V rámci environmentálneho pozorovania (monitorovania) zbierajú a spoločne spracúvajú údaje týkajúce sa rôznych prírodných prostredí, modelujú a analyzujú environmentálne procesy a ich vývojové trendy a využívajú údaje pri rozhodovaní o manažmente kvality životného prostredia. Výsledok environmentálnej štúdie predstavuje tri typy prevádzkových údajov: zisťovanie(namerané parametre stavu ekologickej situácie v čase prieskumu), ohodnotenie(výsledky spracovania meraní a na tomto základe získavanie odhadov environmentálnej situácie), predpoveď(predpovedanie vývoja situácie za dané časové obdobie). Kombinácia týchto typov údajov tvorí základ monitorovania životného prostredia. Znakom prezentácie údajov v environmentálnych monitorovacích systémoch je, že environmentálne mapy predstavujú plošné geoobjekty vo väčšej miere ako lineárne.

V environmentálnych GIS sa využívajú predovšetkým dynamické modely, v ktorých zohrávajú dôležitú úlohu technológie na tvorbu elektronických máp.

Čo sa týka digitálneho modelovania, využitie digitálnych modelov typu digitálny model javu, poľa atď.

Na úrovni zberu informácií sa popri topografických charakteristikách dodatočne stanovujú parametre charakterizujúce ekologickú situáciu. To zvyšuje množstvo údajov o atribútoch v environmentálnom GIS v porovnaní s typickým GIS; v súlade s tým sa zvyšuje úloha sémantického modelovania.

Na úrovni modelovania sa používajú špeciálne metódy na výpočet parametrov, ktoré charakterizujú ekologický stav životného prostredia a určujú formu prezentácie digitálnych máp.

Na úrovni prezentácie vydávajú environmentálne štúdie nie jednu, ale sériu máp, najmä pri predpovedaní javov. V niektorých prípadoch sa mapy vydávajú pomocou techník dynamickej vizualizácie, ako je možné vidieť na predpovediach počasia zobrazovaných v televízii.

Objektmi monitorovania mesta sú napríklad atmosférický vzduch, povrchové a podzemné vody, pôda, zeleň, radiačná situácia, biotop a zdravotný stav obyvateľstva.

Veľký počet organizácií (federálnych, mestských, rezortných) sa nezávisle zaoberá zberom údajov o stave parametrov objektov životného prostredia. Sleduje sa zloženie ovzdušia, množstvo emisií z priemyselných podnikov a dopravných prostriedkov, kvalita povrchových a podzemných vôd a pod. Tieto práce vykonávajú rôzne organizácie – od dopravnej polície až po sanitárne a epidemiologické stanice. Nevýhodou existujúceho postupu zberu environmentálnych údajov je nesystémovosť, roztrieštenosť, nejednotnosť mestských environmentálnych organizácií a chýbajúce komplexné hodnotenia a prognózy vývoja environmentálnej situácie.

Hlavnou úlohou monitorovania životného prostredia v mestách je získať komplexné hodnotenie environmentálnej situácie v meste na základe integrácie všetkých typov údajov pochádzajúcich od rôznych organizácií. Integračným základom súboru údajov je mapa. V dôsledku toho riešenie problémov monitorovania životného prostredia v mestách nevyhnutne vedie k využívaniu GIS. K tomu kombinujú existujúce siete rôznych meraní a špecializovaného monitoringu environmentálnych služieb. Vytvorenie systému je založené na zavedení moderných prostriedkov riadenia na báze jednotného informačného priestoru.

Geoinformačné systémy sú najlepším nástrojom na prezentáciu a analýzu priestorovo distribuovaných environmentálnych údajov, pretože dokážu zabezpečiť efektívne využitie nahromadených dát, ich komplexné spracovanie a pokročilé metódy modelovania a prezentácie. Štruktúra takéhoto systému môže zahŕňať dve úrovne.

Nižšia úroveň systému monitorovania životného prostredia:

§ federálne, mestské, rezortné subsystémy špecializovaného monitoringu (atmosféra, povrchové vody, verejné zdravie, rádiologický monitoring, monitoring hygienického čistenia mesta, podložia a podzemných vôd, pôdy, zelene, akustický a urbanistický monitoring);

§ územné centrá zberu a spracovania údajov.

Tieto podsystémy zabezpečujú zber úplných a podľa možnosti kvalitných informácií o stave životného prostredia na celom území mesta. V miestnych centrách sa informácie tiež analyzujú a vyberajú na prenos na vyššiu úroveň. Územné centrá zhromažďujú informácie o zdrojoch antropogénneho znečistenia na území správnych obvodov.

Horná úroveň systému monitorovania životného prostredia tvorí informačné a analytické centrum, ktorého úlohou je:

§ rýchle vyhodnotenie environmentálnej situácie v meste;

§ výpočet integrálnych hodnotení environmentálnej situácie;

§ prognóza vývoja ekologickej situácie;

§ príprava projektov kontrolných akcií a posudzovanie dôsledkov prijatých rozhodnutí.

Integrácia údajov do jedného systému prebieha dvoma spôsobmi:

1. na základe prevodu dátových formátov do jedného formátu pre celý systém;

2. na základe výberu jednotného GIS softvéru.

