Карактеристики на географските информациски технологии за еколошки цели. Примена на ГИС во екологијата

Вовед

Информациски системи

ГИС софтвер

Географски информациски системи во екологијата

MEMOS проект

Библиографија

Вовед

Информатичките технологии служат првенствено за заштеда на ресурси преку пребарување и потоа користење на информации за подобрување на ефикасноста на човековата активност. Во моментов, истражувањата за заштита на животната средина се спроведуваат во сите области на науката и технологијата од различни организации и на различни нивоа, вклучително и на државно ниво. Сепак, информациите од овие студии се многу расфрлани.

Голем обем на информации за животната средина, податоци за долгорочно набљудување и најновите случувања се расфрлани низ различни бази на информации или дури и лоцирани на хартија во архивите, што не само што го отежнува нивното пребарување и употреба, туку и доведува до сомневања за веродостојноста на податоците. и ефикасно користење на средствата наменети за животната средина од буџетот, странските фондови или комерцијалните структури.

Втората точка која ја одредува потребата од информирање е постојаното следење на фактичката состојба на животната средина, плаќањето на даноците и спроведувањето на мерките за животна средина. Потребата за контрола се појави со усвојувањето на надоместоците за загадување уште во 1992 година, кога беа откриени проблеми како што се реиндексирање на плаќањата поради инфлација, неплаќање за загадување на воздухот и „затајување“ на плаќањата за животната средина, поради недостаток на потребната техничка основа за навремено следење на усогласеноста со законот.

Благодарение на автоматизираните системи за мониторинг, контролата над еколошките активности станува поефикасна, бидејќи постојаното следење овозможува не само да се следи правилното спроведување на законот, туку и да се направат измени на него во согласност со актуелните услови на еколошката и социо-економската состојба. .

На крајот на двата милениума, проблемот со односот помеѓу човечкото општество и животната средина стана акутен. Во текот на изминатите децении, се зголеми ризикот од големи еколошки катастрофи предизвикани од луѓето и како резултат на заштитната реакција на природата.

Природните и вештачките еколошки катастрофи имаат историски аспект. Различни природни катастрофи, како што се поплави и шумски пожари, постоеле низ историјата на нашата планета. Меѓутоа, со развојот на модерната цивилизација, се појавија нови видови катастрофи, вклучувајќи опустинување, деградација на копнените ресурси, бури од прашина, загадување на Светскиот океан итн. Почетокот на 21 век ја поставува итна задача за проценка на ризикот од еколошки катастрофи и преземање мерки за нивно спречување. Со други зборови, задачата за управување со еколошки катастрофи стана итна. И ова е можно доколку постои потребната информативна поддршка за минатото, сегашната и идната состојба на еколошките објекти, вклучувајќи ги природните, вештачките и антропогени системи.

Информациски системи

Современите информатички технологии се наменети за пребарување, обработка и дистрибуција на големи количини на податоци, креирање и управување со различни информациски системи кои содржат бази на податоци и банки на податоци и знаење.

Во широка смисла на зборот, информациски систем е систем, чии некои елементи се информациски објекти (текстови, графики, формули, веб-страници, програми и сл.), а врските се од информативен карактер.

Информациски систем, сфатен во потесна смисла, е систем дизајниран да складира информации во специјално организирана форма, опремена со алатки за извршување на процедури за внесување, ставање, обработка, пребарување и издавање информации по барање на корисникот.

Најважните потсистеми на автоматизираните информациски системи се базите на податоци и банките на податоци, како и експертските системи кои припаѓаат на класата системи за вештачка интелигенција. Одделно, географските информациски системи треба да се сметаат за еден од најразвиените глобални AIS во екологијата во моментот.

Концепт на географски информациски систем (ГИС)

Географски информациски систем (ГИС) е софтверски и хардверски комплекс кој решава збир на задачи за складирање, прикажување, ажурирање и анализа на просторни и атрибутни информации на територијални објекти. Една од главните функции на ГИС е креирање и користење на компјутерски (електронски) мапи, атласи и други картографски дела. Берлиант А.М. Картографија: Учебник за универзитети. - М.: Aspect Press, 2001. - 336 стр. Основата на секој информациски систем се податоците. Податоците во ГИС се поделени на просторни, семантички и метаподатоци. Просторните податоци се податоци што ја опишуваат локацијата на објектот во вселената. На пример, координатите на аголните точки на зградата, претставени во локалниот или кој било друг координатен систем. Семантички (атрибутни) податоци - податоци за својствата на објектот. На пример, адреса, катастарски број, број на ката и други карактеристики на зградата. Метаподатоци се податоци за податоци. На пример, информации за тоа кој, кога и со кој изворен материјал зградата била внесена во системот. Првиот ГИС беше создаден во Канада, САД и Шведска за проучување на природните ресурси во средината на 1960-тите, а сега во индустријализираните земји има илјадници ГИС кои се користат во економијата, политиката, екологијата, управувањето и заштитата на природните ресурси, катастарот, науката. , образование итн. Тие интегрираат картографски информации, податоци за далечинско набљудување и следење на животната средина, статистика и пописи, хидрометеоролошки набљудувања, материјали за експедиција, резултати од дупчење итн. Структурно, општинскиот ГИС е централизирана база на податоци за просторни објекти и алатка која обезбедува способности за складирање, анализа и обработка за секоја информација поврзана со одреден ГИС објект, што во голема мера го поедноставува процесот на користење на информации за објекти од урбаното подрачје од заинтересираните служби и поединци. Исто така, вреди да се напомене дека ГИС може (и треба) да се интегрира со кој било друг општински информациски систем кој користи податоци за објекти во урбаната област. На пример, системот за автоматизирање на активностите на општинскиот комитет за управување со имот треба да ги користи во својата работа адресниот план и картата на земјишните парцели на општинскиот ГИС. ГИС, исто така, може да складира зони кои содржат коефициенти на стапка на изнајмување што може да се користат при пресметување на киријата. Во случај кога во градот се користи централизиран општински ГИС, сите вработени во органите на локалната самоуправа и градските служби имаат можност да добијат регулиран пристап до ажурирани ГИС податоци, притоа трошејќи многу помалку време на пребарување, анализа и сумирање. нив. ГИС се дизајнирани да решаваат научни и применети проблеми на попис, анализа, проценка, прогноза и управување со животната средина и територијалната организација на општеството. Основата на ГИС се автоматизирани системи за мапирање, а главни извори на информации се различните гео-слики. Геоинформатика - наука, технологија и индустриски дејности:

На научна основа, дизајнирање, создавање, функционирање и користење на географски информациски системи;

За развојот на географските информациски технологии;

За применети аспекти или примени на ГИС за практични или геонаучни цели. Дјаченко Н.В. Користење на ГИС технологии

ГИС софтвер

ГИС софтверот е поделен на пет главни класи кои се користат. Првата најфункционално комплетна класа на софтвер е инструменталниот ГИС. Тие можат да бидат дизајнирани за широк спектар на задачи: за организирање на внесување информации (и картографски и атрибути), нивно складирање (вклучувајќи дистрибуирана, поддршка на мрежна работа), обработка на сложени барања за информации, решавање на просторни аналитички проблеми (коридори, околини, мрежа задачи, итн.), изградба на изводни карти и дијаграми (операции со преклопување) и, конечно, да се подготви за излез на оригинални распореди на картографски и шематски производи на тврди медиуми. Како по правило, инструменталната ГИС поддршка работи и со растерски и со векторски слики, има вградена база на податоци за дигитална основа и информации за атрибутите или поддржува една од вообичаените бази на податоци за складирање информации за атрибутите: Paradox, Access, Oracle итн. развиените производи имаат системи за време на работа кои ви дозволуваат да ја оптимизирате потребната функционалност за одредена задача и да ги намалите трошоците за репликација на системите за помош создадени со нивна помош. Втората важна класа се таканаречените ГИС прегледувачи, односно софтверски производи кои обезбедуваат употреба на бази на податоци креирани со помош на инструментален ГИС. Како по правило, гледачите на ГИС му обезбедуваат на корисникот (ако воопшто) екстремно ограничени опции за надополнување на базите на податоци. Сите ГИС гледачи вклучуваат алатки за барање бази на податоци кои вршат операции на позиционирање и зумирање на картографски слики. Секако, гледачите се секогаш составен дел на средните и големите проекти, што ви овозможува да заштедите трошоци за создавање на некои работни места кои не се обдарени со права за надополнување на базата на податоци. Третата класа е референтни картографски системи (RSS). Тие комбинираат складирање и повеќето можни видови визуелизација на просторно дистрибуирани информации, содржат механизми за пребарување за картографски и атрибутни информации, но во исто време значително ја ограничуваат способноста на корисникот да ги надополнува вградените бази на податоци. Нивното ажурирање (ажурирање) е циклично и обично го врши добавувачот на SCS за дополнителен надомест. Четвртата класа на софтвер се алатките за просторно моделирање. Нивната задача е да ја моделираат просторната распределба на различни параметри (релјеф, зони на загадување на животната средина, области на поплави при изградба на брани и други). Тие се потпираат на алатки за работа со матрични податоци и се опремени со напредни алатки за визуелизација. Типично е да имате алатки кои ви дозволуваат да извршите широк спектар на пресметки за просторни податоци (собирање, множење, пресметување на деривати и други операции).

Петтата класа, на која вреди да се фокусираме, е специјално средство за обработка и дешифрирање на податоците за земјено звук. Ова вклучува пакети за обработка на слики, опремени, во зависност од цената, со различни математички алатки кои овозможуваат операции со скенирани или дигитално снимени слики од површината на земјата. Ова е прилично широк опсег на операции, почнувајќи од сите видови корекции (оптички, геометриски) преку геореференцирање на слики до обработка на стерео парови со излез на резултатот во форма на ажуриран топоплан. Покрај споменатите класи, постојат и различни софтверски алатки кои манипулираат со просторни информации. Тоа се производи како што се алатки за обработка на теренски геодетски набљудувања (пакети кои обезбедуваат интеракција со GPS приемници, електронски тахометри, нивоа и друга автоматизирана геодетска опрема), алатки за навигација и софтвер за решавање на уште потесни теми (истражување, екологија, хидрогеологија итн. . Секако, можни се и други принципи за класификација на софтверот: по област на примена, по цена, поддршка од одреден тип (или типови) оперативни системи, преку компјутерски платформи (компјутери, работни станици Unix) итн. Брзиот раст во бројот на потрошувачи на ГИС технологии во минатото преку децентрализација на трошењето на буџетските средства и нивно воведување во сè повеќе нови предметни области на нивна употреба. Ако до средината на 90-тите главниот раст на пазарот беше поврзан само со големи проекти на федерално ниво, денес главниот потенцијал се движи кон масовниот пазар. Ова е глобален тренд: според истражувачката фирма Даратех (САД), глобалниот пазар на ГИС за персонални компјутери моментално е 121,5 пати побрз од севкупниот раст на пазарот на ГИС решенија. Масовноста на пазарот и зголемената конкуренција доведуваат до фактот дека на потрошувачите им се нудат сè поквалитетни стоки за иста или пониска цена. Така, за водечките добавувачи на инструментален ГИС веќе стана правило да се снабдува, заедно со системот, дигитална картографска основа за регионот каде што се дистрибуира стоката. И самата класификација на софтверот погоре стана реалност. Пред само две или три години, функциите на автоматизирана векторизација и системи за помош можеа да се имплементираат само со користење на развиен и скап инструментален ГИС (Arc/Info, Intergraph). Постои прогресивен тренд кон модуларизација на системите, што овозможува оптимизација на трошоците за одреден проект. Денес, дури и пакетите што служат за одредена технолошка фаза, на пример, векторизатори, може да се купат и во комплетен и во намален сет на модули, библиотеки со симболи итн. Влегување на голем број домашни случувања на „пазарно“ ниво. Производите како што се GeoDraw / GeoGraph, Sinteks / Tri, GeoCAD, EasyTrace не само што имаат значителен број корисници, туку веќе ги имаат и сите атрибути на дизајн и поддршка на пазарот. Во руската геоинформатика има одреден критичен број на работни инсталации - педесет. Откако ќе го постигнете, постојат само два начина понатаму: или нагло нагоре, зголемување на бројот на вашите корисници или напуштање на пазарот поради неможноста да се обезбеди потребната поддршка и развој за вашиот производ. Интересно е што сите споменати програми се грижат за долниот дел од ценовниот спектар; со други зборови, тие ја нашле оптималната рамнотежа помеѓу цената и нивото на функционалност специјално за рускиот пазар.

