendab ülesandeid territoriaalobjektide ruumi- ja atribuuditeabe salvestamiseks, kuvamiseks, värskendamiseks ja analüüsimiseks. GIS-i üheks põhifunktsiooniks on arvuti(elektrooniliste) kaartide, atlaste ja muude kartograafiliste tööde loomine ja kasutamine. Berlyant A.M. Kartograafia: õpik ülikoolidele. - M.: Aspect Press, 2001. - 336 lk. Iga infosüsteemi aluseks on andmed. Andmed GIS-is jagunevad ruumilisteks, semantilisteks ja metaandmeteks. Ruumiandmed on andmed, mis kirjeldavad objekti asukohta ruumis. Näiteks hoone nurgapunktide koordinaadid, mis on esindatud kohalikus või mõnes muus koordinaatsüsteemis. Semantilised (atribuudi) andmed - andmed objekti omaduste kohta. Näiteks aadress, katastrinumber, korruste arv ja muud hoone tunnused. Metaandmed on andmed andmete kohta. Näiteks info selle kohta, kes, millal ja millist lähtematerjali kasutades hoone süsteemi sisestati. Esimesed GIS-id loodi Kanadas, USA-s ja Rootsis loodusvarade uurimiseks 1960. aastate keskel ning nüüdseks on tööstusriikides kasutusel tuhandeid GIS-e, mida kasutatakse majanduses, poliitikas, ökoloogias, loodusvarade majandamises ja kaitses, katastris, teaduses, haridus jne. Need integreerivad kartograafilise teabe, kaugseire ja keskkonnaseire andmeid, statistikat ja loendusi, hüdrometeoroloogilisi vaatlusi, ekspeditsioonimaterjale, puurimistulemusi jne. Struktuuriliselt on munitsipaal-GIS ruumiobjektide tsentraliseeritud andmebaas ja tööriist, mis pakub talletus-, analüüsi- ja töötlemisvõimalusi. mis tahes konkreetse GIS-objektiga seotud teabe jaoks, mis lihtsustab oluliselt linnapiirkonna objektide teabe kasutamist huvitatud teenuste ja üksikisikute poolt. Tähelepanu väärib ka see, et GIS-i saab (ja peakski) integreerima mis tahes teise omavalitsuse infosüsteemiga, mis kasutab andmeid linnapiirkonna objektide kohta. Näiteks vallavara haldamise komisjoni tegevuse automatiseerimise süsteem peaks oma töös kasutama valla GIS-i aadressiplaani ja maatükkide kaarti. GIS-i saab salvestada ka tsoone, mis sisaldavad üürimäära koefitsiente, mida saab kasutada üüri arvutamisel. Linnas tsentraliseeritud munitsipaal-GIS-i kasutamisel on kõigil kohalike omavalitsusorganite ja linnateenistuste töötajatel võimalus saada reguleeritud juurdepääs ajakohastele GIS-andmetele, kulutades samal ajal palju vähem aega otsimisele, analüüsimisele ja kokkuvõtete tegemisele. neid. GIS on mõeldud keskkonna inventeerimise, analüüsi, hindamise, prognoosimise ja juhtimise ning ühiskonna territoriaalse korralduse teaduslike ja rakenduslike probleemide lahendamiseks. GIS-i aluseks on automatiseeritud kaardistussüsteemid ning peamisteks infoallikateks on erinevad geopildid. Geoinformaatika – teadus-, tehnoloogia- ja tööstustegevused:
Geograafiliste infosüsteemide teaduslikest alustest, kujundamisest, loomisest, toimimisest ja kasutamisest;
Geograafiliste infotehnoloogiate arengust;
GIS-i rakenduslike aspektide või rakenduste kohta praktilistel või geoteaduslikel eesmärkidel. Djatšenko N.V. GIS-tehnoloogiate kasutamine
GIS tarkvara
GIS-tarkvara on jagatud viide kasutatavasse põhiklassi. Esimene funktsionaalselt terviklikum tarkvaraklass on instrumentaalne GIS. Neid saab kavandada väga erinevate ülesannete jaoks: teabe (nii kartograafilise kui ka atribuudi) sisestamise korraldamiseks, selle salvestamiseks (sh hajutatud, võrgutööd toetav), keeruliste teabepäringute töötlemiseks, ruumianalüüsi probleemide lahendamiseks (koridorid, keskkonnad, võrk). ülesanded jne), tuletiskaartide ja diagrammide koostamine (ülekatteoperatsioonid) ning lõpuks valmistuda kartograafiliste ja skemaatiliste toodete originaalpaigutuste väljastamiseks kõvale kandjale. Reeglina toetab instrumentaalne GIS nii raster- kui ka vektorkujutistega töötamist, omab sisseehitatud andmebaasi digitaalse alus- ja atribuuditeabe jaoks või toetab üht levinumat andmebaasi atribuutideabe salvestamiseks: Paradox, Access, Oracle jne. arendatud toodetel on tööaja süsteemid, mis võimaldavad optimeerida konkreetse ülesande jaoks vajalikku funktsionaalsust ja vähendada nende abiga loodud abisüsteemide replikatsiooni kulusid. Teine oluline klass on nn GIS-vaaturid ehk tarkvaratooted, mis võimaldavad kasutada instrumentaalset GIS-i kasutades loodud andmebaase. Reeglina pakuvad GIS-vaaturid kasutajale (kui üldse) äärmiselt piiratud võimalusi andmebaaside täiendamiseks. Kõik GIS-vaaturid sisaldavad tööriistu andmebaaside päringute tegemiseks, mis teostavad kartograafiliste kujutiste positsioneerimise ja suumimise toiminguid. Loomulikult on vaatajad alati keskmiste ja suurte projektide lahutamatu osa, mis võimaldab teil säästa kulusid mõne töökoha loomisel, millel pole andmebaasi täiendamise õigust. Kolmas klass on võrdluskartograafilised süsteemid (RSS). Need ühendavad ruumiliselt jaotatud teabe salvestamise ja enamiku võimalike visualiseerimistüüpide, sisaldavad kartograafilise ja atribuuditeabe päringumehhanisme, kuid piiravad samal ajal oluliselt kasutaja võimalusi sisseehitatud andmebaase täiendada. Nende värskendamine (värskendamine) on tsükliline ja tavaliselt viib selle läbi SCS-i tarnija lisatasu eest. Neljas tarkvaraklass on ruumilise modelleerimise tööriistad. Nende ülesandeks on modelleerida erinevate parameetrite ruumilist jaotust (reljeef, keskkonnasaastetsoonid, tammide ehitamise ajal esinevad üleujutusalad jm). Nad tuginevad maatriksandmetega töötamiseks mõeldud tööriistadele ja on varustatud täiustatud visualiseerimistööriistadega. Tüüpiliselt on olemas tööriistad, mis võimaldavad teha mitmesuguseid ruumiandmete arvutusi (liitmine, korrutamine, tuletiste arvutamine ja muud operatsioonid).