Okrem údržby databáz je možné modelovať a získavať tematické mapy. Systém dokáže vypočítať platby za využívanie prírodných zdrojov, vypočítať polia koncentrácie znečisťujúcich látok v atmosfére, vode a pôde.

Systém monitorovania životného prostredia zabezpečuje výmenu dát medzi svojimi účastníkmi, preto jednou z hlavných požiadaviek na softvérové ​​vybavenie všetkých podsystémov je schopnosť konvertovať dátové súbory do štandardných formátov (DBF pre databázové súbory a DXF pre grafické súbory).

Monitoring ako systém na pozorovanie, hodnotenie a predpovedanie stavu životného prostredia zahŕňa dve oblasti:

• 1. informácie;
• 2. manažérsky.

Spojenie týchto oblastí a manažmentu je založené na rozhodnutiach, ktoré sú založené na informáciách získaných pomocou leteckých a pozemných informačných služieb. Spracovanie výsledkov environmentálnych prieskumov území by malo prebiehať tak, aby bola zabezpečená jednoduchosť využívania údajov, možnosť doplňovania jednotnej databázy a konečné výsledky by mali objektívne odrážať stav životného prostredia. Efektívna organizácia a analýza používaných informácií je možná v rámci geografických informačných systémov (GIS).

Rozvoj vizuálnej interpretácie multidimenzionálnych dát a technológií GIS súvisí najmä so skutočnosťou, že pre človeka s obmedzenou trojrozmernou priestorovou predstavivosťou je ťažké a vo väčšine prípadov nemožné analyzovať a podávať zovšeobecnené odhady viacrozmerných predmety.

Technológia spracovania informácií v GIS je oveľa širšia ako len práca s databázou. Je určený aj na odborné posudky, t.j. GIS by mal obsahovať expertný systém. Dáta uložené a spracované v GIS majú nielen priestorovú, ale aj časovú charakteristiku.

GIS implikuje možnosť integrovaného spracovania digitálnych údajov, ktoré majú rôzne typy reprezentácie a sú získavané z rôznych zdrojov: kartografických, štatistických výsledkov terénneho výskumu, materiálov diaľkového prieskumu. Výhodami organizácie a uchovávania informácií v GIS je možnosť rýchlej prezentácie informácií na elektronickej mape, pričom používateľ môže pracovať súčasne s kartografickými informáciami a s databázou (tematické informácie).

Použitie GIS umožňuje predpovedať zmeny stavu životného prostredia pri zmene technogénnej záťaže na základe daných modelov vplyvu.

Najracionálnejším a najefektívnejším spôsobom uchovávania a spracovania údajov z monitorovania prírodných územných systémov je metóda geoinformačného mapovania. Táto metóda je založená na použití špeciálneho softvéru – geografických informačných systémov (GIS), určených na zber, uchovávanie, spracovanie a vizualizáciu priestorovo koordinovaných údajov, t.j. údaje s konkrétnym územným odkazom. Preto bola metóda geoinformačného mapovania pôvodne už svojou myšlienkou prispôsobená na spracovanie údajov týkajúcich sa ekosystémov, ktorými sú územné systémy Tsvetkov V.Ya. Geoinformačné systémy a technológie. M., 1998, 230. roky. .

Základnou vlastnosťou geoinformačných systémov prispôsobených na analýzu údajov zozbieraných systémovými metódami je, že umožňujú nielen optimalizovať ukladanie a spracovanie výsledkov výskumu, ale aj výrazne zvýšiť informačný a vedecký význam primárnych údajov. Dosahuje sa to tým, že výsledky terénnych pozorovaní, niekedy zozbierané bez zohľadnenia interakcie rôznych zložiek ekosystému, sú určitým spôsobom organizované a analyzované v samotnom geoinformačnom systéme, čo umožňuje identifikovať štruktúra cenotických vzťahov organizmov v ekosystéme.

Informačné systémy, ktoré dokážu efektívne akumulovať a spracovávať výsledky štúdií ekosystémov, by okrem databázy mali zahŕňať:

• 1. elektronické mapy s vrstvenými obrázkami;
• 2. programy na štatistické a zložitejšie matematické spracovanie údajov;
• 3. systém konštrukcie prediktívnych modelov rozvoja ekosystémov.

Počítačové mapy s vrstvenými obrázkami. Mapy by mali odrážať črty geologickej a tektonickej histórie územia, jeho geomorfológiu, štruktúru pôdneho a vegetačného krytu, druhové zloženie, početnosť a rozšírenie živočíchov. Ako základ pre tvorbu elektronických máp sa využívajú výsledky geologických, pôdnych, botanických a geobotanických, ako aj zoologických štúdií uskutočnených v rezervácii a v priľahlých územiach. V budúcnosti je potrebné vykonať terénny výskum s cieľom objasniť legendu mapy, určiť vzťah medzi rôznymi zložkami prírodného prostredia a zahrnúť kľúčové parametre do legend mapy, ktoré určujú štruktúru a fungovanie ekosystémov rezervácie. Spresňovanie a spresňovanie máp sa vykonáva tak, že sa hromadia aktuálne údaje o rôznych zložkách neživej a živej prírody.