Искуството од сеопфатно географско истражување и системско тематско мапирање овозможи геоинформациското мапирање да заземе водечка позиција во развојот на картографската наука и производство.

Споредбата на карти од различни времиња и различни теми ни овозможува да преминеме на прогнози врз основа на идентификуваните односи и трендови во развојот на појавите и процесите. Прогнозата од мапи, исто така, овозможува да се предвидат модерни, но сè уште не познати феномени, на пример, временски прогнози или непознати минерали.

Прогнозата се заснова на картографски екстраполации, толкувани како проширување на шаблоните добиени при картографската анализа на феноменот на непроучен дел од овој феномен, на друга територија или во иднина. Картографските екстраполации, како и сите други (математички, логички), не се универзални. Нивната предност е што тие се добро прилагодени за предвидување и просторни и временски обрасци. Во практиката на прогнозирање со користење на карти, широко се користат и методи на аналогии, индикации, стручни проценки, пресметување на статистички регресии и сл., познати во географијата.

Литература:

1. Трифонова Т.А., Мишченко Н.В., Красношчеков А.Н. Географски информациски системи и далечинско набљудување во истражувањето на животната средина: учебник за универзитети. - М., 2005. – 352 стр.

2. Штурман В.И. Мапирање на животната средина: Учебник. - Москва, 2003 година.

Тема 14. Содржина и методи на составување еколошки карти. План:

1. Мапирање атмосферски проблеми.

2. Мапирање на загадувањето на копнените води.

3. Квалитативни и квантитативни проценки на состојбите во животната средина.

1. Мапирање атмосферски проблеми

Атмосферата, како најдинамична средина, се карактеризира со сложена просторновременска динамика на нивоата на нечистотии. Во секој даден момент во времето, нивото на атмосферско загадување на одредена територија или во одредена точка се определува од рамнотежата на поединечните загадувачи и нивната севкупност. Кредитната страна на билансот на состојба содржи:

♦ снабдување со загадувачи од комбинација на вештачки и природни извори на територијата што се разгледува;

♦ снабдување со загадувачи од извори надвор од територијата што се разгледува, вклучително и оддалечени (транспорт на долги релации);

♦ формирање на загадувачи како резултат на секундарни хемиски процеси кои се случуваат во самата атмосфера.

Расходната страна на билансот на состојба вклучува:

♦ отстранување на загадувачите надвор од територијата што се разгледува;

♦ таложење на загадувачки материи на површината на земјата;

♦ уништување на загадувачите како резултат на процесите на самопрочистување.

Факторите на интензитет на таложење и самопрочистување за различни супстанции во голема мера се совпаѓаат. Затоа, концентрациите на различни супстанции обично се менуваат релативно конзистентно, почитувајќи ги истите временски и просторни обрасци.

Снабдувањето со загадувачи од природни и вештачки извори на прашина се зголемува со зголемен ветер (во комбинација со присуство на лабави површини) и за време на вулкански процеси.

Така, мапирањето на загадувањето на воздухот се состои од:

♦ мапирање на потенцијалот за загадување на воздухот;

♦ мапирање на изворите на загадување;

♦ мапирање на нивоата на загадување.

Во управувањето со користење на земјиштето и урбаното управување, еден од главните типови на производи се информациите (вклучувајќи картографски информации) добиени врз основа на достапните податоци. При решавање на еколошките проблеми со користење на ГИС, фокусот на производите е малку поинаков. При набљудување на животната средина (мониторинг), тие собираат и заеднички обработуваат податоци поврзани со различни природни средини, моделираат и анализираат еколошки процеси и трендови во нивниот развој, како и користат податоци при донесување одлуки за управување со квалитетот на животната средина.

Резултатот од студијата за животна средина обично претставува три типа на оперативни податоци: наведувајќи (измерени параметри на состојбата на еколошката состојба во времето на истражувањето), оценувачки (резултати од мерењата на обработка и добивање оценки за состојбата со животната средина по оваа основа), прогноза (предвидување на развојот на ситуацијата за даден временски период).

Од ова произлегува дека еколошкиот ГИС примарно користи динамички модели. Поради ова, технологиите за креирање електронски мапи играат голема улога во нив.

Комбинацијата на сите овие три типа на податоци ја формира основата на мониторингот на животната средина.

Карактеристика на презентацијата на податоците во системите за мониторинг на животната средина е тоа што еколошките карти се порепрезентативни за подрачните гео-објекти отколку линеарните.

Во однос на дигиталното моделирање, употребата на дигитални модели како што се дигитален модел на феноменот, полеи така натаму.

На ниво собирањеЗаедно со топографските карактеристики, дополнително се одредуваат и параметрите кои ја карактеризираат еколошката состојба. Ова го зголемува количеството на податоци за атрибути во еколошки ГИС во споредба со стандардниот ГИС. Според тоа, улогата на семантичкото моделирање се зголемува.

На ниво моделирањекористат специјални методи за пресметување на параметрите кои ја карактеризираат еколошката состојба на животната средина и одредуваат форма на презентација на дигиталните карти.

На ниво застапеностпри еколошките студии не се издаваат една, туку, по правило, низа карти, особено при прогнозирање на појави. Во некои случаи, мапите се произведуваат со помош на методи на динамичка визуелизација, што често може да се види во временската прогноза прикажана на телевизија.

Како пример, да го разгледаме системот за следење на животната средина создаден за Москва.“ Предметите на мониторинг во Москва се: атмосферски воздух, површински и подземни води, почва, зелени површини, услови на радијација, живеалишта и здравствена состојба на населението.

Голем број организации (федерални, општински, одделенски) во Москва самостојно собираат податоци за состојбата на параметрите на еколошките објекти. Составот на атмосферскиот воздух, количината на емисии од индустриските претпријатија и возилата, квалитетот на површинските и подземните води итн. Недостатоци на постојната процедура за собирање податоци за животната средина се фрагментацијата и несистематската природа, неединството на урбаните еколошки организации и немањето сеопфатни проценки и прогнози за развојот на состојбата со животната средина.

Главната задача на урбаниот мониторинг на животната средина е да се добие сеопфатна проценка на еколошката состојба во градот врз основа на интегрирање на сите видови податоци кои доаѓаат од различни организации. Основата за интеграција на збир на податоци е, природно, карта. Следствено, решавањето на проблемите на урбаниот мониторинг на животната средина неминовно води кон создавање и употреба на ГИС.

(„Пупирев Е.И., Бутаков П.Д., Дронина Н.П. Улогата и местото на географските информациски технологии во московскиот систем за следење на животната средина // ГИС - Преглед. - Лето, 1995.-стр. 34-36.)

За таа цел се комбинираат постојните мрежи на различни мерења и специјализиран мониторинг на услугите за животна средина. Создавањето на системот се заснова на воведување на современи контролни алатки засновани на единствен информациски простор.

Структурата на московскиот систем за мониторинг на животната средина вклучува две нивоа.

Понискониво на системот вклучува:

Федерални, градски и одделенски потсистеми на специјализиран мониторинг (мониторинг на атмосферата, површинските води, јавното здравје, радиолошки мониторинг, мониторинг на санитарното чистење на градската територија, мониторинг на подземните и подземните води, почвата, зелените површини, акустичен мониторинг, мониторингот на урбанистичко планирање );

Територијални центри за собирање и обработка на податоци, создадени врз основа на територијалните гранки на Москомприрода.

Овие потсистеми обезбедуваат собирање на целосни и, ако е можно, висококвалитетни информации за состојбата на животната средина низ градот. Во локалните центри, информациите исто така се анализираат и се избираат за пренос на горното ниво.

Територијалните центри обезбедуваат собирање информации за изворите на антропогено загадување на територијата на административните области и користат податоци од територијалните поделби на федералните служби и градските економски организации.

ГорнаНивото на системот за мониторинг на животната средина е информациско-аналитичкиот центар. Задачите на највисокото ниво на системот вклучуваат:

Брза проценка на еколошката состојба во градот;

Пресметка на интегрални проценки на состојбата со животната средина;

Прогноза на развој, еколошка состојба;

Подготовка на контролни акциски проекти и проценка на последиците од донесените одлуки.

Очигледно е дека московскиот информативен систем за следење на животната средина има јасно дистрибуирана природа. Затоа, тој е изграден врз основа на дистрибуирана информациска мрежа.

За ефикасно користење на акумулираните податоци, потребна е сложена обработка и напредни методи за моделирање и презентирање податоци.

Географските информациски системи се оптимално средство за прикажување и анализа на просторно распределените податоци за животната средина.

Подсистемот на специјализиран мониторинг опфаќа голем број организации (Москомзем, НПО „Радон“, НИиПИ Генерален план) кои имаат пакети со алатки за ГИС. Други организации (Moslesopark, MGTSSEN) немаат таков софтвер. Интеграцијата на податоците во еден систем се случува на два начина:

Врз основа на конвертирање на формати на податоци во единствен формат за целиот систем;

Врз основа на изборот на единствен ГИС софтвер. Софтверскиот пакет развиен од Прима АД, обезбедувајќи решенија за проблемите на територијалните гранки на Москомприрода или комитетите за зачувување на природата на големите и средните градови, ги извршува следните функции:

Формирање и одржување на бази на податоци за информации за животната средина за територии, претпријатија, средини (воздух, вода, почва);

Одржување на база на податоци за регулаторни и законодавни документи од областа на екологијата;

Одржување на база на податоци за стандарди за содржината на загадувачи во воздухот, водата, почвата и храната;

Одржување на база на податоци за уреди за контрола на животната средина.

Покрај одржувањето на базите на податоци, предвидена е и работа на моделирање и добивање тематски карти. Конкретно, системот ги врши следните видови пресметки: пресметка на плаќања за користење на природни ресурси и пресметка на полиња на концентрација на загадувачи во атмосферата, водата и почвата.

Системот за мониторинг на животната средина обезбедува размена на податоци помеѓу неговите учесници. Затоа, еден од главните барања за софтверот на сите потсистеми е способноста да се конвертираат датотеките со податоци во стандардни формати (dbf за датотеки со база на податоци и DXF за графички датотеки).

При креирањето на московскиот систем за следење на животната средина, користевме унифициран координатен системза сите одделенија за мониторинг на животната средина. Сите геоинформации (вклучувајќи ги и еколошките) податоци мора да имаат единствена координатна референца, а потоа не се појавуваат никакви проблеми при размена на информации во дигитална форма.

Скалата на картите на кои работат различни потсистеми за следење на животната средина може да биде различна: од 1: 2.000 за територијалните гранки на Москомприрода до 1: 38.000 за највисокото ниво на системот.

Во организацијата на мониторингот на животната средина во Москва, географските информациски технологии ја формираат основата, бидејќи тие обезбедуваат решенија за проблемите со мониторингот на животната средина во Москва.