Viies klass, millele tasub keskenduda, on spetsiaalsed vahendid maamõõtmisandmete töötlemiseks ja dešifreerimiseks. See hõlmab pilditöötluspakette, mis on olenevalt hinnast varustatud erinevate matemaatiliste tööriistadega, mis võimaldavad toiminguid maapinna skaneeritud või digitaalselt salvestatud kujutistega. See on üsna lai valik toiminguid, alustades igat tüüpi parandustest (optilistest, geomeetrilistest) piltide georefereerimisest kuni stereopaaride töötlemiseni koos tulemuse väljundiga värskendatud topoplaani kujul. Lisaks mainitud klassidele on olemas ka erinevad tarkvaratööriistad, mis ruumiinfoga manipuleerivad. Need on tooted nagu väligeodeetiliste vaatluste töötlemise tööriistad (paketid, mis pakuvad interaktsiooni GPS-vastuvõtjatega, elektroonilised tahhomeetrid, lood ja muud automatiseeritud geodeetilised seadmed), navigatsioonivahendid ja tarkvara veelgi kitsamate teemaprobleemide lahendamiseks (uuringud, ökoloogia, hüdrogeoloogia jne). . ). Loomulikult on võimalikud ka teised tarkvara klassifitseerimise põhimõtted: rakendusala, maksumuse, teatud tüüpi (või tüüpide) operatsioonisüsteemide tugi, arvutusplatvormide (PC, Unixi tööjaamad) jne järgi. GIS-tehnoloogiate tarbijate arvu varasematel aegadel, detsentraliseerides eelarvevahendite kulu ja tutvustades neile üha uusi ja uusi kasutusvaldkondi. Kui kuni 90ndate keskpaigani seostati turu peamist kasvu vaid suurte projektidega föderaaltasandil, siis tänapäeval liigub põhipotentsiaal massituru poole. See on ülemaailmne trend: uuringufirma Daratech (USA) andmetel on personaalarvutite globaalne GIS-turg praegu 121,5 korda kiirem kui GIS-lahenduste turu üldine kasv. Turu massiivsus ja tekkiv konkurents toovad kaasa selle, et tarbijatele pakutakse järjest kvaliteetsemat kaupa sama või madalama hinnaga. Seega on juhtivate instrumentaal-GIS-i tarnijate jaoks saanud reegliks tarnida koos süsteemiga ka digitaalse kartograafilise baasi piirkonna jaoks, kus kaupu turustatakse. Ja ülaltoodud tarkvara klassifikatsioon ise on muutunud reaalsuseks. Veel kaks-kolm aastat tagasi sai automatiseeritud vektoriseerimise ja abisüsteemide funktsioone rakendada vaid arendatud ja kallite instrumentaalsete GIS-ide (Arc/Info, Intergraph) abil. Järk-järgult areneb süsteemide modulariseerimine, mis võimaldab optimeerida konkreetse projekti kulusid. Tänapäeval saab isegi konkreetset tehnoloogilist etappi teenindavaid pakette, näiteks vektoreid, osta nii täielikus kui ka vähendatud komplektis mooduleid, sümboliteeke jne. Mitmete kodumaiste arenduste sisenemine “turu” tasemele. Sellistel toodetel nagu GeoDraw / GeoGraph, Sinteks / Tri, GeoCAD, EasyTrace pole mitte ainult märkimisväärne arv kasutajaid, vaid neil on juba ka kõik turukujunduse ja toe atribuudid. Venemaa geoinformaatikas on teatud kriitiline arv töötavaid installatsioone - viiskümmend. Kui olete selle saavutanud, on edasi ainult kaks teed: kas järsult ülespoole, teie kasutajate arvu suurendamine või turult lahkumine, kuna te ei suuda oma tootele vajalikku tuge ja arendust pakkuda. Huvitav on see, et kõik mainitud programmid teenindavad hinnaspektri alumist otsa; teisisõnu, nad on leidnud optimaalse tasakaalu hinna ja funktsionaalsuse taseme vahel just Venemaa turu jaoks.
Terviklike geograafiliste uuringute ja süsteemse temaatilise kaardistamise kogemus on võimaldanud geoinfokaardistamisel võtta kartograafiateaduse ja -tootmise arengus juhtpositsiooni.
Erinevate aegade ja erinevate teemade kaartide võrdlus võimaldab liikuda edasi prognooside juurde, mis põhinevad tuvastatud seostel ja suundumustel nähtuste ja protsesside arengus. Kaartidelt ennustamine võimaldab ennustada ka tänapäevaseid, kuid senitundmatuid nähtusi, näiteks ilmateateid või tundmatuid mineraale.