Databázy a analytické programy. Pre databázu a matematickú analýzu výsledkov výskumu je potrebné hľadať existujúce alebo vytvárať vlastné programy, ktoré poskytujú komplexné štatistické výpočty a určujú ukazovatele charakterizujúce štruktúru a fungovanie ekosystémov rezervácie.

Kvantitatívny grafický model charakterizujúci štruktúru biocenotických vzťahov organizmov v ekosystémoch rezervácie. Spresňovanie a spresňovanie modelu sa vykonáva tak, ako sa hromadia údaje o vzťahu rôznych prvkov prírodných spoločenstiev. Program by mal poskytnúť možnosť prediktívneho modelovania procesov a javov vyskytujúcich sa v ekosystémoch rezervácie a komparatívnej analýzy údajov získaných v iných spoločenstvách.

Princípy organizácie GIS umožňujú do určitej miery odhaliť štruktúru prírodných spoločenstiev na základe nesúrodých údajov o rôznych zložkách ekosystémov. Aby však bolo možné efektívne študovať vzťahy medzi ekosystémami a vyvinúť adekvátne metódy na zber, ukladanie a spracovanie informácií pomocou počítačových programov, je potrebné na zber primárnych údajov použiť vyššie opísané systémové metódy. Postupné hromadenie údajov o rôznych zložkách ekosystémov rezervácií umožní lepšie pochopiť štruktúru a fungovanie prírodných spoločenstiev, identifikovať kľúčové cenotické vzťahy organizmov a vyvinúť vedecky podložené metódy ochrany a manažmentu prírodných zdrojov.

Technológia tvorby geografických informačných systémov

Súbor moderných softvérových produktov pre GIS mapovanie je veľmi rôznorodý.

Vo všeobecnosti sú takéto systémy určené, ako už bolo uvedené, na ukladanie priestorovo koordinovaných údajov, ich elementárne spracovanie a vizuálnu prezentáciu vo forme máp. Riešenie zložitejších problémov, ako je vytváranie prediktívnych modelov, si vyžaduje použitie dodatočného softvéru.

Najvšeobecnejšie konštrukčné princípy pre väčšinu geoinformačných systémov sa mierne líšia a sú vo všeobecnosti dosť jednoduché.

Každý objekt zobrazený na geografickej mape má dve „komponenty“: po prvé je charakterizovaný svojou geografickou polohou v určitom súradnicovom systéme, a teda geometrickými vlastnosťami, a po druhé, súborom tematických vlastností, t. obsahu.

Hlavnými grafickými typmi sú bodové, líniové a plošné (areálne objekty).

Tematické charakteristiky môžu byť rôzneho druhu. Hlavné najčastejšie používané typy sú reťazec, číslo (celé alebo desiatkové), dátum; možno použiť aj grafické objekty a typy, ktoré majú svoju vnútornú štruktúru.

V praxi geoinformačného mapovania je zvykom členiť obsah máp na tzv. „tematické vrstvy“ (nie sú obdobou farebných vrstiev tradičných máp). Tematická vrstva spája objekty rovnakého charakteru (napríklad vrstevnice, riečna sieť, jazerá, cesty, lesy, stretnutia so zvieratami atď.).

Za „dobrú formu“ sa pri vývoji GIS považuje nespájanie objektov rôznych grafických typov do jednej vrstvy – lineárnej (rieky), plošnej (jazerá) a bodovej (pramene), ale vytvorenie samostatnej vrstvy pre každý z nich.

Týmto spôsobom je možné kombináciou rôznych vrstiev získať mapy rôzneho obsahu. Niektoré vrstvy, ako sú hranice, hydrosieť, sú zvyčajne vždy prítomné; ostatné (reliéf, vegetácia, cestná sieť) sú zobrazené len v niektorých prípadoch.

Každá tematická vrstva obsahuje súbor grafických objektov a spravidla aj tematické vlastnosti týchto objektov. V najjednoduchšom prípade môžu byť tematické údaje vo forme dvojrozmernej tabuľky. Každý stĺpec obsahuje údaje rovnakého typu, charakterizujúce jednu z vlastností; každý riadok predstavuje súbor údajov súvisiacich s bežným grafickým objektom.

Systémy analýzy dát a vytváranie prediktívnych modelov

Väčšina moderných GIS sú univerzálne systémy určené na riešenie akýchkoľvek problémov, ale nezameriavajú sa na riešenie žiadneho konkrétneho problému. Obsahujú potenciál analyzovať údaje akéhokoľvek obsahu. Špeciálne tematické analytické bloky však musia byť vyvinuté „pre konkrétnu úlohu“ programátorom alebo kvalifikovaným používateľom.

Na tento účel poskytuje GIS špeciálne nástroje dvoch úrovní zložitosti - dotazovací systém SQL a špeciálne programovacie jazyky (Avenue v ArcView, Map Basic v MapInfo atď.). Dotazovací systém vykonáva elementárne výpočty a výbery z databázy. Obsahuje:

prvá množina operátorov: =,<>, >, <, >=, <=, +, - , /и т.д.

o súbor funkcií: Abs (modul), Area (objektová oblasť), Perimetr (objektový obvod), Sin, Cos, Min, Max, Sum atď.

ь súbor funkcií, ktoré umožňujú určiť územné spoločenstvo objektov patriacich do rôznych tematických vrstiev.