Вовед

1.1 Деградација на живеалиштата

1.2 Загадување

1.3 Заштитени подрачја

1.4 Незаштитени области

1.6 Мониторинг

2.2 Функционалност на системот

2.3 Методи за добивање на сеопфатна проценка

Заклучок

Литература

геоинформациска карта мониторинг на нафта и гас

Вовед

Во целиот свет, еколошките проблеми сега добиваат зголемено внимание. И ова не е изненадувачки. Брзиот развој на човековата економска активност ги создаде сите предуслови за реална можност за еколошка криза. Во таа насока, од големо значење станува насоката поврзана со квантитативната проценка на антропогените влијанија врз животната средина, создавањето системи за сеопфатна проценка на состојбата на еколошката состојба, како и моделирањето и предвидувањето на развојот на ситуацијата. . Создавањето такви системи во моментов е невозможно без употреба на современи компјутерски алатки. Една од важните алатки се ГИС технологиите.

Проценката на состојбата на сложените природни објекти во околината вклучува сеопфатна анализа на влијанието на различни фактори. Добивањето сложени проценки е комплицирано од разновидноста на карактеристиките на објектот и разновидноста на достапните информации, што ја зголемува релевантноста на задачата за обезбедување метролошка споредливост на хетерогени податоци.

1. Улогата и местото на ГИС во еколошките активности

1.1 Деградација на живеалиштата

ГИС успешно се користи за креирање мапи на клучните еколошки параметри. Во иднина, кога ќе се добијат нови податоци, овие карти се користат за идентификување на обемот и стапката на деградација на флората и фауната. Кога се внесуваат од податоци за далечинско набљудување, особено сателитски податоци и конвенционални теренски набљудувања, тие може да се користат за следење на локални и големи антропогени влијанија. Препорачливо е да се преклопат податоци за антропогени оптоварувања на мапи за зони на територијата со истакнати области од особен интерес од еколошка гледна точка, на пример, паркови, резервати и засолништа за диви животни. Исто така, може да се изврши проценка на состојбата и стапката на деградација на природната средина со користење на тест области идентификувани на сите слоеви на картата.

1.2 Загадување

Со користење на ГИС, погодно е да се моделира влијанието и дистрибуцијата на загадувањето од точкасти и непостоечки (просторни) извори на земјата, во атмосферата и долж хидролошката мрежа. Резултатите од пресметките на моделот може да се надополнат на природни карти, како што се карти на вегетација, или на карти на станбени области во дадена област. Како резултат на тоа, можно е брзо да се проценат непосредните и идните последици од таквите екстремни ситуации како што се излевањата на нафта и други штетни материи, како и влијанието на загадувачите на постојани точки и области.

1.3Заштитени подрачја

Друга вообичаена примена на ГИС е собирањето и управувањето со податоци за заштитените подрачја како што се резерватите за дивеч, природните резервати и националните паркови. Во рамките на заштитените подрачја, можно е да се спроведе целосен просторен мониторинг на растителните заедници на вредни и ретки животински видови, да се утврди влијанието на антропогените интервенции како што се туризмот, поставувањето патишта или далноводи и да се планираат и спроведат мерки за заштита на животната средина. Исто така, можно е да се извршат задачи за повеќе корисници, како што се регулирање на пасењето на добитокот и предвидување на продуктивноста на земјиштето. ГИС ги решава ваквите проблеми на научна основа, односно се избираат решенија кои обезбедуваат минимално ниво на влијание врз дивиот свет, одржувајќи го потребното ниво на чистота на воздухот, водните тела и почвите, особено во областите што често ги посетуваат туристите.

1.4 Незаштитени области

Регионалните и локалните управувачки структури нашироко ги користат можностите на ГИС за да добијат оптимални решенија за проблемите поврзани со дистрибуцијата и контролираното користење на земјишните ресурси и решавање на конфликтни ситуации помеѓу сопственикот и станарите на земјиштето. Корисно и често е неопходно да се споредат сегашните граници на површините за користење на земјиштето со зонирањето на земјиштето и долгорочните планови за нивно користење. ГИС, исто така, обезбедува можност за споредување на границите на користење на земјиштето со барањата за дивиот свет. На пример, во некои случаи може да биде неопходно да се резервираат миграциски коридори за диви животни низ развиените области помеѓу природните резервати или националните паркови. Постојаното собирање и ажурирање на податоците за границите на користење на земјиштето може да биде од голема помош во развојот на мерки за заштита на животната средина, вклучително и административни и законодавни мерки, следење на нивната имплементација и навремено правење измени и дополнувања на постојните закони и прописи врз основа на основни научни принципи и концепти за животната средина. .

1.5 Обнова на живеалиштата

ГИС е ефективна алатка за проучување на животната средина како целина, поединечни видови на флора и фауна во просторни и временски аспекти. Доколку се утврдат специфични еколошки параметри кои се неопходни, на пример, за постоење на кој било вид животно, вклучително и присуство на пасишта и места за размножување, соодветни видови и резерви на ресурси за добиточна храна, извори на вода, барања за чистота на природната средина , тогаш ГИС ќе помогне брзо да се најдат области со соодветна комбинација на параметри во кои условите за постоење или обновување на популацијата на даден вид ќе бидат блиску до оптималните. Во фазата на адаптација на раселениот вид на ново подрачје, ГИС е ефикасен за следење на непосредните и долгорочните последици од преземените мерки, проценка на нивниот успех, идентификување на проблемите и изнаоѓање начини за нивно надминување.

1.6 Мониторинг

Како што се прошируваат и продлабочуваат активностите за заштита на животната средина, една од главните области на примена на ГИС е следењето на последиците од активностите преземени на локално и регионално ниво. Извори на ажурирани информации може да бидат резултатите од копнените истражувања или далечинските набљудувања од воздушниот транспорт и од вселената. Употребата на ГИС е ефикасна и за следење на условите за живот на локалните и наведени видови, идентификување на причинско-последичните синџири и врски, проценка на поволните и неповолните последици од мерките за животната средина преземени врз екосистемот како целина и неговите поединечни компоненти, правејќи оперативни одлуки за нивно прилагодување во зависност од променливите надворешни услови .

2. Сеопфатна проценка на природната средина

2.1 Основни принципи на интегрираниот систем за оцена на животната средина

Географскиот информациски систем за интегрирана проценка, моделирање и предвидување на состојбата на природната средина (ГИС) се заснова на топографска основа со унифициран координатен систем, на бази на податоци кои имаат унифицирана организација и структура и се складиште на сите информации за анализираните објекти, на збир на софтверски модули за добивање проценки според претходно развиени алгоритми. Системот овозможува:

· собира, класифицира и организира информации за животната средина;

· ја истражуваат динамиката на промените во состојбата на екосистемот во просторот и времето;

· да изгради тематски карти врз основа на резултатите од анализата;

· симулира природни процеси во различни средини;

· да ја процени ситуацијата и да го предвиди развојот на состојбата со животната средина.

Дел од работата беше извршена заедно со Управата за води на басенот Нева-Ладога, чијашто област на покривање се протега на северозападниот регион и ги вклучува Санкт Петербург и Ленинградскиот регион, Новгородскиот и Псковскиот регион, Република Карелија и Калининград. регион. Според тоа, сите информации се собрани и систематизирани за овој регион. Топографската основа на интегрираниот систем за проценка служи за визуелизација на резултатите од истражувањето и просторната анализа (сл. 1).

Ориз. 1. Тополошка основа на сеопфатниот систем за оценување.

Главната информативна единица на топографската база се листови со дигитални карти со размер 1:200.000 Топографската база е збир на податоци за теренот структурирани во форма на посебни слоеви: реки, езера, патишта, шуми, контролни пунктови итн. .

Сеопфатната база на податоци за системот за проценка вклучува:

· база на податоци за резултатите од контролните мерења;

· база на карактеристики на природни објекти;

· база на карактеристики на изворите на загадување;

· регулаторна рамка.

Контролната мерна база е основа на системот за мониторинг на животната средина, кој ви овозможува брзо да ја процените еколошката состојба во дадена област и да ја прикажете на карта.

Системот ви овозможува да ја проучувате динамиката на загадувањето во просторот и времето, вклучувајќи:

· спроведе анализа во дадена точка за избрани индикатори според датумите на набљудување (временска анализа);

· добиваат стандардизирани проценки;

· да генерира просечни проценки за даден индикатор врз основа на списокот на контролни места (просторна анализа) и да изгради тематски карти (сл. 2);

· пресметајте интегрални проценки.

Ориз. 2. Просторна анализа на состојбата на водното тело.

2.2 Функционалност на системот

Унифицирана база на податоци за природни објекти и извори на загадување обезбедува можност за моделирање на дистрибуцијата на штетни материи во воздухот и водните средини со цел да се проучува моменталната состојба и да се развијат препораки за елиминирање на последиците од кризни ситуации и за рационално управување со животната средина. Моделите за дистрибуција на загадувачи во водата и воздухот ги земаат предвид технолошките карактеристики на претпријатијата (еколошки пасош), географската локација и метеоролошките услови.

Имплементиран е модел за дистрибуција на нечистотии во воздухот, базиран на техниката GGO, наречен OND-86. Резултатот од моделот е концентрационо поле претставено како ГИС слој (сл. 3).

Ориз. 3. Моделирање на дистрибуција на нечистотии во воздухот.

За водотеците имплементиран е модел на конвективно-дифузионен транспорт на загадувачи. Моделирањето на дистрибуцијата на загадувачите се врши од група на испусти на вода во рамките на локацијата или цел воден слив, земајќи ги предвид нивните специфики (сл. 4). Се пресметува максималното дозволено испуштање отпадна вода во водни тела. Резултатот од моделот е исто така концентрационо поле увезено во ГИС.

Ориз. 4. Моделирање на дистрибуција на нечистотии во воден тек.

Сеопфатна проценка на состојбата на сложените природни објекти се заснова на резултатите од мониторинг карактеристиките во различни средини (мерење на нивоата на радијација, концентрации на штетни материи, област на контаминација итн.), резултатите од истражувањата и испитувањата, како и резултати од моделирање на различни ситуации од вештачко или природно потекло. Ова ја зголемува релевантноста на задачата за комбинирање на квантитативни и квалитативни карактеристики и усогласеност со барањата за униформност на мерењата.

2.3 Методи за добивање на сеопфатна проценка

Создадениот систем го решава проблемот со комбинирање на хетерогени податоци за да се добијат сложени проценки за состојбата на еколошките објекти на обединета метролошка основа. Развиени се методи за конструирање стандардизирани скали со цел да се комбинираат различни проценки, земајќи ги предвид карактеристиките на веродостојноста и степенот на учество на секој фактор. Како нормализирана скала се зема скала со еднакви сегменти и условни соодноси: 0-1 – значително под нормата (ZNL); 1-2 – под нормалата (НН); 2-3 – норма (N); 3-4 – над нормалата (VN); 4-5 – значително над нормалата (ZN).

За да се процени квалитетот на резултатите од контролните мерења, се користи стандардизација во однос на максималната дозволена концентрација (MAC). Рамнината на кореспонденција помеѓу нормализираните вредности на контролните мерења и квалитативните проценки е прикажана на сл. 5.

Ориз. 5. Рамнина на кореспонденција помеѓу нормализираните вредности и квалитативните проценки.

Секој резултат од мерењето е случајна променлива, чија вистинска вредност е во интервалот x*=x’± ks. Во овој случај, прифаќањето на одредена вредност на контролирана количина на нормализирана скала на квалитативни односи може да се дефинира како веројатност да се најде вредноста на измерената количина во соодветниот интервал на вредностите на концентрацијата. Веројатноста да се прифати одредена вредност за квалитет може да се дефинира како:

Изборот на граничните вредности (C i) зависи од класата на опасност на супстанцијата и регионот на истражувањето, што се објаснува со специфичната ситуација на животната средина и постојната регулаторна рамка.