Prognoos põhineb kartograafilistel ekstrapolatsioonidel, mida tõlgendatakse kui nähtuse kartograafilise analüüsi käigus saadud mustrite laiendamist selle nähtuse uurimata osale, teisele territooriumile või tulevikku. Kartograafilised ekstrapolatsioonid, nagu kõik teised (matemaatilised, loogilised), ei ole universaalsed. Nende eeliseks on see, et need sobivad hästi nii ruumiliste kui ka ajaliste mustrite ennustamiseks. Kaartide abil prognoosimise praktikas kasutatakse laialdaselt ka geograafias tuntud analoogiameetodeid, näidustusi, eksperthinnanguid, statistiliste regressioonide arvutamist jms.
Kirjandus:
1. Trifonova T.A., Mištšenko N.V., Krasnoštšekov A.N. Geograafilised infosüsteemid ja kaugseire keskkonnauuringutes: õpik ülikoolidele. - M., 2005. – 352 lk.
2. Sturman V.I. Keskkonna kaardistamine: Õpik. - Moskva, 2003.
Teema 14. Keskkonnakaartide sisu ja koostamise meetodid. Plaan:
1. Atmosfääriprobleemide kaardistamine.
2. Maaveereostuse kaardistamine.
3. Keskkonnaolukordade kvalitatiivne ja kvantitatiivne hindamine.
1. Atmosfääriprobleemide kaardistamine
Atmosfääri kui kõige dünaamilisemat keskkonda iseloomustab lisandite tasemete keeruline ruumiline ajaline dünaamika. Igal ajahetkel määrab õhusaaste taseme teatud territooriumil või konkreetses punktis üksikute saasteainete tasakaal ja nende kogusumma. Bilansi kreeditpool sisaldab:
♦ tehis- ja looduslikest allikatest pärinevate saasteainete tarnimine vaadeldaval territooriumil;
♦ saasteainete tarnimine väljaspool vaadeldavat territooriumi asuvatest allikatest, sealhulgas kaugematest allikatest (kaugtransport);
♦ saasteainete teke atmosfääris endas toimuvate sekundaarsete keemiliste protsesside tulemusena.
Bilansi kulude pool sisaldab:
♦ saasteainete eemaldamine väljaspool vaadeldavat territooriumi;
♦ saasteainete ladestumine maapinnale;
♦ saasteainete hävitamine isepuhastusprotsesside tulemusena.
Erinevate ainete sadestumise ja isepuhastumise intensiivsustegurid langevad suures osas kokku. Seetõttu muutuvad erinevate ainete kontsentratsioonid tavaliselt suhteliselt järjekindlalt, alludes samadele ajalistele ja ruumilistele mustritele.
Looduslikest ja tehislikest tolmuallikatest pärit saasteainete pakkumine suureneb tuule suurenemisega (koos lahtiste pindade olemasoluga) ja vulkaaniliste protsesside käigus.
Seega koosneb õhusaaste kaardistamine:
♦ õhusaaste võimalikkuse kaardistamine;
♦ saasteallikate kaardistamine;
♦ saastetasemete kaardistamine.
Maakasutuse korraldamisel ja linnamajanduses on üheks peamiseks tooteliigiks olemasolevate andmete põhjal saadud teave (sh kartograafiline teave). Keskkonnaprobleemide lahendamisel GIS-i abil on fookus toodetele veidi erinev. Keskkonnavaatluse (seire) käigus koguvad ja ühiselt töötlevad nad erinevate looduskeskkondadega seotud andmeid, modelleerivad ja analüüsivad keskkonnaprotsesse ja nende arengu suundumusi, samuti kasutavad andmeid keskkonnakvaliteedi juhtimist puudutavate otsuste tegemisel.
Keskkonnauuringu tulemus esindab tavaliselt kolme tüüpi tegevusandmeid: märkides (keskkonnaseisundi mõõdetud parameetrid uuringu ajal), hindav (mõõtmiste töötlemise ja selle alusel keskkonnaseisundi hinnangute saamise tulemused), prognoos (olukorra arengu ennustamine etteantud perioodiks).
Sellest järeldub, et keskkonna GIS kasutab eelkõige dünaamilisi mudeleid. Seetõttu mängivad neis suurt rolli elektrooniliste kaartide loomise tehnoloogiad.
Kõigi nende kolme andmetüübi kombinatsioon on keskkonnaseire aluseks.
Andmete esitamise tunnuseks keskkonnaseiresüsteemides on see, et keskkonnakaardid esindavad rohkem piirkondlikke geoobjekte kui lineaarsed.
Mis puudutab digitaalset modelleerimist, siis digitaalsete mudelite kasutamine nagu nähtuse digitaalmudel, valdkond ja nii edasi.
Tasemel kogumine Lisaks topograafilistele tunnustele määratakse täiendavalt keskkonnaolukorda iseloomustavad parameetrid. See suurendab atribuutandmete hulka keskkonna-GIS-is võrreldes standardse GIS-iga. Sellest tulenevalt suureneb semantilise modelleerimise roll.
Tasemel modelleerimine kasutada spetsiaalseid meetodeid keskkonna ökoloogilist seisundit iseloomustavate parameetrite arvutamiseks ja digitaalsete kaartide esitusviisi määramiseks.
Tasemel esindus Keskkonnauuringute käigus väljastatakse mitte üks, vaid reeglina rida kaarte, eriti nähtuste prognoosimisel. Mõnel juhul koostatakse kaarte dünaamiliste visualiseerimismeetodite abil, mida võib sageli näha televisioonis näidatud ilmaprognoosides.
Vaatleme näiteks Moskva jaoks loodud keskkonnaseiresüsteemi." Moskva seireobjektid on: atmosfääriõhk, pinna- ja põhjavesi, pinnas, haljasalad, kiirgustingimused, elupaik ja elanikkonna tervislik seisund.