Zložitejšie a presnejšie modely využívajúce metódy diferenciálneho a integrálneho počtu, ktoré umožňujú analýzu biocenotických vzťahov organizmov, by mali byť vyvinuté v špeciálnych softvérových prostrediach – MapBasic, Avenue atď.

Takže na základe analýzy veľkosti populácie v biogeocenózach rôzneho veku možno zostaviť prognostický model početnosti a územnej distribúcie druhov. Základom pre to budú dve tematické vrstvy: mapa typov biogeocenóz (s uvedením veku) a mapa počtu zasiahnutých jedincov.

Na základe výsledkov rozboru možno získať súhrnnú tabuľku hustoty jedincov podľa typov biogeocenóz alebo graf závislosti hustoty osídlenia od veku (ako pre prípad prirodzenej obnovy, tak pre prípad umelých plantáží). . V budúcnosti je možné pomocou skonštruovaného modelu predpovedať vplyv antropogénnych vplyvov na ekosystémy (napríklad výrub alebo výsadba mláďat) na početnosť konkrétneho druhu, ako aj zmeny početnosti v čase. výsledkom postupných zmien v ekosystéme.

Špecifické vlastnosti GIS pre prírodné rezervácie

V praxi ochrany prírody sa značná časť prijímaných informácií v zásade týka konkrétne druhu priestorovo koordinovaných údajov - sú to údaje o stretnutiach so zverou, údaje o záznamoch trás a iné, nehovoriac o skutočných kartografických údajoch. materiálov.

Nový technický nástroj, ktorý sa objavil, sa však musí použiť v práci prírodných rezervácií nielen preto, že existuje. V ruských prírodných rezerváciách sa už desaťročia zbieralo obrovské a cenné množstvo informácií, ktoré sú dnes mŕtvou váhou a sú prakticky nedostupné na použitie. Vytvorenie počítačovej databázy na tomto základe, najmä kartografického systému, je spôsob, ako sprístupniť zozbierané údaje na vedeckú analýzu.

monitorovanie životného prostredia geografické informácie

Zber údajov v prírodných rezerváciách mal až doteraz „neformálny“ charakter – účtovný systém často nemá jasnú štruktúru, časovú a priestorovú referenciu údajov možno poskytnúť kvalitatívne, čo veľmi sťažuje ich automatizované spracovanie. .

Prechod na využívanie technológií GIS si nevyžaduje prakticky žiadne zmeny v obsahu pozorovaní, no forma ich zaznamenávania by sa mala kvalitatívne odlišovať, oveľa viac stuhnúť.

Využitie tabuľkových štruktúr je organizačne veľmi prospešné, pretože. zabraňuje pozorovateľovi ponechať v tabuľke „prázdne miesta“. Tým je splnená požiadavka úplnosti zozbieraných údajov. Na druhej strane pri takomto spôsobe účtovania vzniká dátový systém jednotnej štruktúry, ktorý umožňuje zadávať dáta do počítača a umožňuje nielen ukladať, ale aj algoritmicky spracovávať zozbierané dáta.

Podobná dátová štruktúra, prispôsobená na počítačové spracovanie, môže byť definovaná pre výsledky sčítania trás. V tomto prípade je možné vyvinúť aj algoritmy na extrapoláciu týchto údajov na celé územie s následným zobrazením na mape.

Čo je GIS GIS (Geografický informačný systém) - systém
zber, uchovávanie, analýza a grafika
vizualizácia priestorového (geografického)
údaje a súvisiace informácie o
potrebné predmety. V užšom zmysle -
GIS ako nástroj (softvérový produkt),
umožňuje používateľom vyhľadávať, analyzovať
a upravovať digitálne mapy, ako aj
dodatočné informácie o objektoch
výška budovy, adresa, množstvo
nájomníkov.

História GIS

Hoci geografické informačné systémy sú fenomén
relatívne nový, jeho históriu možno deliť
do štyroch hlavných krokov:

Etapy vývoja GIS

50-te roky -
70. roky 20. storočia
Počiatočné obdobie
Vypustenie prvej umelej družice Zeme
Nástup elektronických počítačov
(počítač) v 50. rokoch.
Nástup digitalizátorov, plotrov,
grafické displeje a iné periférie
zariadenia v 60. rokoch.
Tvorba softvérových algoritmov a procedúr
grafické zobrazenie informácií na
displeje a plotre.
Vytváranie formálnych metód
priestorová analýza.
Tvorba softvérových ovládacích prvkov
databázy.

Etapy vývoja GIS

70. roky -
80. roky 20. storočia
Obdobie štátnych iniciatív
Štátna podpora GIS
podnietili rozvoj
experimentálne práce v oblasti GIS,
na základe použitia báz
údaje o pouličnej sieti:
Automatizované systémy
navigácia.
Systémy zberu komunálneho odpadu a
odpadky.
Premávka vozidiel v
núdzové situácie a pod.

Etapy vývoja GIS

80. roky -
darček
čas
Obdobie komerčného rozvoja
Široký trh s rôznym softvérom
fondy, vývoj desktopových GIS,
rozšírenie rozsahu ich aplikácie prostredníctvom
integrácia s nepriestorovými databázami
dáta, vznik sieťových aplikácií,
vzhľad významného počtu
neprofesionálni používatelia, systémy,
podpora vlastných súprav
dáta na samostatných počítačoch, otvorené
cestu k systémom, ktoré podporujú
podnikové a distribuované databázy
geoúdaje.