Во случај кога сложените карактеристики се користат за оценување на поединечни објекти на безбедност и безбедност, вредноста на одреден генерализиран индикатор ја одредува квалитативната вредност на контролираната карактеристика. Тешкотијата е што скалите за квалитет се различни за различни средини и техники. Во овој случај, задачата за нормализирање на сложените проценки се сведува на доведување на таквите скали до нормализирани.

Софтверскиот систем имплементира алгоритми за добивање квалитативни проценки врз основа на резултатите од контролните мерења, земајќи ги предвид постоечките стандардни методи за воздушни и водни средини (сл. 6). Различни квалитативни скали беа доведени до стандардизирана скала.

Ориз. 6. Проценка на состојбата на водната средина.

Поради недостигот на податоци од хемиска анализа, често се користат резултатите од истражувањата, истражувањата и стручните проценки, заедно со резултатите од контролните мерења. Во софтверскиот систем е креиран модул кој го имплементира приемот и обработката на стручни проценки.

При обработката на резултатите од истражувањето, вредноста на секоја вредност, како и резултатите од контролните мерења, го одредува степенот на контаминација на објектот и може да се поврзе со нормализираните карактеристики на објектот. Резултатите од обработката на експертските проценки се сумирани на стандардизирана скала. Во овој случај, проценката што одговара на секоја карактеристика мора да се сведе на нормализираната карактеристика å p k =1. Резултатите се геореференцирани и може да се нацртаат на карта (сл. 7).

Ориз. 7. Стручни проценки.

Сеопфатна проценка на состојбата на објектите за заштита од пожари се добива со комбинирање на податоци од различни типови (резултати од контролни мерења во различни средини, резултати од моделирање, истражувања и стручни проценки). Во овој случај, проблемот на обединување се претвора во проблем на сумирање на карактеристиките на различните проценки на нормализирана квалитативна скала.

Треба да се земе предвид дека доколку се определи сеопфатна проценка со комбинирање на голем број проценки кои имаат различни распределби на нормализирана скала, тогаш како резултат на комбинирање на таквите проценки постои голема веројатност да се добие униформа распределба, во која невозможно е да се суди за квалитативната проценка на состојбата на предметот.

Во овој поглед, се предлага да се користи следниов метод за комбинирање на слични проценки. За секоја група на проценки собрани, на пример, по медиуми (воздух, вода, почва) или според видот на нивниот прием (контролни мерења, експертски проценки, резултати од моделирање), сортирањето треба да се направи во согласност со максималната вредност на секој квалитет. а треба да се изберат најкритичните оценки. Во исто време, во зависност од задачата, алгоритмот за избор на критични проценки може да биде и различен. На пример, за да се процени итна ситуација, треба да изберете индикатори за кои максималната проценка ја зема вредноста на ZVN (значително повисока од нормата за нормални услови, треба да изберете индикатори со максимум во опсег од N (; норма) на ЗВН.

Комплексните проценки на состојбата на еколошките објекти може да се добијат со комбинирање на различни видови податоци, на пример, резултатите од контролните мерења и визуелната инспекција на крајбрежната област. При формирање на такви проценки, неопходно е да се земе предвид важноста на секоја користена карактеристика.

Ваквите проценки претставуваат сложена карактеристика добиена со сумирање на едноставни проценки земајќи ги предвид нивните својства во групите на влијание, односно:

каде што: * е оператор за сумирање, x i * е едноставна проценка вклучена во множеството важни карактеристики на I s, pdi е проценка на степенот на доверба и g уi е проценка на степенот на учество на x i *.

Степенот на доверба ја карактеризира веродостојноста на користената проценка и зависи од начинот на нејзино добивање. Степенот на учество ја одредува тежината на карактеристиката што се користи при формирање комплексна проценка на квалитетот на објектот на екосистемот. Употребата на коефициентот на учество ја елиминира можноста за добивање подеднакво веројатна карактеристика на резултатот во случај на сумирање на голем број карактеристики и му овозможува на експертот да добие различни проценки во зависност од задачата.

Сеопфатна проценка на состојбата на објектите за заштита од пожари е карактеристика што се добива со сумирање едноставни и сложени проценки земајќи ги предвид нивните својства

каде што: * е оператор за сумирање, x i * е едноставна проценка вклучена во множеството важни карактеристики на I 0, S i * е сложена проценка добиена со користење на стандардни методи за комбинирање на податоци од ист тип или според формулата (2) за податоци од различни видови.

Информациското опкружување за добивање на сеопфатна проценка обезбедува интеграција и користење на дистрибуирани информации, а ГИС технологијата обезбедува нејзина обработка во согласност со географската или административната референца (сл. 8).

Ориз. 8. Информативна средина за добивање на сеопфатна проценка.

За да се формираат сложени проценки врз основа на податоци од ист тип, се избира соодветниот слој (со потребната површина и параметри) и податоците се обработуваат во согласност со стандардните методи. Во случај кога се добива сложена проценка со сумирање на податоци од различни типови, се формира проект од неколку слоеви. На секој слој му е доделена стапка на учество и се генерираат сложени оценки. Резултирачките сложени проценки се исто така ГИС слој. Со формирање на проекти од едноставни и сложени проценки, како и резултати од моделирање, може да се добијат проценки за медиуми (воздух, вода, почва и сл.), кои се исто така ГИС слоеви. Со комбинирање на проценките по околина во еден проект, ќе добиеме сеопфатна проценка на состојбата на објектот врз основа на хетерогени податоци.

3. Користење на ГИС технологии за решавање на еколошките проблеми во индустријата за нафта и гас

Согледувајќи ги потенцијалните еколошки опасности од нафтените и гасните претпријатија, руските нафтени компании особено го прогласија зачувувањето на еколошката рамнотежа во областите на нивните претпријатија како еден од нивните приоритети. Меѓутоа, за вистинско подобрување на еколошката состојба на територијата на која работи комплексот нафта и гас (OGC), потребни се огромни инвестиции во технолошкиот комплекс за производство на нафта, пред се за воведување еколошки технологии. Во овој поглед, современите средства на геоинформациските технологии можат успешно да се применат за да се оптимизираат економските трошоци на претпријатијата за нафта и гас. Подолу го прикажуваме искуството акумулирано во Томскиот научен центар на СБ РАС во развојот и употребата на ГИС за компјутерски избор на еколошки прифатливи технологии за животна средина врз основа на анализа на состојбата на животната средина.

Развиениот ГИС ги вклучува следните компоненти:

· база на податоци за статусот на животната средина,

· база на податоци за еколошки технологии,

· збир на софтверски алатки за анализа на состојбата на територијата и избор на еколошки технологии.

Задачата за сеопфатна анализа на состојбата на природната средина и изборот на еколошки технологии врз основа на оваа анализа е насочена кон постигнување на стандарден квалитет на природната средина. Софтверскиот пакет за анализа на состојбата на животната средина овозможува да се идентификуваат територијалните зони на загадување и да се предвиди динамиката на промените во границите на овие зони врз основа на анализа на сценарија за економски развој на претпријатијата. Резултатите од пресметките на зоните на загадување на воздухот се јасно илустрирани на компјутерски карти (сл. 9) со помош на ГИС алатки. Во исто време, за пресметување на вредностите на концентрациите на штетни материи на ниво на земја во атмосферскиот воздух содржани во емисиите од претпријатијата, користена е добро познатата методологија OND-86. Пресметката е направена за најнеповолните метеоролошки услови. Првичните податоци за прогноза на загаденоста на воздухот и идентификување области на зголемено загадување беа еколошки пасоши на претпријатија и други информативни материјали од еколошките власти.

Сл.9. Прогноза за зголемување на површината на зоната на загадување на воздухот од палење на поврзан гас со зголемување на обемот на производство.

Развиените алатки за ГИС технологија овозможуваат да се постигне стандарден квалитет на природната средина на територијата на комплексот нафта и гас преку моделирање на промените во неговата состојба преку употреба на современи еколошки технологии избрани од базата на податоци на ГИС. Следствено, употребата на ГИС технологии овозможува да се изберат еколошки прифатливи и економски изводливи технологии за животна средина врз основа на сеопфатна анализа на загадувањето на водата, воздухот и почвата. Подолу (сл. 10) е пример за компјутерско моделирање што ја илустрира можноста за избор на соодветни технологии за третман на отпадни води од ГИС база на податоци со цел да се подобри квалитетот на речната вода во нафтените полиња.

Сл. 10. Почетна состојба на загадување на реките на територијата на нафтените полиња поради испуштање на отпадни води.

Изгледите за проширена употреба на ГИС технологии за решавање на сложени еколошки проблеми во нафтената и гасната индустрија се поврзани со развојот на предложениот пристап за подобрување на еколошката состојба на територијата врз основа на употребата на воздушни информации.

Заклучок

Така, можеме со сигурност да кажеме дека ГИС има одредени карактеристики кои со право ни овозможуваат да ја сметаме оваа технологија како главна за целите на обработка и управување со информации. Со доаѓањето на ГИС, можноста за решавање на таков проблем како што е анализата на далечински податоци за нивна целосна употреба во секојдневниот живот стана реалност, бидејќи оваа технологија ни овозможува заедно да собираме и анализираме различни, на прв поглед, малку поврзани информации. , и да се добие генерализиран поглед врз основа на масовен фактички материјал за него, квантитативно и квалитативно да се анализираат меѓусебните односи помеѓу параметрите што го карактеризираат и процесите што се случуваат во него. ГИС успешно се користи за следење на состојбата на животната средина, како и за креирање мапи на клучните еколошки параметри.

Геоинформацискиот систем за интегрирана проценка, моделирање и прогнозирање, развиен врз основа на ArcGIS ArcInfo 9.1, служи како основа за изградба на системи за информации и мерење на повеќе нивоа (IMS) и може да се користи при дизајнирање територии и за правење одлуки на управување за заштита на животната средина и рационално користење на природните ресурси.

Изгледите за проширена употреба на ГИС технологии за решавање на сложени еколошки проблеми во различни индустрии се поврзани со развојот на предложениот пристап за подобрување на еколошката состојба на територијата врз основа на употребата на информациите добиени со користење на современи технологии, особено со користење на воздушни информации .

Литература

1. Алексеев В.В., Куракина Н.И. Мониторинг на IIS. Прашања за сеопфатна проценка на состојбата на системот за заштита на животната средина врз основа на ГИС // GIS-Review списание.-2000.-бр.19.

2. Алексеев В.В., Гридина Е.Г., Кулагин В.П., Куракина Н.И. Проценка на квалитетот на сложените објекти врз основа на ГИС // Збирка на зборници на Меѓународниот симпозиум „Сигурност и квалитет 2003 година“. - Пенза 2003 година.

3. Алексеев В.В., Куракина Н.И., Желтов Е.В. Систем за моделирање на дистрибуција на загадувачи и проценка на еколошката состојба врз основа на ГИС // списание „Информациски технологии за моделирање и управување“, бр. 5(23), Воронеж, 2005 година.

4. Алексеев В.В., Куракина Н.И., Орлова Н.В., Геоинформациски систем за следење на водните тела и регулирање на оптоварувањето на животната средина // списание ArcReview.-2006.-бр.

5. Алексеев В.В., Гридина Е.Г., Куракина Н.И. Прашања за обезбедување на униформност на мерењата во формирањето на сложени проценки // Збирка на зборници на Меѓународниот симпозиум „Сигурност и квалитет 2005 година“. - Пенза 2005 година.

6. Датум на издание + ArcReview. - http://www.dataplus.ru.

Во услови на зголемено антропогено влијание врз природната средина, задачата за анализа и проценка на состојбата на компонентите на природната средина станува особено акутна. Ситуацијата се влошува со неадекватниот одговор на различните екосистеми и предели на приливот на производи од човековата активност. Постојните традиционални методи за анализа на еколошката состојба (статистички, симулационо моделирање) во контекст на синергијата на бројни фактори на животната средина честопати не го даваат посакуваниот ефект или предизвикуваат големи технички потешкотии во нивното спроведување.