Suur hulk organisatsioone (föderaal-, munitsipaal-, osakond) Moskvas kogub iseseisvalt andmeid keskkonnaobjektide parameetrite seisukorra kohta. Jälgitakse atmosfääriõhu koostist, tööstusettevõtete ja sõidukite heitkoguseid, pinna- ja põhjavee kvaliteeti jne. Neid töid teostavad erinevad organisatsioonid - liikluspolitseist sanitaar- ja epidemioloogiajaamadeni. Kehtiva keskkonnaandmete kogumise korra puudusteks on killustatus ja süsteemitus, linnade keskkonnaorganisatsioonide ebaühtlus ning terviklike hinnangute ja prognooside puudumine keskkonnaolukorra arengu kohta.
Linnakeskkonnaseire põhiülesanne on saada linna keskkonnaolukorrast terviklik hinnang, mis põhineb erinevatelt organisatsioonidelt tulevate igat tüüpi andmete integreerimisel. Andmekogumi integreerimise alus on loomulikult kaart. Järelikult toob linnakeskkonna seire probleemide lahendamine paratamatult kaasa GIS-i loomise ja kasutamise.
('Pupyrev E.I., Butakov P.D., Dronina N.P. Geograafiliste infotehnoloogiate roll ja koht Moskva keskkonnaseiresüsteemis // GIS - Ülevaade. - Suvi, 1995.-lk 34-36.)
Selleks ühendatakse olemasolevad erinevate mõõtmiste ja keskkonnateenuste eriseire võrgustikud. Süsteemi loomise aluseks on kaasaegsete ühtsel inforuumil põhinevate juhtimisvahendite kasutuselevõtt.
Moskva keskkonnaseiresüsteemi struktuur hõlmab kahte tasandit.
Madalam süsteemi tase sisaldab:
Spetsialiseeritud seire föderaalsed, linna- ja osakondade allsüsteemid (atmosfääri, pinnavee, rahvatervise seire, radioloogilise seire, linna territooriumi sanitaarpuhastuse seire, maapõue ja põhjavee, pinnase, haljasalade seire, akustiline seire, linnaplaneerimise seire );
Andmete kogumise ja töötlemise territoriaalsed keskused, mis on loodud Moskompriroda territoriaalsete filiaalide baasil.
Need alamsüsteemid tagavad tervikliku ja võimalusel kvaliteetse teabe kogumise keskkonnaseisundi kohta kogu linnas. Kohalikes keskustes analüüsitakse ja valitakse teavet ka kõrgemale tasemele edastamiseks.
Territoriaalsed keskused tagavad teabe kogumise inimtekkeliste saasteallikate kohta haldusrajoonide territooriumil ning kasutavad föderaalteenistuste territoriaalsete üksuste ja linna majandusorganisatsioonide andmeid.
Ülemine Keskkonnaseiresüsteemi tasand on teabe- ja analüüsikeskus. Süsteemi tipptaseme ülesannete hulka kuuluvad:
Linna keskkonnaseisundi kiire hindamine;
Keskkonnaolukorra tervikhinnangute arvutamine;
Arengu prognoos, keskkonna olukord;
Kontrollimeetmete projektide koostamine ja tehtud otsuste tagajärgede hindamine.
On ilmne, et Moskva keskkonnaseire infosüsteem on selgelt hajutatud. Seetõttu on see üles ehitatud hajutatud infovõrgu baasil.
Kogutud andmete tõhusaks kasutamiseks on vaja keerukat töötlemist ja täiustatud meetodeid andmete modelleerimiseks ja esitamiseks.
Geograafilised infosüsteemid on optimaalsed vahendid ruumiliselt hajutatud keskkonnaandmete esitamiseks ja analüüsimiseks.
Eriseire allsüsteem hõlmab mitmeid organisatsioone (Moskomzem, MTÜ "Radon", NIiPI üldplaan), millel on GIS-i tööriistapaketid. Teistel organisatsioonidel (Moslesopark, MGTSSEN) sellist tarkvara pole. Andmete integreerimine ühte süsteemi toimub kahel viisil:
Põhineb andmevormingute teisendamisel kogu süsteemi jaoks ühtsesse vormingusse;
Põhineb üksiku GIS-tarkvara valikul. Prima JSC poolt välja töötatud tarkvarapakett, mis pakub lahendusi Moskompriroda territoriaalsete filiaalide või suurte ja keskmise suurusega linnade looduskaitsekomiteede probleemidele, täidab järgmisi funktsioone:
Keskkonnateabe andmebaaside moodustamine ja pidamine territooriumide, ettevõtete, keskkondade (õhk, vesi, pinnas) kohta;
Ökoloogia valdkonna regulatiivsete ja seadusandlike dokumentide andmebaasi pidamine;
Õhu, vee, pinnase ja toidu saasteainete sisalduse standardite andmebaasi pidamine;
Keskkonnakontrolli seadmete andmebaasi pidamine.
Lisaks andmebaaside pidamisele tehakse tööd modelleerimise ja temaatiliste kaartide hankimisega. Eelkõige teostab süsteem järgmist tüüpi arvutusi: loodusvarade kasutamise maksete arvutamine ja saasteainete kontsentratsiooniväljade arvutamine atmosfääris, vees ja pinnases.
Keskkonnaseiresüsteem näeb ette andmevahetuse selles osalejate vahel. Seetõttu on kõigi alamsüsteemide tarkvara üheks peamiseks nõudeks võimalus teisendada andmefaile standardvormingusse (dbf andmebaasifailide jaoks ja DXF graafiliste failide jaoks).
Moskva keskkonnaseiresüsteemi loomisel kasutasime ühtne koordinaatsüsteem kõikidele keskkonnaseire osakondadele. Kõik geoinfo (ka keskkonna) andmed peavad olema ühe koordinaadi viitega ja siis ei teki probleeme digitaalsel kujul info vahetamisel.