Etapy vývoja GIS

80. roky -
darček
čas
Používateľské obdobie
Zvýšená konkurencia medzi komerčnými
poskytovatelia služieb geoinformačných technológií
výhody pre používateľov GIS, dostupnosť a
„otvorenosť“ softvéru umožňuje
používať a dokonca upravovať programy,
vznik užívateľských "klubov",
telekonferencie, geograficky rozptýlené, ale
prepojené jednou témou skupín používateľov,
zvýšená potreba geodát, zač
formovanie svetových geoinformácií
infraštruktúry. Morfometrická analýza reliéfu na
založené na technológiách GIS, nový smer v tomto
oblasti

GIS oddelenie

1) Podľa územného pokrytia:
- Globálny (planetárny) GIS;
- Subkontinentálny GIS;
- národný GIS;
- Regionálny GIS;
- subregionálny GIS;
- lokálny (miestny) GIS;

2) Podľa predmetu
informačné modelovanie:
- mestský GIS;
- Mestský GIS (MGIS);
- Environmentálny GIS;

Klasifikácia zdrojov GIS

Vlastný GIS (ArcGIS, Mapinfo, QGIS, gvSIG)
Vlastný GIS integrovaný s
virtuálne glóbusy (rozšírenie pre ArcGIS
vyvinutý Brianom Floodom a umožňujúci
integrovať ho s Virtual Earth
Virtuálne glóbusy (Google Maps, Google Earth,
Virtual Earth, ArcGIS Explorer)
Mapovanie webových serverov (MapServer, GeoServer,
OpenLayers atď.)

Príklady zdrojov GIS

Oblasti použitia GIS
- Ekológia a manažment prírody
- Pozemkový kataster a pozemkové úpravy
- Mestský manažment
- Regionálne plánovanie
- Demografia a výskum práce
zdrojov
- Riadenie dopravy
- Operatívne riadenie a plánovanie v
núdzové situácie
- Sociológia a politológia

Príklady zdrojov GIS

GIS v ekológii a manažmente prírody
- Klimatizácia

- Umiestnenie vodných útvarov na území Moskvy

- Stav podzemných vôd

- Ekologická mapa biodiverzity Moskvy: presídlenie
plazov

ArcInfo (ESRI, USA) (vektorový topologický model)
ArcView (ESRI, USA) (vektorový netopologický
Model)
ERDAS Imagine (ERDAS, Inc., USA) (rastrový model)
MapInfo Professional (MapInfo, USA) (vektor
netopologický model)
MicroStation (Bentley System, Inc., USA) (3D)
ER Mapper (ER Mapping, Austrália) (rastrový model)
WinGis (Progis, Rakúsko) (vektorové netopologické
Model)

AutoCAD Map (Autodesk, Inc. USA)
Plocha AutoCAD Land Development
(manažment pôdy a využitie pôdy)
Autodesk Civil Design (stavebné inžinierstvo)
Autodesk Survey (spracovanie geodetických údajov)
Autodesk Map Guide (web)

Vzhľadom na mesto ako ucelený systém je možné vyčleniť faktory, ktoré
ovplyvňujúce environmentálnu bezpečnosť obyvateľstva: ide o znečistenie
atmosféra, pôda, vodné útvary podnikmi a dopravou, nízka kvalita
pitná voda, nesúlad potravinárskych výrobkov s potrebnými normami.
Ak však pre konzumáciu pitnej vody a jedla je stále
existuje kontrola a riadenie kvality, stav životného prostredia
životné prostredie v moderných mestách sa naďalej zhoršuje v dôsledku obrovskej
množstvo technogénnej záťaže.

EcoGIS

Je súčasťou EPK ROSA,
uvedomenie si možností
ekologické geoinformácie
systémov (GIS). EcoGIS spája
výkonný grafický modul, základ
dáta a špeciálne nástroje
automatizácia dizajnu.
Ekologický GIS umožňuje
používať moderné
mapové nástroje,
plány, schémy, čo je podstatné
uľahčuje a urýchľuje proces
dizajn pre obe veľké
ako aj pre malé organizácie.

EPK ROSA - grafický modul - mapa-schéma a dizajn
údajov

Fragment mapy mesta - topografický podklad pre vybudovanie ek
karty

Naskenovaná mapa-schéma podniku s odkazom na súradnice

Vektorová mapa-schéma podniku po digitalizácii

OS ZDRAVOTNÝ A ENVIRONMENTÁLNY MONITOROVACÍ SYSTÉM
„MEMOS“ na báze geoinformačných technológií (GIS).
Cieľ projektu: na základe
neustále zbierané
informácie o environmentálnych faktoroch a
zdravie, rozvoj a implementácia
integrovaný systém
prezentácie, analýzy a prognózy
environmentálne údaje a
zdravie obyvateľstva. Cieľ
realizované riešením
úlohy uvedené nižšie.