Употребата на информациски пристап заснован на нови информатички технологии (географски информации и експертски системи) овозможува не само квантитативно опишување на процесите што се случуваат во сложените еко- и геосистеми, туку и, со моделирање на механизмите на овие процеси, научно да се поткрепат методите за проценување на состојбата на различни компоненти на природната средина.

Најитните задачи во оваа област ја вклучуваат, пред сè, задачата да се создаде нешто ново и/или да се прилагоди

софтвер кој постои во други области на знаење (географски информации, информациски советодавни и експертски системи), кој овозможува обработка на огромни текови на информации, проценка на реалната состојба на екосистемите и, врз основа на тоа, пресметување на оптималните опции за дозволеното антропогено влијание врз животната средина за целта на рационалното управување со животната средина.

Анализата на информациите за животната средина вклучува |Yu.A. Израел, 1984]:

Анализа на ефектите на различни фактори врз животната средина (идентификување на критичните фактори на влијание и најчувствителните елементи на биосферата);

Определување на дозволени влијанија и оптоварувања врз животната средина врз компонентите на животната средина, земајќи го предвид сложеното и комбинираното влијание врз екосистемот;

Одредување на дозволени оптоварувања на регионот од еколошка и економска перспектива.

Фази на анализа на информации на информации за животната срединаги вклучува следните фази:

1) собирање на информации за состојбата на животната средина: експедициски истражувања; стационарно истражување;

аеровизуелни набљудувања; далечинско сензорирање; простор и воздушна фотографија; тематско мапирање; хидрометеоролошки набљудувања; систем за следење; литературни, залихи и архивски податоци;

2) примарна обработка и структурирање:

кодирање на информации; конверзија во машинска форма; дигитализација на картографски материјал; обработка на слика; структурирање на податоци; доведување на податоци во стандарден формат;

3) пополнување на базата на податоци и статистичка анализа: избор на логичка организација на податоците; пополнување на базата на податоци и уредување; интерполација и екстраполација на податоци што недостасуваат; статистичка обработка на податоци; анализа на обрасци во однесувањето на податоците, идентификација на трендови и интервали на доверба;

4) моделирање на однесувањето на екосистемите;

употреба на сè покомплексни модели; различни гранични услови; имитација на однесувањето на екосистемот при единечни влијанија; картографско моделирање; проучување на опсегот на одговор под различни влијанија;

5) стручна проценка:

проценка на опсегот на промени во влијанијата врз екосистемите; проценка на однесувањето на екосистемот под различни влијанија врз основа на принципот „слаба алка“;

6) анализа на несигурност:

влезни податоци; параметри на моделот; резултати од моделирање; вредности на стручни проценки;

7) идентификување на модели и предвидување на последиците од животната средина:

развој на можни сценарија за однесување на екосистемот; прогнозирање на однесувањето на екосистемот; оценување на резултатите од различни сценарија;

8) донесување одлуки за ограничување на влијанијата врз природната средина:

развој на „нежни“ (штедни) стратегии за намалување на влијанијата врз животната средина; оправданост на избраните решенија (еколошки и социо-економски).

Географски информациски систем за експертско моделирање (EM GIS)е комбинација од заеднички GIS кориснички интерфејс со експертски системски школка и математичко моделирање блок.

Критич оптоварувања (KL) на екосистемите- ова е „максимална загуба на соединенија за закиселување што не предизвикува штетни ефекти врз структурата и функциите на овие екосистеми во текот на долг период. Критичните оптоварувања се показател за стабилноста на екосистемите“. Тие ја обезбедуваат вредноста на максималното „дозволено“ оптоварување со загадувачи, нашто практично не ја уништува биогеохемиската структура на екосистемот. Чувствителноста на екосистемот, на пример, на таложење на киселина може да се определи со мерење или проценка на одредени физички или хемиски параметри на екосистемот; на овој начин, може да се идентификува ниво на таложење на киселина што нема или има многу мало влијание врз оваа чувствителност.

Во моментов, еколошките ГИС се сложени информациски системи, вклучувајќи моќен оперативен систем, кориснички интерфејс, системи за одржување на бази на податоци и прикажување на информации за животната средина. Барањата за еколошки ГИС се конзистентни со барањата за идеален ГИС предложен во работата

1) способност за обработка на низи од компонента по компонента хетерогени просторно координирани информации;

2) способност за одржување на бази на податоци за широка класа на географски објекти;

3) можност за интерактивен кориснички режим;

4) флексибилна системска конфигурација, можност за брзо конфигурирање на системот за решавање на разни проблеми;

5) способноста за „согледување“ и обработка на просторните карактеристики на гео-еколошките ситуации од голема важност е способноста на современиот ГИС да ги трансформира постоечките информации за животната средина со користење на различни модели (способност за синтеза).

Основната разлика помеѓу ГИС и еколошките бази на податоци е нивната просторна природа поради употребата на картографска основа [VKh et al., 1988] Затоа, во задачите за проценка на состојбата на природната средина, неопходна е транзиција од биогеоенотичкото ниво на разгледување на проблемот до ниво на предел. Во исто време, како основитеГИС користи карта на пејзаж, која се користи за автоматско создавање на серија приватни мапи кои ги карактеризираат главните компоненти на пејзажот. Треба да се нагласи дека мапирањето на животната средина не е ограничено на мапирање компонента по компонента на природната организација на еден регион и распределбата на антропогеното оптоварување. Исто така, не треба да се мисли дека мапирањето на животната средина е збир на карти засновани на вредностите на LDC на различни загадувачи. Мапирањето на животната средина првенствено се однесува на метод на визуелизација на резултатите од оцената на животната средина спроведена со користење на квалитативно нови пристапи. Затоа, синтетизирачката улога на овој метод на презентирање информации е многу важна.

Употребата на ГИС технологии во екологијата подразбира широко распространета употреба на различни видови модели (првенствено оние со фокус на животната средина). Бидејќи еколошкото мапирање на природната средина се заснова на разбирање на биогеохемиската основа на миграцијата на загадувачите во природните средини, при креирањето на ГИС за овие цели, заедно со еколошките модели, неопходно е да се изградат модели имплементирани на принципите и пристапите. на географските науки (хидрологија, метеорологија, пејзажна геохемија итн.). Така, моделниот дел на ГИС се развива во две насоки:

1) математички модели на динамиката на процесите на миграција на материјата;

2) алгоритми за автоматско прикажување на резултатите од моделот во форма на тематски карти. Како пример за модели од првата група, забележуваме модели на површинско истекување и истекување, надополнување на инфилтрација на подземните води, процеси на канали итн. Типични претставници на втората група се алгоритми за конструирање на контури, пресметување области и одредување на растојанија.

Користејќи ја опишаната методологија, го развивме концептот на еколошки ГИС, кој беше тестиран на две нивоа: локално и регионално. Првиот беше искористен за обработка и визуелизација на информациите складирани во банка на податоци за мониторинг на животната средина за московскиот регион. Ова послужи ОСНОВА НА ДИЗАЈН*

тајно, потоа експертско-моделирање на ГИС за да се утврдат параметрите на еколошки дозволеното влијание врз земјоделските предели на Московскиот регион.

Перформансите на еколошки ГИС на регионално ниво беа демонстрирани со мапирањекритичните оптоварувања на сулфур и азот на екосистемите на европскиот дел на Русија и проценка на отпорноста на екосистемите и пејзажите на Тајланд на таложење на киселина.

Задачата за квантитативна проценка на факторите на животната средина при анализа на материјалите за мониторинг на животната средина ги има следниве карактеристики:

1) се претпочитаат информации од областна природа (полигони и придружни атрибути). Информациите поврзани со точките објекти се користат како помошни информации;

2) неопходна е проценка на грешките на зачуваните податоци. Заедно со релативно точни картографски податоци, има резултати од мерења на различни точки (обично на непроизволна мрежа), чии вредности не се точни;

3) применливи се двата прецизни математички модели кои овозможуваат правење прогнози засновани на решавање мрежни равенки и нејасни експертски правила изградени на веројатна основа;

4) не е познато колку тематски атрибути ќе му бидат потребни на специјалист експерт за да изврши проценка на факторите. Можно е да не ви требаат сите информации зачувани во базата на податоци, но за возврат е пожелно зголемувањебрзина на извршување на барањето;

5) барања за базата на податоци Вглавно од два вида (дадете листа на атрибути кои карактеризираат дадена точка на картата; означете области на картата што ги имаат потребните својства).

Врз основа на овие карактеристики, беше развиен модуларен систем, чиешто јадро беше картографска база на податоци. Беше обезбеден интерфејс што им овозможуваше на специјалист корисник и експерт за моделар на градилиштето да работат со системот. Последново е неопходно од две причини. Прво, со цел да се користат просторни информации за моделирање на процесите на транспорт на загадувачи (загадувачи) користејќи модели кои не се директно вклучени во развиениот систем. Второ, да се користат стручни проценки за да се компензира нецелосноста, неточноста и неконзистентноста на резултатите од мониторингот на животната средина. Структурата на развиениот логички модел за картографската база на податоци се карактеризира со следните карактеристики:

1. Секоја карта може да биде претставена како пакет од транспарентни листови, од кои секоја има иста координатна референца. Секој од овие листови е поделен според една од мапираните карактеристики. Еден лист покажува, на пример, само видови почви, друг - само реки итн. Секој од овие листови во базата на податоци одговара на класа на агрегати на податоци, каде што секој објект од оваа класа опишува една специфична област со атрибут доделен на него. Значи начин,базата на податоци на највисоко ниво е дрво, чии горните јазли претставуваат класи, а долните јазли претставуваат конкретни објекти на класи. Во секое време, можете да додадете или отстраните една или повеќе класи на збирни податоци од базата на податоци. Од гледна точка на моделот - вметнете или извадете еден или повеќе листови од торбата.

2. Базата на податоци одговара на двата типа барани прашања. Типовите на барања лесно се визуелизираат со помош на илустрацијата на пакетот со јасни листови. Прашање за атрибути на поени се совпаѓа „пирсинг“пакување на потребното место и имајќи предвид каде е прободен секој лист. Очигледно е и толкувањето на вториот тип на барања. Особеноста е во тоа што резултатот од извршувањето на барањето да се најде регионие полноправна класа, т.е., уште еден транспарентен лист од пакетот листови што ја формира картата. Ова мое*Ова им овозможува на експертските додатоци да ги третираат слоевите Kapi добиени по извршувањето на барањето на ист начин како и едноставните слоеви.

3. Информациите за мерењата на точките се чуваат во базата на податоци во форма на врски „координати - атрибут",но кога се користи во одредена апликација се претвора во форма на многуаголник со интерполација, на пр наМозаици од Вороној.

4. Информации за строго точки предмети - ознаки за триаголник, бунари итн. складирани во агрегати на податоци со фиксен број можни тематски атрибути.

5. Линиските објекти се складираат како мрежа со опис на мрежната топологија.

Така, базата на податоци е фокусирана првенствено на економично складирање и ефикасна обработка на податоците на а многуаголници(региони). Бидејќи секоја плочка е мапирана само на еден атрибут, таа е поделена на прилично големи парчиња, што ги забрзува барањата од тип 1 кои се типични за нумерички симулации базирани на мрежа.

Одделно, вреди да се спомене за внесување картички. Дигитализирањето на мапите со помош на дигитализатор дава многу висока точност и е најчестиот метод во истражувањето на животната средина досега. Сепак, овој метод бара значително време и пари. Неодамнешната практика покажува дека за цели на дигитализација е попогодно да се користи скенер. Сликите добиени од скенерот се дигитализираат со помош на курсорот на глувчето на екранот на компјутерот. Овој метод ви овозможува:

Дозволете му на крајниот корисник да ја одреди потребната точност на дигитализацијата на сликата, бидејќи скенерот со висока резолуција ви овозможува да прикажете високо зголемена слика на дигитализирана слика на екранот, што овозможува да се обезбеди речиси иста точност како при изработка на картичка - Намалете ја сложеноста на внесувањето на сликата поврзана со потребата да се запамети кој дел од сликата е веќе дигитализиран.