Kaartide skaala, millel erinevad keskkonnaseire allsüsteemid töötavad, võib olla erinev: alates 1: 2000 Moskompriroda territoriaalsete harude puhul kuni 1: 38 000 süsteemi tipptasemel.
Keskkonnaseire korraldamisel Moskvas on geograafilised infotehnoloogiad aluseks, kuna need pakuvad lahendusi Moskva keskkonnaseire probleemidele.
Sissejuhatus
1.1 Elupaikade halvenemine
1.2 Reostus
1.3 Kaitsealad
1.4 Kaitsmata alad
1.6 Järelevalve
2.2 Süsteemi funktsionaalsus
2.3 Meetodid tervikliku hinnangu saamiseks
Järeldus
Kirjandus
geoinfokaart nafta- ja gaasiseire
Sissejuhatus
Kogu maailmas pööratakse keskkonnaprobleemidele nüüd suuremat tähelepanu. Ja see pole üllatav. Inimmajanduse kiire areng on loonud kõik eeldused keskkonnakriisi reaalseks võimaluseks. Sellega seoses muutub oluliseks suund, mis on seotud inimtekkeliste keskkonnamõjude kvantitatiivse hindamisega, keskkonnaseisundi tervikliku hindamise süsteemide loomisega, samuti olukorra arengu modelleerimise ja prognoosimisega. . Selliste süsteemide loomine on praegu võimatu ilma kaasaegseid arvutitööriistu kasutamata. Üks olulisi tööriistu on GIS-tehnoloogiad.
Keeruliste loodusobjektide seisundi hindamine keskkonnas hõlmab erinevate tegurite mõju terviklikku analüüsi. Keeruliste hinnangute saamist raskendab objektide omaduste mitmekesisus ja saadaoleva teabe mitmekesisus, mis suurendab heterogeensete andmete metroloogilise võrreldavuse tagamise ülesande olulisust.
1. GIS roll ja koht keskkonnategevuses
1.1 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 seisundi ja degradatsioonikiiruse hindamiseks võib kasutada ka kaardi kõikidel kihtidel määratletud katsealasid.
1.2 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.
1.3Kaitsealad
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.
1.4 Kaitsmata alad
Piirkondlikud ja kohalikud juhtimisstruktuurid kasutavad laialdaselt GIS-i võimalusi, et leida optimaalseid lahendusi maaressursside jaotamise ja kontrollitud kasutamisega seotud probleemidele ning maa omaniku ja 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 eluslooduse 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. .
1.5Elupaiga 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.
1.6 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.
2. Looduskeskkonna terviklik hindamine
2.1 Keskkonnamõju tervikliku hindamise süsteemi aluspõhimõtted
Looduskeskkonna seisundi integreeritud hindamise, modelleerimise ja prognoosimise geograafiline infosüsteem (GIS) põhineb ühtse koordinaatsüsteemiga topograafilisel alusel, ühtse korralduse ja struktuuriga andmebaasidel, mis on kogu teabe hoidla. analüüsitud objektid, tarkvaramoodulite komplektil hinnangute saamiseks vastavalt eelnevalt välja töötatud algoritmidele. Süsteem võimaldab:
· koguda, liigitada ja korrastada keskkonnateavet;
· uurida ökosüsteemi seisundi muutuste dünaamikat ruumis ja ajas;
· koostada analüüsitulemuste põhjal temaatilisi kaarte;
· simuleerida looduslikke protsesse erinevates keskkondades;
· hinnata olukorda ja prognoosida keskkonnaolukorra arengut.
Osa töödest viidi läbi koostöös Neeva-Laadoga vesikonna veeametiga, mille leviala ulatub Loode piirkonda ning hõlmab Peterburi ja Leningradi oblastit, Novgorodi ja Pihkva oblastit, Karjala Vabariiki ja Kaliningradi piirkond. Sellest lähtuvalt on kogu teave selle piirkonna kohta kogutud ja süstematiseeritud. Integreeritud hindamissüsteemi topograafiline alus on mõeldud uurimistulemuste ja ruumianalüüsi visualiseerimiseks (joonis 1).
Riis. 1. Tervikliku hindamissüsteemi topoloogiline alus.
Topograafilise baasi põhiliseks teabeüksuseks on digitaalsete kaartide lehed mõõtkavas 1: 200 000. Topograafiline alus on eraldi kihtidena struktureeritud maastikuandmete kogum: jõed, järved, teed, metsad, kontrollpostid jne. .
Põhjalik hindamissüsteemi andmebaas sisaldab:
· kontrollmõõtmiste tulemuste andmebaas;
· loodusobjektide tunnuste baas;
· saasteallikate tunnuste baas;
· reguleeriv raamistik.
Kontrollmõõtmiste baas on keskkonnaseire süsteemi aluseks, mis võimaldab kiiresti hinnata antud piirkonna keskkonnaolukorda ja esitada seda kaardil.
Süsteem võimaldab teil uurida saaste dünaamikat ruumis ja ajas, sealhulgas:
· teostada antud punktis analüüs valitud näitajatele vastavalt vaatluskuupäevadele (ajaanalüüs);
· saada standardiseeritud hinnanguid;
· koostada kontrollpunktide loendi (ruumiline analüüs) alusel antud indikaatori kohta keskmisi hinnanguid ja koostada temaatilisi kaarte (joonis 2);
· arvutada integraalhinnangud.
Riis. 2. Veekogu seisundi ruumiline analüüs.
2.2 Süsteemi funktsionaalsus
Ühtne loodusobjektide ja saasteallikate andmebaas annab võimaluse modelleerida kahjulike ainete levikut õhu- ja veekeskkonnas, et uurida hetkeolukorda ning töötada välja soovitused kriisiolukordade tagajärgede likvideerimiseks ja ratsionaalseks keskkonnajuhtimiseks. Saasteainete vees ja õhus jaotumise mudelid võtavad arvesse ettevõtete tehnoloogilisi omadusi (keskkonnapass), geograafilist asukohta ja meteoroloogilisi tingimusi.