Úlohy MEMOS:
vytváranie environmentálneho a sociálno-hygienického monitoringu
(organizácia zberu a uchovávania údajov);
zdôvodnenie výberu vedúcich (určujúcich) faktorov vplyvu na zdravie
obyvateľstvo určitých území;
predpovedanie stavu životného prostredia v čase a priestore;
prognózovanie v čase a priestore zdravotného stavu obyvateľstva v
perspektíva;
výpočet rizika pre verejné zdravie z hlavných environmentálnych faktorov;
budovanie organizačných, metodických a právnych systémov riadenia
verejné zdravie;
vytváranie ekonomických mechanizmov na podporu trvalo udržateľného rozvoja
regiónu na základe zdravotného a environmentálneho blahobytu
prezentácia výsledkov monitorovania prostredníctvom rozhodovacích orgánov
webové rozhrania k internetu

Systém MEMOS má množstvo významných výhod. Dáva
príležitosť pre osoby s rozhodovacou právomocou:
odhadnúť náklady na zlepšenie environmentálnej situácie v okolí
priemyselné zariadenie;
posúdiť veľkosť nákladov na zdravotnú starostlivosť spojených s negatívnymi
vplyv konkrétneho environmentálneho faktora na zdravie;
vykonať prognózu nákladov verejnej zdravotnej starostlivosti spojených s
vystavenie jednému alebo viacerým environmentálnym faktorom;
odôvodniť hmotný nárok občanov na ujmu na zdraví spojenú so škodlivou
vystavenie environmentálnym faktorom;
v rámci existujúceho právneho poriadku vytvárať príležitosti pre hospodárstvo
ochrana občanov v súvislosti s vplyvom životného prostredia.

Záver

GIS technológie nie sú len
počítačová databáza. Tieto sú obrovské
príležitosti na analýzu, plánovanie a
pravidelné aktualizácie informácií. V súčasnosti sa využívajú technológie GIS
takmer v každej oblasti života a
pomáha skutočne efektívne riešiť
veľa úloh. Najmä úlohy súvisiace
s environmentálnou bezpečnosťou v mestách
životné prostredie.

2.1.Všeobecná metodika vykonávania environmentálneho

2.2. Vlastnosti zloženia komponentov

Kapitola 3

3.1.Vytvorenie blokovej stavebnej vrstvy základného kartografického podkladu mesta Kaluga ako nevyhnutná podmienka pre ďalšie

3.2.Kartografické hodnotenie kvality životného prostredia na území mesta Kaluga z hľadiska stability

3.3 Miestne hodnotenie kvality vody malých riek v okolí mesta Kaluga pomocou GIS (Cell. Terepets. Kievka, Kaluga).

3.4. Kartografické hodnotenie kvality životného prostredia na území mestského lesa Kaluga.

3.5 Vytvorenie katastra drevín a kríkov rastúcich v uliciach mesta Kaluga pomocou GIS.

Kapitola 4. Využitie GIS na realizáciu regionálnych environmentálnych štúdií (vyplnenie bloku „ekológia“ GIS regiónu Kaluga).

4.1.Kartografické hodnotenie kvality životného prostredia na území regiónu Kaluga podľa stability vývoja brezy striebrolistej.

4.2 Regionálne hodnotenie kvality vody pomocou GIS v niektorých riekach Kaluga

4.3 Tvorba máp na hodnotenie kvality životného prostredia na základe výsledkov bioindikatívnych štúdií na území chránených území (Národný park Ugra a Prírodná rezervácia Kaluga Zaseki).

4.4.Kartografické hodnotenie kvality životného prostredia na území regiónu Kaluga z hľadiska výskytu ekopatológií u detí do r.

4.5. Vytvorenie katastra vzácnych a ohrozených druhov húb, rastlín a živočíchov na území regiónu Kaluga ako bloku „Červenej knihy GIS“.

Kapitola 5. Porovnávacia analýza údajov z environmentálneho prieskumu v prostredí GIS.

5.1.Porovnávacia analýza kvality životného prostredia z hľadiska stavu stromov a kríkov a z hľadiska stability vývoja drevín na území Leninského okresu mesta Kaluga za rok 2004.

5.2 Porovnávacia analýza kvality vodného prostredia na základe výsledkov hydrobiologických a chemických štúdií na malých riekach v okolí mesta

5.3 Porovnávacia analýza máp rozšírenia vzácnych a ohrozených druhov húb, rastlín a živočíchov a celková štúdia územia

5.4.Porovnávacia analýza máp rozšírenia vzácnych a ohrozených druhov húb, rastlín a živočíchov a súhrnná bioindikatívna mapa na území regiónu Kaluga v období od roku 1997 do r.