Информациите за животната средина треба да бидат структурирани вака. така што е погодно да се користат и двете за анализа на моменталната состојба еколошкиситуации и за донесување одлуки и давање препораки за спроведување на овие одлуки заради рационално управување со животната средина. Структурните информации ја формираат основата на информативната поддршка, која е интегративна и се состои од следните блокови:

Блок на податоци за природната организација на територијата, кој содржи информации за почвено-геолошките, хидрохемиските, хидрогеолошките, растителните карактеристики на територијата, локалната клима, како и проценка на факторите на самопрочистување на пејзажите;

Блок на податоци за техногените текови во регионот, нивни изпусками kah, природата на интеракцијата со транзитните и депонираните средини;

Блок од регулаторни информации што содржи збир на еколошки, еколошки-технички, санитарни и хигиенски стандарди икако и стандардите за локацијата на индустриите што загадуваат во природните системи.

Овие блокови ја формираат рамката на регионалната банка на податоци неопходна за донесување еколошки исправни одлуки за целите на рационално управување со животната средина.

Опишаните блокови за поддршка на информации, како што е наведено, вклучуваат десетици, па дури и стотици параметри. Затоа, кога се развива регионален ГИС, каде што бројот на типови на екосистеми е стотици, па дури и илјадници, димензијата на информациските низи нагло се зголемува. Меѓутоа, едноставното зголемување на обемот на зачуваните податоци не создава такви тешкотии како проширување на тематската содржина на податоците. Затоа што информацииБидејќи ГИС се чува во унифицирана информациска средина, која претпоставува заедништво на процесите на пребарување и пронаоѓање податоци, секое вклучување на нови тематски податоци вклучува преструктуирање на информациите, вклучувајќи класификација, определување на меѓусебната зависност, хиерархија и просторновременска скала на параметрите на различни компоненти на екосистеми.

Претходно беше забележано дека базите на податоци за животната средина ја формираат основата на современиот ГИС, а таквите бази содржат и просторни и тематски информации. Повеќенаменската цел на ГИС наметнува голем број барања за методите на изградба на бази на податоци Исистеми за управување со овие бази на податоци. Водечката улога во формирањето на базите на податоци е дадена на тематските

мапи Поради специфичноста на проблемите што се решаваат и барањата за деталноста на прашањата што се проучуваат, базите на податоци се засноваат на карти со среден и голем размер, како и на нивната тематска содржина.

Потребата од решавање на различни проблеми на регулација на животната средина и почвено-еколошки предвидувања, вклучително и проучување на миграцијата на загадувачите во сите природни средини, бара собирање и внесување во банка на податоци на информации за сите компоненти на природната средина. Ова е традиционалниот начин на градење модерен ГИС, каде што сите информации се складираат во форма на посебни слоеви (секој слој претставува посебна компонента на околината или нејзиниот елемент). Основата на таквиот ГИС е, на пример, релјефната карта [V, V. Bugrovsky et al., 19861 година, на која е изграден систем на карти на поединечни компоненти (почва, вегетација и сл.). Во исто време, поединечните компоненти не можат да дадат целосна слика за природата на регионот. Конкретно, едноставната комбинација на карти со различни компоненти не обезбедува знаење за структурата на пределот на регионот. Обидите да се конструираат карти на геосистеми или карти на пејзаж со комбинирање на поединечни делови од карти неизбежно наидуваат на тешкотијата за меѓусебно поврзување и заемно усогласување на контурата и содржината на поединечните карти, кои обично се прават на различни принципи. Секако, автоматизирањето на таквата постапка се соочува со многу тешкотии. Затоа, за формирање на банки на податоци во структурата на ГИС, каде што различноста на екосистемите и пејзажите игра одлучувачка улога во проучувањето на динамиката на природните процеси и феномени,Препорачливо е да се избере како основа за формирање на ГИС пејзажмодел на територија, кој вклучува блокови за поединечни компоненти на екосистемите и пејзажите (почва, вегетација, итн.).

Овој пристап беше искористен за создавање на ГИС на територијата на Киев [V.S. Linnik, 1989]. Во овој случај, на пејзажниот ГИС блок му се дава водечко значење во организацијата на ГИС.

Картата на пејзажот надополнува голем број на составни карти (литологија, вегетација итн.). Како резултат на тоа, нема потреба да се сведуваат картите на компоненти на единствена контура и содржина, и наместо голем број карти на компоненти, понекогаш во банката на податоци се внесува само една карта на пејзаж, што значително заштедува подготвителна работа за внесување на картата. во компјутер и големината на меморијата на дискот за дигитализирани податоци.

Картата на пејзаж дава само генерализирана идеја за структурата на геосистемите и неговите компоненти. Затоа, во зависност од природата на проблемите што се решаваат, се користат и други тематски карти, на пример, хидролошки, почвени. Пејзаж ГИС блок во ова

структурата, т.е. сите дојдовни нови картографски информации мора да бидат „спакувани“ во структурата на идентификуваните контури на екосистемот. Ова осигурува дека мапите на различни компоненти може постојано да се користат.

Посебно место во ГИС има дигиталниот модел на терен (CMM).Таа се случува да биде основане само за геодетска контрола, туку и за прилагодување на содржината на користените карти, земајќи ја предвид структурата на пределот на регионот. Цел пејзажблок не е само за прикажување на компонентата и просторната структура на геосистемите, туку и за дејствување како независен извор на меѓусебно поврзани информации за различни природни процеси. Така, врз основа на карта на пејзаж, можно е да се конструираат рахлични централни ноќни карти за поединечни компоненти (на пример, карти на влијанието на вегетациската покривка врз еолскиот транспорт) и интегрални што карактеризираат одреденисвојствата на геосистемите како целина (на пример, способноста за миграција на радионуклиди во различни видови пејзажи).

Предложените принципи за организирање на информативна поддршка овозможија да се развие методологија за проценка на критичните оптоварувања врз основа на употреба на експертско моделирање geoknformadnokikhсистеми (EM GIS) за специфичните услови на Русија, каде огромните просторни области се карактеризираат со недоволен степен на заситеност на информации. Вклучување на ЕМ ГИС имплементиран на современи компјутери, дозволеноквантитативно спроведување на методологијата во пракса. ЕМ ГИС може да работи со бази на податоци и бази на знаење поврзани со територии со висок степен на просторна хетерогеност и несигурност во информациската поддршка. Како по правило, ваквите системи вклучуваат квантитативна проценка на различни параметри на миграциските текови на проучуваните елементи во избрани репрезентативни клучни области, развој и адаптација на алгоритам кој ги опишува овие текови и циклуси и пренос на добиените обрасци во други региони. кои имаат слични карактеристични карактеристики со клучните области. Овој пристап, природно, бара доволна картографска поддршка, на пример, потребни се карти на почвен покрив, геохемиско и хидрогеохемиско зонирање, карти и графикони од различни размери за да се процени биопродуктивноста на екосистемите, нивната стабилност, способноста за самочистење итн. Врз основа на овие и други карти, како и базите на податоци генерирани во клучните области, и со користење на експертско моделирање на геоинформациски системи, можно е правилно толкување за други помалку проучени региони. Овој пристап е најреален за специфичните услови на Русија, каде што се спроведуваат детални екосистемски студии, по правило, во клучни области, а големите просторни области се карактеризираат со недоволен степен на заситеност на информации.

Информациите содржани на Интернет овозможуваат прилично објективна проценка на моменталната состојба на ГИС апликациите во областа на екологијата. Многу примери се претставени на веб-страниците на руската асоцијација за ГИС, компанијата DATA+ и бројни веб-страници на западните универзитети. Главните области на употреба на ГИС технологиите за решавање на еколошките проблеми се наведени подолу.

Деградација на живеалиштата.ГИС успешно се користи за креирање мапи на клучните еколошки параметри. Во иднина, кога ќе се добијат нови податоци, овие карти се користат за идентификување на обемот и стапката на деградација на флората и фауната. Кога се внесуваат од податоци за далечинско набљудување, особено сателитски податоци и конвенционални теренски набљудувања, тие може да се користат за следење на локални и големи антропогени влијанија. Препорачливо е да се преклопат податоците за антропогените оптоварувања на картите за територијално зони со истакнати области од особен интерес од еколошка гледна точка, на пример, паркови, резервати и засолништа за диви животни. Состојбата и стапката на деградација на природната средина може да се проценат и со користење на областите за тестирање идентификувани на сите слоеви на картата.

Загадување.Со користење на ГИС, погодно е да се моделира влијанието и дистрибуцијата на загадувањето од точкасти и непостоечки (просторни) извори на земјата, во атмосферата и долж хидролошката мрежа. Резултатите од пресметките на моделот може да се надополнат на природни карти, на пример карти на вегетација, или на карти на станбени области и дадена област. Како резултат на тоа, можно е брзо да се проценат непосредните и идните последици од таквите екстремни ситуации како што се излевањата на нафта и други штетни материи, како и влијанието на загадувачите на постојани точки и области.

Заштитени подрачја.Друга вообичаена примена на ГИС е собирањето и управувањето со податоци за заштитените подрачја како што се резерватите за дивеч, природните резервати и националните паркови. Во рамките на заштитените подрачја, можно е да се спроведе целосен просторен мониторинг на растителните заедници на вредни и ретки животински видови, да се утврди влијанието на антропогените интервенции, како што се туризмот, поставувањето патишта или далноводи и да се планираат и спроведат мерки за заштита на животната средина. Исто така, можно е да се извршат задачи за повеќе корисници - регулирање на пасењето на добитокот и предвидување на продуктивноста на земјиштето. Овие ГИС проблеми се решаваат на научна основа, т.е. се избираат решенија кои обезбедуваат минимум

ниво на влијание врз природата, одржување на потребното ниво на чистота на воздухот, водните тела и почвите, особено во областите што често ги посетуваат туристите.

Незаштитени области.Регионалните и локалните управни структури нашироко ги користат можностите на ГИС за да добијат оптимални решенија за проблемите поврзани со дистрибуцијата и контролираното користење на земјишните ресурси и решавањето на конфликтните ситуации меѓу сопствениците на земјиштето и закупците на земјиштето. Корисно и често е неопходно да се споредат сегашните граници на површините за користење на земјиштето со зонирањето на земјиштето и долгорочните планови за нивно користење. ГИС обезбедува и можност за споредување на границите на користење на земјиштето со барањата на природата. На пример, во некои случаи може да биде неопходно да се резервираат миграциски коридори за диви животни низ развиените области помеѓу природните резервати или националните паркови. Постојаното собирање и ажурирање на податоците за границите на користењето на земјиштето може да биде од голема помош во развивањето мерки за заштита на животната средина, вклучително и административни и законодавни, следење на нивната имплементација и навремено правење измени и дополнувања на постојните закони и регулативи врз основа на основните научни принципи и концепти за животната средина.

Обнова на живеалиштата. ЈВе ефикасна алатка за проучување на живеалиштето во целина, поединечни видови на флора и фауна во просторни и временски аспекти. Доколку се утврдат специфични еколошки параметри, неопходни, на пример, за постоење на секаков вид животно, вклучително и присуство на пасишта и места за размножување, соодветни видови и резерви на ресурси за добиточна храна, извори на вода, барања за чистота на природната средина, тогаш ГИС ќе помогне брзо да се најдат области со соодветна комбинација на параметри во кои условите за постоење или обновување на популацијата на даден вид ќе бидат блиску до оптималните. Во фазата на адаптација на раселениот вид на ново подрачје, ГИС е ефикасен за следење на непосредните и долгорочните последици од преземените мерки, проценка на нивниот успех, идентификување на проблемите и изнаоѓање начини за нивно надминување.