Rakendatud on GGO tehnikal põhinev mudel OND-86 õhus lisandite jaotumiseks. Mudeli tulemuseks on GIS-kihina esitatud kontsentratsiooniväli (joonis 3).
Riis. 3. Lisandite jaotumise modelleerimine õhus.
Vooluveekogude jaoks on rakendatud saasteainete konvektiiv-difusioontranspordi mudel. Saasteainete leviku modelleerimine toimub vee väljalaskeavade rühmast ühes kohas või terves vesikonnas, võttes arvesse nende eripära (joonis 4). Arvutatakse maksimaalne lubatud heitvee juhtimine veekogudesse. Mudeli tulemuseks on ka GIS-i imporditud kontsentratsiooniväli.
Riis. 4. Lisandite jaotumise modelleerimine vooluveekogus.
Komplekssete loodusobjektide seisundi terviklik hindamine põhineb erinevates keskkondades seirekarakteristikute (kiirgustasemete, kahjulike ainete kontsentratsioonide, saasteala jms mõõtmised), uuringute ja uuringute tulemustel, samuti erinevate tehisliku või loodusliku päritoluga olukordade modelleerimise tulemused. See suurendab kvantitatiivsete ja kvalitatiivsete näitajate kombineerimise ülesande asjakohasust ning vastavust mõõtmiste ühtsuse nõuetele.
2.3 Meetodid tervikliku hinnangu saamiseks
Loodud süsteem lahendab heterogeensete andmete kombineerimise probleemi, et saada kompleksseid hinnanguid keskkonnaobjektide seisundile ühtsel metroloogilisel alusel. Erinevate hinnangute kombineerimiseks on välja töötatud meetodid standardskaalade koostamiseks, võttes arvesse iga teguri usaldusväärsuse ja osalusastme tunnuseid. Normaliseeritud skaalaks võetakse võrdsete segmentide ja tingimuslike suhetega skaala: 0-1 – oluliselt alla normi (ZNL); 1-2 – alla normi (NN); 2-3 – norm (N); 3-4 – üle normi (VN); 4-5 – oluliselt üle normi (ZN).
Kontrollmõõtmiste tulemuste kvaliteedi hindamiseks kasutatakse standardimist maksimaalse lubatud kontsentratsiooni (MAC) suhtes. Kontrollmõõtmiste normaliseeritud väärtuste ja kvalitatiivsete hinnangute vastavustasand on näidatud joonisel fig. 5.
Riis. 5. Normaliseeritud väärtuste ja kvalitatiivsete hinnangute vastavustasand.
Iga mõõtmistulemus on juhuslik suurus, mille tegelik väärtus on vahemikus x*=x’± ks. Sel juhul saab kontrollitava suuruse teatud väärtuse aktsepteerimist kvalitatiivsete seoste normaliseeritud skaalal määratleda kui tõenäosust leida mõõdetud suuruse väärtus vastavas kontsentratsiooniväärtuste intervallis. Konkreetse kvaliteediväärtuse aktsepteerimise tõenäosust saab määratleda järgmiselt:
Piirväärtuste (Ci) valik sõltub aine ohuklassist ja uuringu piirkonnast, mis on seletatav konkreetse keskkonnaolukorra ja kehtiva reguleeriva raamistikuga.
Juhul, kui üksikute ohutus- ja turvaobjektide hindamiseks kasutatakse kompleksseid omadusi, määrab kontrollitava tunnuse kvalitatiivse väärtuse teatud üldistatud näitaja väärtus. Raskus seisneb selles, et erinevate keskkondade ja tehnikate kvaliteediskaalad on erinevad. Sel juhul taandub keerukate hinnangute normaliseerimise ülesanne selliste skaalade viimisele normaliseeritud skaalale.
Tarkvarasüsteem rakendab kontrollmõõtmiste tulemuste põhjal kvalitatiivsete hinnangute saamiseks algoritme, võttes arvesse olemasolevaid standardmeetodeid õhu- ja veekeskkonna jaoks (joonis 6). Erinevad kvalitatiivsed skaalad viidi standardiseeritud skaalale.
Riis. 6. Veekeskkonna seisundi hindamine.
Keemilise analüüsi andmete vähesuse tõttu kasutatakse sageli uuringute, uuringute ja eksperthinnangute tulemusi koos kontrollmõõtmiste tulemustega. Tarkvarasüsteemi on loodud eksperthinnangute vastuvõtmist ja töötlemist rakendav moodul.
Uuringutulemuste töötlemisel määrab iga väärtuse väärtus ja ka kontrollmõõtmiste tulemused objekti saastatuse astme ja neid saab seostada objekti normaliseeritud omadustega. Eksperthinnangute töötlemise tulemused koondatakse standardskaalal. Sellisel juhul tuleb igale tunnusele vastav hinnang taandada normaliseeritud tunnuseks å p k =1. Tulemused on georefereeritud ja neid saab kaardile kanda (joonis 7).
Riis. 7. Eksperthinnangud.
Terviklik hinnang tuletõkkerajatiste seisukorrale saadakse erinevat tüüpi andmete (erinevates keskkondades kontrollmõõtmiste tulemused, modelleerimise tulemused, uuringud ja eksperthinnangud) kombineerimisel. Sel juhul muutub ühtlustamise probleem erinevate hinnangute omaduste summeerimise probleemiks normaliseeritud kvalitatiivsel skaalal.
Tuleb arvestada, et kui terviklik hinnang määratakse suure hulga hinnangute, millel on normaliseeritud skaalal erinevad jaotused, kombineerimisel, siis on selliste hinnangute kombineerimise tulemusena suur tõenäosus saada ühtlane jaotus, milles objekti seisukorra kvalitatiivse hinnangu kohta on võimatu hinnangut anda.