5.5 Porovnanie celkových bioindikátorov

Úvod Dizertačná práca v geovedách na tému „Využitie GIS technológií v regionálnych a miestnych environmentálnych štúdiách (na príklade regiónu Kaluga)“

Relevantnosť témy. Populačný rast a rozvoj technosféry výrazne rozšírili oblasť interakcie medzi človekom a prírodou. Nerešpektovaním prírodných zákonov a porušovaním ekologickej rovnováhy, aby uspokojilo svoje potreby, sa ľudstvo v konečnom dôsledku stalo ešte závislejším od stavu životného prostredia. Pre prežitie a ďalší rozvoj ľudstva je potrebné študovať Zem ako ucelený systém a vytvárať databanku a poznatky o procesoch a prvkoch prírodného prostredia a spoločnosti v širokom spektre ich vzájomného pôsobenia, analýzy, hodnotenia a predpovedanie dynamiky javov a procesov vyskytujúcich sa v okolitom svete s cieľom prijímať ekologicky kompetentné rozhodnutia v oblasti interakcie medzi prírodou a spoločnosťou (Ekoinformatika, 1992). Pre implementáciu racionálneho environmentálneho manažmentu, zohľadňujúceho vedecky podložené rozhodnutia, je potrebné vytvárať environmentálne informačné systémy. Program OSN pre životné prostredie (UNEP), založený v roku 1972, zabezpečuje vytvorenie globálneho systému monitorovania životného prostredia. Dáta pre tento systém sú dodávané globálnym environmentálnym monitorovacím systémom (GEMS), informačným a referenčným systémom INFOTERRA a ďalšími veľkými medzinárodnými projektmi (Risser, 1988. Gershenzon, 2003). Od roku 1980 sa vyvíja Globálna databáza prírodných zdrojov (GRID). Prácu s obrovským množstvom údajov, informácií a poznatkov, ktoré ľudstvo nahromadilo a neustále dostáva, by malo uľahčiť využívanie nových informačných technológií, najmä využívanie geografických informačných systémov (GIS). GIS sú počítačové systémy na zber, ukladanie, spracovanie a zobrazovanie priestorovo koordinovaných údajov, ktoré integrujú heterogénne informácie pochádzajúce z rôznych zdrojov na základe priestorovej polohy, v dôsledku čoho je možné porovnávať rôzne faktory prostredia a vykonávať komplexné geoekologické hodnotenie územia. (Serbenyuk, 1990; Berlyant, 1996; Žukov, Lazarev, Novakovsky, 1995).

Podľa materiálov Združenia GIS v Rusku sa ekologické GIS regionálnej a miestnej úrovne zvyčajne používajú na riešenie jedinej úzkej úlohy (zobrazenie degradácie flóry alebo fauny, modelovanie vplyvu a šírenia určitých druhov chemického znečistenia, monitorovanie špecifický parameter). GIS chránených území rôznych úrovní sa približujú ku komplexnej analýze územia, ale podobné práce jednotky a všeobecný prístup k nim nie sú vypracované (Materialy., 2002, Problémy., 2002). Regionálne GIS sa z väčšej časti využívajú na riešenie ekonomických a sociálnych problémov.

Na základe potreby vytvorenia regionálneho GIS na území Ruskej federácie. v regióne Kaluga sa realizuje regionálny cieľový program „Vytvorenie geografického informačného systému regiónu Kaluga“ na zlepšenie systémov účtovníctva, hodnotenia a potenciálu pre ekonomický rozvoj regiónu vrátane využívania a ochrany prírodných zdrojov. . Koncom leta tohto roku bolo v meste Kaluga vytvorené GIS centrum. GIS regiónu Kaluga a mesta Kaluga musí nevyhnutne obsahovať environmentálny komponent pre racionálne a efektívne riadenie sociálno-ekonomického rozvoja regiónu a mesta. Údaje, ktoré vyplňujú blok „Ekológia“, by zároveň mali byť čo najspoľahlivejšie a získané od odborníkov v konkrétnej oblasti vedomostí v dôsledku špeciálnych štúdií. Potreba tejto práce je analyzovať a zdôvodniť vlastnosti a prínosy využívania GIS technológií v environmentálnych štúdiách a zahrnutie výsledkov týchto štúdií do jedného informačného priestoru s cieľom vytvoriť čo najúplnejšie hodnotenie stavu územia región Kaluga a mesto Kaluga. Len na základe takýchto hodnotení je možné efektívne a racionálne riadiť kvalitu životného prostredia.

Účel a ciele štúdie. Hlavným účelom práce je študovať vlastnosti využitia GIS technológií pre regionálne a miestne environmentálne štúdie rôznych subjektov v regióne Kaluga. Na dosiahnutie cieľa boli stanovené tieto úlohy:

1) Vykonať analýzu využívania technológií GIS a existujúcich metód spracovania a prezentácie environmentálnych informácií v environmentálnych štúdiách na miestnej a regionálnej úrovni.

2) Vytvorte vrstvu obytných budov v meste Kaluga ako nevyhnutný základ pre geokódovanie údajov z environmentálnych štúdií.

3) Študovať vlastnosti udržiavania biologických katastrov pomocou technológií GIS na príklade vytvorenia databázy a súvisiacich elektronických máp o rozšírení vzácnych a ohrozených druhov živých organizmov uvedených v Červenej knihe regiónu Kaluga a o rozšírení stromov a kríky na uliciach mesta Kaluga.

4) Analyzovať možnosti súčasného spoločného využitia kartografických vrstiev charakterizujúcich rozšírenie niektorých vzácnych a ohrozených druhov húb, rastlín a živočíchov na hodnotenie území regiónu Kaluga v prostredí GIS.

5) Analyzovať možnosti využitia kartografickej vrstvy a s ňou spojenej databázy popisujúcej rozmiestnenie a charakteristiky stromov a kríkov v uliciach mesta Kaluga pre účely riadenia krajinotvorných prác v prostredí GIS.