Интердисциплинарни истражувања (екологија и медицина/демографија/климатологија).Интегралната функционалност на ГИС најјасно се манифестира и фаворизира успешно спроведување на заеднички интердисциплинарни истражувања. Тие обезбедуваат комбинација и преклопување на секаков вид податоци за да можат да бидат прикажани на мапа. Ваквите студии го вклучуваат, на пример, следново: анализа на односите помеѓу здравјето на населението и различните (природни, демографски, економски) фактори; квантитативна проценка на влијанието на параметрите на животната средина врз состојбата на локалните и регионалните екосистеми и нивните компоненти; определување на приходот на сопствениците на земјиштето во зависност од преовладувачките типови почви, климатските услови, оддалеченоста од градовите итн.; идентификација на бројот и густината на дистрибутивните површини на ретки и загрозени растителни видови во зависност од висината на површината, аголот на наклон и изложеноста на косините.

Еколошка едукација.Бидејќи создавањето на хартиени карти со помош на ГИС е значително поедноставено и поевтино, станува возможно да се добие голема разновидност на еколошки карти, што го проширува опсегот и широчината на програмите и курсевите за едукација за животната средина. Поради леснотијата на копирање и производство на картографски производи, може да се користи од речиси секој научник, наставник или ученик. Понатаму, стандардизацијата на форматот и распоредот на базните карти служи како основа за собирање и прикажување на податоци за учениците, размена на податоци помеѓу образовните институции и создавање унифицирана база на податоци низ регионите и националните размери. Можете да подготвите специјални мапи за сопствениците на земјиштето за да ги запознаат со планираните еколошки мерки, шеми тампонзони и еколошки коридори кои се создаваат во областа и можат да влијаат на нивните земјишни парцели,

Екотуризам.Способноста за брзо создавање атрактивни, шарени и ВВо исто време, висококвалитетните, професионално произведени мапи го прават ГИС идеална алатка за создавање на промотивни и прегледни материјали за брзо вклучување на јавноста. развивањеобласта на екотуризмот. Карактеристична карактеристика на таканаречените „екотуристи“ е длабокиот интерес за детални информации за природните карактеристики на дадена област или земја, за процесите што се случуваат во природата поврзани со екологијата во широка смисла. Помеѓу оваа прилично голема група на луѓе, многу популарни се научни и едукативни мапи создадени со помош на ГИС, кои ја прикажуваат распространетоста на растителните заедници, поединечни видови животни и птици, ендемски области итн. Таквите информации може да бидат корисни за цели на едукација за животната средина или за туристичките агенции да добијат дополнителни средства од проектните фондови и националните програми кои го поттикнуваат развојот на патувања и екскурзии.

Мониторинг.Како што се прошируваат и продлабочуваат активностите за заштита на животната средина, една од главните области на примена на ГИС е следењето на последиците од активностите преземени на локално и регионално ниво. Извори на ажурирани информации може да бидат резултатите од копнените истражувања или далечинските набљудувања. Употребата на ГИС е ефикасна и за следење на условите за живот на локалните и наведени видови, идентификување на причинско-последичните синџири и врски, проценка на поволните и неповолните последици од мерките за животната средина преземени врз екосистемот како целина и неговите поединечни компоненти, правејќи оперативни одлуки за нивно коригирање во зависност од надворешните услови.

Сега да се свртиме кон конкретни имплементирани еколошки проекти со користење на ГИС технологии. Сите примери подолу се земени од онлајн прегледи, зборници од конференции и други публикации.

Мониторинг и контрола на животната средина на рускиот нафтовод - Кина(С. Г. Кореј, Е. О. Чубаи РАО РОСНЕФТЕГАЗСТРОЈ). Како што правилно забележаа авторите, изградбата на цевковод повлекува влијание врз состојбата на животната средина, флората и фауната, но писмении рационален пристап кон рутирањето и самата конструкција променаекосистемите може да се минимизираат. Основен аспект на одржливиот дизајн нафтоводсе состои во ублажување на влијанието врз геосистемите и користење на специјални технички техники за стабилизирање на нивната состојба на некои прифатливониво. Со правилно извршени истражувања, доволна база на просторни податоци, компетентни инженерски и геолошки прогнози, како и добра организација и извршување на работата со користење на ГИС технологии, негативните појави може да се минимизираат. Затоа, важно е да се спроведат сите фази на еколошки истражувања, прогнози и мониторинг.

Како што е познато, ГИС-технологиите се користат за решавање на проблемите на изградба на повеќестепени информациски бази на просторни податоци кои обезбедуваат пристап до целиот комплекс на ресурси на ефективен и визуелен начин. Ова ви овозможува да ги генерализирате информациите за успешно решавање на проблемите со управувањето со нафтоводот, неговиот попис и следењето на состојбата и ресурсите. Покрај тоа, ГИС се покажаа како високо ефективни во решавањето на различни оперативни проблеми за време на работата на нафтоводот, вклучително и во итни ситуации. Врз основа на ова, веќе во првите фази на дизајнирање на нафтоводот Русија-Кина, беше извршена анализа на ГИС, овозможувајќи ни да ги разбереме моделите и меѓусебните односи на теографските податоци и предмети. Резултатите од анализата ни овозможуваат да добиеме увид во она што се случува на дадено место, да ги координираме активностите и да го избереме најдоброто решение. Комбинираната употреба на ГИС и податоците за далечинско набљудување драматично ја зголемува ефикасноста и квалитетот на одлуките насочени кон елиминирање на несреќите и минимизирање на нивните последици.

Истражувањето за проценка на влијанието врз животната средина на проектираниот нафтовод ги вклучуваше следните фази:

Анализа на состојбата на територијата што може да биде засегната од планираната активност;

Идентификација на можни влијанија врз животната средина;

Проценка на влијанијата врз животната средина;

Идентификација на мерки кои ги намалуваат, ублажуваат или спречуваат негативните влијанија;

Проценка на значењето на резидуалните влијанија врз животната средина и нивните последици;

Изработка на програма за мониторинг и контрола на животната средина во сите фази на спроведување на планираните активности.

За да се изврши работа за проценка на еколошката состојба на нафтоводот Русија-Кина, беше извршена мултилатерална анализа информации.Развиен е систем за следење на животната средина за успешно спроведување на големи количини сложени градежни работи под услови на законски ограничувања утврдени во однос на природната средина.

Системот за природен мониторинг содржи информации за моменталната состојба на екосистемот и е во интеракција со системот за предвидливо моделирање Запроценка на различни сценарија за изградба на нафтовод со цел да се постигне најекономично решение, земајќи ги предвид еколошките критериуми.

Имајќи предвид дека основата за работа на регионален еколошки ГИС е дигитален висински модел (DEM),Изградбата на ДЕМ беше извршена земајќи ги предвид главните географски шеми, покрај контурните линии и висинските ознаки, беа земени предвид реките, малите езера, батиметрија на големите езера, ознаките на водените рабови и сл.

Работата со користење на ГИС за анализа на реални и хипотетички ситуации кои може да се појават за време на работата на нафтоводот беше извршена со помош на функциите ArcVicw Spatial Analyst и 3D Analyst. Врз основа на изградените ДЕМ на сливовите, беа утврдени насоките на водотеците, а беа пресметани должината, површината и волуменот на излевање нафта во случај на несреќа. Ова овозможи да се прилагоди трасата на нафтоводот за да се заобиколат најранливите области. Изграден е математички модел на теренот (MTM) врз основа на DEM со висока резолуција и голем број тематски слоеви. Користејќи го, можете автоматски да ги идентификувате дренажните базени за секоја точка на површината, да ги пресметате зоните на поплави (загадување во случај на излевање нафта), опсегот на ширење на загадувањето, земајќи ја предвид почвената покривка, вегетацијата, гранулометрискиот состав на почвата, температурата параметри (воздух и почва), и присуство на врнежи во моментот на вонредна состојба, количина на снежна покривка итн. Овој пристап кон изборот на маршрутата овозможува да се минимизираат ризиците и значително да се намали обемот на негативните последици од можните катастрофи предизвикани од човекот во областа. Со оглед на високата сеизмичност на регионот, овој пристап е практично единствениот можен.

ГИСВ одлукапроблеми со радијацијата на полуостровот Кола . Како што е точно забележано од авторите, за да се изврши работа за проценка на ризикот од радијација во регионот, неопходна е квалитативна анализа на достапните информации и карактеристики за опасни објекти од радијација (RHO). Современите методи на работа со просторно распределени множества на податоци, пред се ГИС, можат да помогнат во решавањето на проблемот. Работата со користење на ГИС за анализа на реални и хипотетички ситуации што се појавуваат во ROO се спроведува веќе неколку години, вклучително и во нашата земја. Во Научниот центар Кола на Руската академија на науките и, особено, во Институтот за индустриска екологија Сејер на КСЦ РАС, се изучуваат еколошките аспекти на проблемите со радијацијата на полуостровот Кола и регионот. Основнизадачите се како што следува:

Користење на ГИС, за да се направат отворените податоци за регионалната заштита на животната средина повизуелни и поубедливи, а проблемот поразбирлив;

Зголемете го пристапот на засегнатите страни до овие податоци;

Врз основа на резултатите од компјутерско моделирање на вонредни ситуации на радиоактивни локации и ГИС анализа на ризикот од радијација на териториите извршиизградба на соодветни електронски карти;

Да се ​​олесни создавањето заеднички јазик, комуникациски интерфејс за домашните и меѓународните чинители на сите нивоа, со цел продуктивно да се разговара за проблемот и да се бараат средства и начини за негово решавање.

Во моментов, структурата и некои прелиминарни блокови на ГИС на регионот се развиени, што одговара на опсегот на прашања што се разгледуваат. Главната цел на развојот е да се создаде информативен модул базиран на ГИС технологија со цел:

Систематизирајте ги и структурирате информации за регионалните образовни организации;

Анализирајте ги проблемите со радијацијата во регионот;

Подгответе првични податоци за математичко моделирање на атмосферски пренос на радионуклиди и проценка на ризик во областите каде што се наоѓаат нуклеарните централи (НПП).

Нејзините области на примена вклучуваат; регионални системи за следење на радијацијата и автоматизирани системи (локални, регионални) за поддршка на одлучувањето во случај на несреќа во нуклеарни постројки.

Информативна поддршка:

Претпријатија и организации за заштита на животната средина од регионот;

Истражувачки проекти и дизајн и анкетна работа;

Државните надзорни органи и одделенијата за итни случаи.

ГИС базата ќе вклучува карактеристики групирани во неколку слоеви. Во првата фаза беа избрани тие објекти и до степен до кој беа обезбедени од отворени извори на информации: нуклеарни централи, потонати бродови со цврст радиоактивен отпад, места на поплави на нуклеарни реактори, места на нуклеарни експлозии, места на инциденти со нуклеарен отпад. подморници, места на лансирање на вселенски летала во регионот (космодроми). Изворните информации за базите на податоци беа добиени од објавени извори и пребарувања на Интернет. Следниве производи од ESRI, Tps беа користени во роботот за дизајн на ГИС:

- Arclnfo- да креирате слоевити мапи (со вградена карта на светот ВРобинсонови проекции како картографска основа);

AML јазик - за развој на интерфејс до базата на податоци;

ArcExplorer I.I - за прикажување мапи на персонален компјутер.

Подолу се дадени кратки описи на избраните објекти.

Реактори за нуклеарни централи. Базата на податоци за ГИС за енергетски единици на нуклеарни централи вклучува податоци за 21 единица од 12 станици, вклучително и АЕЦ Билибино и Експерименталниот реактор Норилск.