Sellega seoses tehakse ettepanek kasutada sarnaste hinnangute kombineerimiseks järgmist meetodit. Iga hinnangute rühma puhul, mis on kogutud näiteks keskkonna (õhk, vesi, pinnas) või nende laekumise tüübi järgi (kontrollmõõtmised, eksperthinnangud, modelleerimistulemused), tuleks sorteerida vastavalt iga kvaliteedi maksimaalsele väärtusele. ja tuleks valida kõige kriitilisemad hinnangud. Samas võib olenevalt käsil olevast ülesandest olla erinev ka kriitiliste hinnangute valimise algoritm. Näiteks hädaolukorra hindamiseks peaksite valima näitajad, mille maksimaalne hinnang võtab ZVN-i väärtuse (normist oluliselt kõrgem); tavatingimuste puhul peaksite valima näitajad, mille maksimum jääb vahemikku N ( norm) ZVN-ile.
Kompleksseid hinnanguid keskkonnaobjektide seisundile on võimalik saada erinevat tüüpi andmete kombineerimisel, näiteks kontrollmõõtmiste tulemused ja rannikuala visuaalne kontroll. Selliste hinnangute koostamisel on vaja arvestada iga kasutatava tunnuse olulisust.
Sellised hinnangud kujutavad endast keerukat tunnust, mis saadakse lihtsate hinnangute summeerimisel, võttes arvesse nende omadusi mõjurühmades, st:
kus: * on summeerimisoperaator, x i * on lihtne hinnang, mis sisaldub I s oluliste tunnuste komplektis, pdi on usalduse astme hinnang ja g уi on hinnang x i * osalemise astmele.
Usaldusaste iseloomustab kasutatud hinnangu usaldusväärsust ja sõltub selle saamise meetodist. Osalusaste määrab ökosüsteemi objekti kvaliteedi komplekshinnangu kujundamisel kasutatava tunnuse kaalu. Osaluskoefitsiendi kasutamine välistab suure hulga tunnuste summeerimise korral võimaluse saada tulemuse sama tõenäoline tunnus ning võimaldab eksperdil saada olenevalt ülesandest erinevaid hinnanguid.
Tuleohutusobjektide seisundi terviklik hinnang on omadus, mis saadakse lihtsate ja keerukate hinnangute summeerimisel, võttes arvesse nende omadusi
kus: * on summeerimisoperaator, x i * on lihtne hinnang, mis sisaldub I 0 oluliste karakteristikute komplektis, S i * on keeruline hinnang, mis saadakse standardmeetodite abil sama tüüpi andmete kombineerimiseks või vastavalt valemile (2) erinevat tüüpi andmete jaoks.
Tervikhinnangu saamiseks mõeldud infokeskkond tagab hajutatud teabe integreerimise ja kasutamise ning GIS-tehnoloogia selle töötlemise vastavalt geograafilisele või administratiivsele viitele (joonis 8).
Riis. 8. Infokeskkond tervikliku hinnangu saamiseks.
Sama tüüpi andmete põhjal keeruliste hinnangute moodustamiseks valitakse sobiv kiht (vajaliku pindala ja parameetritega) ning andmeid töödeldakse vastavalt standardmeetoditele. Juhul, kui eri tüüpi andmete summeerimisel saadakse komplekshinnang, koostatakse projekt mitmest kihist. Igale kihile määratakse osalusmäär ja genereeritakse keerulised hinded. Saadud keerukad hinnangud on samuti GIS-i kiht. Moodustades lihtsatest ja keerukatest hinnangutest projekte ning modelleerides tulemusi, saab hinnanguid andmekandjatele (õhk, vesi, pinnas jne), mis on ühtlasi GIS-i kihid. Kombineerides keskkonnapõhised hinnangud üheks projektiks, saame heterogeensetel andmetel põhineva tervikliku hinnangu objekti seisukorrale.
3. GIS-tehnoloogiate kasutamine nafta- ja gaasitööstuse keskkonnaprobleemide lahendamisel
Mõistes nafta- ja gaasiettevõtete võimalikke keskkonnaohte, on eelkõige Venemaa naftafirmad üheks oma prioriteediks seadnud keskkonnatasakaalu säilitamise oma ettevõtete tegevuspiirkondades. Nafta- ja gaasikompleksi (OGC) territooriumi keskkonnaseisundi tõeliseks parandamiseks on aga vaja suuri investeeringuid naftatootmise tehnoloogilisesse kompleksi, eelkõige keskkonnatehnoloogiate juurutamiseks. Sellega seoses saab nafta- ja gaasiettevõtete majanduskulude optimeerimiseks edukalt rakendada kaasaegseid geoinfotehnoloogia vahendeid. Allpool toome välja SB RAS-i Tomski teaduskeskuses kogutud kogemused GIS-i väljatöötamisel ja kasutamisel keskkonnaseisundi analüüsil põhineva keskkonnasõbralike keskkonnatehnoloogiate arvutivalikuks.
Välja töötatud GIS sisaldab järgmisi komponente:
· keskkonnaseisundi andmebaas,
· keskkonnatehnoloogiate andmebaas,
· tarkvaravahendite komplekt territooriumi seisundi analüüsimiseks ja keskkonnatehnoloogiate valimiseks.
Looduskeskkonna seisundi tervikliku analüüsi ja selle analüüsi põhjal keskkonnatehnoloogiate valiku ülesanne on suunatud looduskeskkonna standardkvaliteedi saavutamisele. Keskkonnaseisundi analüüsimise tarkvarapakett võimaldab ettevõtete majandusarengu stsenaariumide analüüsi põhjal välja selgitada territoriaalsed saastevööndid ja prognoosida nende piiride muutumise dünaamikat. Õhusaastetsoonide arvutuste tulemused on selgelt illustreeritud arvutikaartidel (joonis 9), kasutades GIS vahendeid. Samal ajal kasutati ettevõtete heitkogustes sisalduvate kahjulike ainete maapinna kontsentratsioonide väärtuste arvutamiseks atmosfääriõhus tuntud metoodikat OND-86. Arvutus tehakse kõige ebasoodsamate ilmastikutingimuste jaoks. Õhusaaste prognoosimise ja suurenenud saastatuse piirkondade väljaselgitamise lähteandmeteks olid ettevõtete keskkonnapassid ja muud keskkonnaasutuste teabematerjalid.
Joonis 9. Prognoos õhusaastetsooni pindala suurenemise kohta kaasneva gaasi põletamisest koos tootmismahtude suurenemisega.
Väljatöötatud GIS-tehnoloogia vahendid võimaldavad saavutada nafta- ja gaasikompleksi territooriumil looduskeskkonna standardkvaliteeti, modelleerides selle seisundi muutusi läbi GIS-i andmebaasist valitud kaasaegsete keskkonnatehnoloogiate kasutamise. Sellest tulenevalt võimaldab GIS-tehnoloogiate kasutamine vee-, õhu- ja pinnasereostuse tervikliku analüüsi põhjal valida keskkonnasõbralikke ja majanduslikult otstarbekaid keskkonnatehnoloogiaid. Allpool (joonis 10) on näide arvutimodelleerimisest, mis illustreerib võimalust valida GIS-andmebaasist sobivad reoveepuhastustehnoloogiad, et parandada naftaväljade jõevee kvaliteeti.
Joonis 10. Jõgede reostuse algseisund naftaväljade territooriumil reovee väljalaskmise tõttu.
GIS-tehnoloogiate laiendatud kasutamise väljavaated nafta- ja gaasitööstuse keeruliste keskkonnaprobleemide lahendamiseks on seotud territooriumi keskkonnaseisundi parandamiseks kavandatud lähenemisviisi väljatöötamisega, mis põhineb kosmosealase teabe kasutamisel.
Järeldus
Seega võime kindlalt öelda, et GIS-il on teatud omadused, mis võimaldavad meil õigustatult pidada seda tehnoloogiat teabe töötlemise ja haldamise jaoks peamiseks. GIS-i tulekuga on reaalsuseks saanud võimalus lahendada selline probleem nagu kaugandmete analüüs nende täielikuks kasutamiseks igapäevaelus, kuna see tehnoloogia võimaldab meil koguda ja analüüsida erinevat esmapilgul vähe seotud teavet. , ning saada selle kohta massilisel faktilisel materjalil üldistatud vaade, analüüsida kvantitatiivselt ja kvalitatiivselt seda iseloomustavate parameetrite ja selles toimuvate protsesside omavahelisi seoseid. GIS-i on edukalt kasutatud nii keskkonnaseisundi jälgimiseks kui ka peamiste keskkonnaparameetrite kaartide koostamiseks.
ArcGIS ArcInfo 9.1 baasil välja töötatud integreeritud hindamise, modelleerimise ja prognoosimise geoinfosüsteem on aluseks mitmetasandiliste info- ja mõõtesüsteemide (IMS) ehitamisel ning seda saab kasutada territooriumide kujundamisel ja tegemisel. keskkonnakaitse ja loodusvarade ratsionaalse kasutamise juhtimisotsused.
GIS-tehnoloogiate laiendatud kasutamise väljavaated keeruliste keskkonnaprobleemide lahendamiseks erinevates tööstusharudes on seotud territooriumi ökoloogilise seisundi parandamiseks kavandatud lähenemisviisi väljatöötamisega, mis põhineb kaasaegsete tehnoloogiate abil saadud teabe kasutamisel, eriti kasutades kosmoseteavet. .
Kirjandus
1. Aleksejev V.V., Kurakina N.I. IIS-i jälgimine. GIS-il põhineva keskkonnakaitsesüsteemi seisundi tervikliku hindamise küsimused // Ajakiri GIS-Review.-2000.-Nr.19.
2. Aleksejev V.V., Gridina E.G., Kulagin V.P., Kurakina N.I. GIS-i põhjal keerukate objektide kvaliteedi hindamine // Rahvusvahelise sümpoosioni "Usaldusväärsus ja kvaliteet 2003" toimetiste kogumik. - Penza 2003.
3. Aleksejev V.V., Kurakina N.I., Želtov E.V. Saasteainete leviku modelleerimise ja keskkonnaolukorra hindamise süsteem GIS-i alusel // ajakiri "Informatsioonitehnoloogiad modelleerimiseks ja juhtimiseks", nr 5(23), Voronež, 2005.
4. Alekseev V.V., Kurakina N.I., Orlova N.V., Geoinfosüsteem veekogude seireks ja keskkonnakoormuse reguleerimiseks // Ajakiri ArcReview.-2006.-Nr 1(36).
5. Aleksejev V.V., Gridina E.G., Kurakina N.I. Mõõtmiste ühtsuse tagamise küsimused komplekshinnangute moodustamisel // Rahvusvahelise sümpoosioni "Usaldusväärsus ja kvaliteet 2005" toimetiste kogumik. - Penza 2005.
6. Väljaande kuupäev + ArcReview. - http://www.dataplus.ru.
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 naftajuhtme ehitamiseks, 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 põhjal määrati vooluveekogude suunad ning arvutati välja naftareostuse pikkus, pindala ja maht avarii korral. 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). Seda kasutades 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 rakendusalad hõlmavad järgmist: 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. Värskeim teave kaartide teema uuendamise kohta saadi osakonnas satelliidilt Resurs-01. Saadud info töötlemise esimene etapp seisneb pildi vaatamises, georefereerimises orbitaalelementide järgi, kasulike fragmentide väljalõikamises, võrdluspunktide korrigeerimises. pilt, 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 kontroll keskkonnaalaste õigusaktide täitmise üle, keskkonnaharidusele, meediale.
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.