Прелиминарната верзија на ГИС што се развива моментално се конструира како локален информативен и референтен модул за објекти опасни од радијација. Повеќе ветува употребата на ГИС во регионалните автоматизирани системи за следење на ситуацијата со радијација и системи за поддршка на одлуки во случај на несреќи со радијација. Институтот за проблеми на индустриска екологија на север во моментов користи индивидуални апликации на ГИС технологијата за создавање на локален автоматизиран систем за следење на состојбата со радијацијата на нуклеарната централа Кола.

ГИС се повеќе се користи за анализа на ризикот од радијација на еден регион. Ова се должи на фактот дека користените модели мора да земат предвид големи низи важни просторно распределени параметри. Спојувањето на математичкото моделирање со ГИС бара или создавање на стандарден интерфејс помеѓу моделите и ГИС, или развој на математички модели во рамките на ГИС технологијата. Имплементиран во Arclnfo (почнувајќи од верзијата 7.1.2), Отвореното опкружување за развој на апликации (ODE) ви овозможува да ја комбинирате функционалноста на Arclnfo и другите апликативни програми преку специјално креирани интерфејси користејќи стандардни програмски средини. ODE овозможи вклучување на многу апликации во технолошкиот простор на ГИС. Во семејството на производи ESRI Inc има и други модули потребни за предметната класа задачи. ДОТие вклучуваат сервери за просторни податоци, Интернет/интернет сервери за мапи, модул за вградување мапи и ГИС функции во вашите сопствени апликации и модули за моделирање на природната средина.

Според авторите, употребата на ГИС ќе помогне успешно да се започне со решавање на проблемите со пописот, сметководството и следењето на состојбата на опасните објекти од радијација и територијата на самиот регион, како и математичко моделирање на сродните ситуации.

Еколошки ГИС и систем за мониторинг на животната средина во автономниот регион Јамало-Ненец (О. Розанов, Оддел за мониторинг на животната средина државакомисија за заштитасредина на Јамал-Ненецовиот автономен округ). Регионалниот ГИС беше базиран на електронска мапа Јас: 200 000, дигитализираниво системот Arclnfo ВГаус-Кругср ​​проекција на елипсоидот на Красовски во правоаголниот координатен систем од 1942 година, по што беше проценета точноста на дигитализацијата, што ја потврди кореспонденцијата на метричката информација со точноста на оригиналните картографски материјали. Бројот на слоеви на картата и нивната заситеност целосно одговараат на секое издание на картата. Како што се развиваше ГИС, мапата беше дополнета со објекти на наоѓалишта, лиценцирани подрачја, специјално заштитени подрачја (светилишта, природни резервати) и инфраструктура. Овие информации беа собрани и сè уште се собираат денес од различни извори и се преведени во покривањата на Arclnfo. Најновите информации за ажурирање на темата на мапите беа примени во одделот од сателитот Resurs-01 Првата фаза на обработка на добиените информации се состои од гледање на сликата, геореференцирање по орбитални елементи, отсекување корисни фрагменти, корекција на референтните точки. сликата, зачувување на избраните фрагменти и извоз во изворните форми. Втората фаза на обработка на слики е процес на тематско декодирање. Практични вештини беа стекнати во теренските услови на областа Пуровски на полињата Пограничное и Винаггуровское. Работата за обработка на слики беше извршена со користење на софтверскиот производ Maplnfo. Првите резултати од работата со растерски слики во Маплнфо покажаа ефикасност и доволна едноставност во одредувањето на периметарот и површините на предметите истакнати на сликата (зони на поплави, изгорени области итн.), како и при цртање одредени области на релјефот и човекот. -направени нарушувања кои се од особен интерес за регулаторните услуги. Тука заврши работата на Maplnfo. Тогаш почнаа проблемите

трансформирање на слики во проекција на Гаус-Кругер и нејзино извезување во системот ArcView за работа со векторска карта. Извесна помош во трансформирањето на сликите беше добиена при работа со програмата Image Transformer развиена во ITC Сканекс,Меѓутоа, со објавувањето на модулот ArcView Image Analysis (ERDAS), работата значително се забрза.

Еколошкиот ГИС на градот Салехард се базираше на електронска карта со размер 1: 10.000, дополнета со дигитализирани таблети со размер 1: 2000. При конструирањето на тематските слоеви на картата на градот Салехард, најновиот користени се податоци за развојот на градот, кои најчесто се давале во форма на скици, планови и таблети. Модулот ArcView Image Analysis беше успешно искористен за трансформирање и поврзување на скенирани слики во покривања на карти. Овој модул исто така беше тестиран за комбинирање на растерска слика од сателитска слика на зоната на поплава за време на периодот на поплава на реката Об со векторска карта во размер 1:200000. Благодарение на успешната компатибилност на модулот со системот Arc View G1S, добиени се позитивни резултати при креирање тематски дигитални мапи врз основа на слики и нивно ажурирање. Така, материјалите за воздушно фотографирање кои содржат информации за антропогени нарушувања надвор од административните граници на градот Салехард беа дигитализирани. Овие се во развој Всегашни и стари необновени каменоломи, места за складирање почви, нерегистрирани земјени патишта и патеки. Употребата на референтни информации за трансформираната област на теренот овозможи значително да се подобри точноста на геометриската трансформација без дополнителна интерполација на осветленоста на пикселите на сликата.

Работата што се спроведува во одделот за користење на примени сателитски информации во ГИС на регионот е од практичен интерес како за контролните служби на комитетот, така и за другите заинтересирани структури. Предвидена е заедничка работа со Хидрометеоролошката служба и навигациските служби за мраз и метеоролошки услови во северните мориња.

Поради променливоста на временските услови на Далечниот север, брзо менување на арктичките циклони и, како последица на тоа, мал број на јасни денови и непрактичноста на примање оптички снимки во темните месеци од годината, податоците од сателитите со странични гледачки радари (SAR), како што се TRS и RADARSAT. И доаѓањето на моќниот систем за обработка на податоци со далечинско сензор ERDAS Imagine му дозволува на одделот за мониторинг на животната средина на Државниот комитет за заштита на животната средина на автономниот округ Јамал-Ненец да иницира широка употреба на методи за далечинско набљудување во областа.

Систем за донесување менаџерски одлуки во областа на екологијата со користење на ГИС технологии(СО. И,Козлов, Центар за безбедност на животната средина на администрацијата на регионот Нижни Новгород). Авторот ги формулираше главните задачи со кои се соочува регионалниот информациски и аналитички систем за поддршка на одлучувањето за управување во областа на обезбедување на еколошката безбедност во регионот:

Подготовка на интегрирани информации за состојбата на животната средина, прогнози за веројатните последици од економските активности и препораки за избор на опции за безбеден развој на регионот;

Симулациско моделирање на процесите што се случуваат во околината, земајќи ги предвид постојните нивоа на антропогено оптоварување и можните последици од одлуките на управување и можните итни ситуации;

Акумулација информацииспоред временските трендови параметриживотна средина за целите на прогнозирање на животната средина;

Третман Иакумулација на локални резултати во бази на податоци Идалечински мониторинг, податоци од воздушната слика и идентификација на природни објекти, изложенинајголемо антропогено влијание;

Размена на информации за состојбата на животната средина (увоз и извоз на податоци) со информациски системи за животна средина од други нивоа;

Издавање информации за време на процедурите за оцена на животната средина и оцена на влијанието наживотна средина (ОВЖС);

Обезбедување потребни информации ЗАконтрола врз усогласеноста со законодавството за животна средина, за еколошко образование, за медиумите.

При спроведување на различни еколошки проекти ИЗа нивна информативна поддршка, службата за животна средина на регионалната администрација бара достапност на формати за размена што се користат во различни организации и координација на класификатори, достапни информации за животната средина и сродни информации. Оваа работа е координирана од Центарот за безбедност на животната средина (ЦЕС), создаден како дел од службата за животна средина на администрацијата на регионот Нижни Новгород во 1995 година, со цел да функционира автоматизиран систем за следење на животната средина, воведување на ГИС технологии во активностите на животната средина. организации во регионот, и информативна поддршка за решавање на проблемот за обезбедување на еколошката безбедност на регионот.

Во моментов, процесот на првична акумулација на податоци е завршен, повеќето од тематските слоеви се формирани и ГИС работи во режим на „жешка линија“ во мрежата на администрацијата на регионот Нижни Новгород. Сепак, работата за одржување на 370

Релевантноста на информациите и формирањето на нови тематски слоеви е постојано во тек. Дигитализираните материјали, кога се подготвени во договорена форма, се доставуваат на електронски медиуми до Центарот за безбедност на животната средина за систематизација и во обработена форма се презентираат до единиците за еколошки услуги и други организации. Постојните и создадените слоеви ги одразуваат речиси сите аспекти поврзани со безбедноста на животната средина. За илустрација, може да се разликуваат следните големи блокови на слоеви (во моментов, повеќе од 350 тематски слоеви се создадени како дел од ГИС).

1. Топографска основа, т.е. слоеви кои содржат информации за географската локација на територијата, природните услови, релјефот итн. Основата за овој блок е топографска карта со размер 1: 1.000.000, подготвена од Verkhne-Volzhsky AGP и мапи од поголеми размери на најголемите градови во регионот. За да се решат голем број проблеми, потребни се карти од поголеми размери во овој поглед, во моментов се работи на активна работа за преминување во размери од 1: 500.000 и I: 200.000 за целата територија на регионот.

2. Податоци за изворите на емисии и испуштања, поставувањеотпад. Оваа група вклучува слоеви создадени врз основа на информации за корисниците на природни ресурси и формулари за статистички извештаи. ГИС-технологиите овозможуваат да се анализира загадувањето предизвикано од овие бројни извори во однос на специфични природни објекти или нивни делови (на пример, со одделни делови од реки).

3. Информации за извори на зголемена опасност и објекти на еколошки ризик. Составот на слоевите на овој блок зависи од спецификите на одреден регион и количината на достапни информации за одредени објекти.

4. Информации за инженерската и транспортната инфраструктура. Слоевите вклучени во оваа група често се интересни не сами по себе, туку во комбинација со информации за карстни феномени, поплави и други природни феномени кои можат да доведат до вонредна ситуација,

5. Информации за дистрибуцијата, динамиката и нивоата на загадување на животната средина. Овој блок ги содржи најпроменливите слоеви кои содржат податоци за следење на животната средина со период на ажурирање од еден ден. Врз основа на овие податоци се одвива главната аналитичка работа. Токму овие слоеви, кои се надредени на други слоеви и долгорочни податоци за следење на позадината, овозможуваат најпрецизно и најбрзо да се процени еколошката состојба во регионот.

6. Ситуација со зрачење. Информациите од овие слоеви овозможуваат да се процени ситуацијата со радијацијата и во целина и во поединечни области.

7. Санитарна и епидемиолошка состојба и дистрибуција на морбидитет во регионот. Просторновременска анализа на овие податоци, наметнатина информации за оперативно следење, овозможува во некои случаи не само да се видат односите, туку и да се предвиди можниот развој на настаните.

8. Фауна и флора, биодиверзитет, посебно заштитени природни подрачја. Сетот од овие слоеви е создаден заедно со еколошкиот центар Дронт.

9. Подземни и геолошки знаења. Слоевите се создадени по налог на територијалните органи на Министерството за природни ресурси.

Треба да се напомене дека ГИС на службата за животна средина се приближи до моментот кога квантитетот на информации се претвора во квалитет, што, пак, може да доведе до манифестација на скриени, кодирани Вформа просторниодноси односи.

Покрај накратко опишаните проекти, на Интернет има многу страници поврзани со еден или друг степен Сопримена на ГИС за еколошки проблеми. Примери за употреба на ГИС технологии во екологијата може да се најдат во бројни врски на страницата www.csri.com. вклучително и во зборникот на годишните конференции на ESRI, Inc.