6) Na základe údajov bioindikátorových štúdií zavedených do prostredia GIS vykonať kartografickú analýzu hlavných trendov v priestorovej a časovej dynamike rozloženia ukazovateľa stability vývoja živých organizmov na územiach mesto Kaluga a región Kaluga.

7) Identifikovať a analyzovať možnosti využitia GIS technológií ako nástroja na vykonávanie komparatívnej analýzy heterogénnych environmentálnych charakteristík v rámci skúmaného územia a možnosti využitia výsledkov komplexnej analýzy environmentálnych informácií v GIS pri rozhodovaní v oblasti environmentálny manažment kvality.

Vedecká novinka diela. Prvýkrát bol vytvorený ucelený blok GIS („Červená kniha regiónu Kaluga“) vrátane elektronických máp a súvisiacich databáz o rozšírení vzácnych a ohrozených druhov húb, rastlín a živočíchov v regióne Kaluga.

Prvýkrát v prostredí GIS bola použitá databáza, ktorá zahŕňa špecifické biologické charakteristiky stromov a kríkov v uliciach mesta podľa terénnych štúdií biológov a bola vytvorená prepojená mapa umiestnení objektov katastra.

Získali sa nové údaje o časopriestorovej dynamike kvality životného prostredia regiónu Kaluga z hľadiska stability vývoja živých organizmov v období rokov 2000-2006. Tieto údaje potvrdzujú predtým identifikované všeobecné trendy v dynamike kvality životného prostredia determinované systémom biomonitorovania regiónu.

Prvýkrát bol vykonaný porovnávací plošný rozbor kvality životného prostredia z hľadiska stability vývoja drevín a rozloženia ukazovateľa stavu drevín a krovín na území Leninského okresu. mesta Kaluga.

Prvýkrát bola vykonaná komparatívna plošná analýza kvality životného prostredia z hľadiska stability vývoja brezy striebristej a rozšírenia vzácnych a ohrozených druhov húb, rastlín a živočíchov v regióne Kaluga.

Praktický význam diela. Vrstva blokovej budovy sa používa ako základ pre odkazovanie podľa adresy v mnohých environmentálnych štúdiách v meste Kaluga: lekárske a environmentálne mapovanie, kataster zelených plôch na uliciach Kaluga, štúdie bioindikátorov a iné.

Kartografické zobrazenie a s ním spojená databáza katastra stromov a kríkov ulíc mesta Kaluga sa využívajú pri manažmente ekologizácie mesta s minimálnymi ekonomickými nákladmi a maximálnou vedeckou platnosťou. Prezentácia údajov v GIS umožňuje aj sledovanie počtu a stavu pozemkových úprav s promptným zobrazením informácií. Údaje používa Ekonomická správa mestskej správy Kaluga, Výbor pre ochranu životného prostredia a prírodných zdrojov a Duma mesta Kaluga.

Blok elektronických máp a databáza "Červená kniha regiónu Kaluga" sa využíva v praxi štátnej environmentálnej expertízy a pri hodnotení vplyvov plánovanej hospodárskej činnosti v regióne Kaluga. Tieto informácie navyše vďaka GIS technológiám otvárajú nové možnosti pre bioekologický výskum. umožňujúce integráciu heterogénnych informácií. Celkovo sa vytvorilo 578 vrstiev (podľa počtu druhov uvedených v Červenej knihe regiónu Kaluga) rozšírenia vzácnych a ohrozených druhov húb, rastlín a živočíchov v regióne Kaluga.

Na základe výsledkov bioindikačných štúdií na miestnej a regionálnej úrovni bolo vytvorených viac ako 50 elektronických máp a súvisiacich databáz. Tieto elektronické mapy a databázy v GIS sú využívané v práci Bioindikačného laboratória KSPU. K.E. Tsiolkovsky, Mestský výbor pre ochranu životného prostredia Kaluga, Centrum pre environmentálnu politiku Ruska, ako aj počas školského biomonitoringu rôznych mier.

Niektoré štúdie boli podporené grantmi Medzinárodného vývojového výskumného centra IDRC (Kanada) č. 10051805-154 a Ruskej humanitárnej nadácie.

Vyvinuté algoritmy a metódy na vytváranie tematických elektronických máp a databáz a využitie technológií GIS v environmentálnych štúdiách možno štandardne odporučiť pre podobné štúdie na územiach mesta Kaluga a regiónu Kaluga, ako aj v iných mestách a subjektoch Ruska. federácie.

Na území mesta Kaluga a regiónu Kaluga bol položený základ pre komplexnú environmentálnu analýzu využívajúcu technológie GIS.

Schválenie práce. Hlavné ustanovenia prezentovanej dizertačnej práce a výsledky jednotlivých vedeckých štúdií boli prezentované na: medziregionálnej vedeckej a praktickej konferencii „Rieka Oka – tretie tisícročie“ (Kaluga, 2001), regionálnej študentskej vedeckej konferencii „Aplikácia kybernetických metód“. pri riešení problémov spoločnosti XXI. storočia“ (Obninsk, 2003), medzinárodná vedecko-praktická konferencia „Ekologické a biologické problémy vodných útvarov povodia Dnepra“ (Ukrajina, Novaya Kakhovka, 2004), regionálna vedecká konferencia „Technogen systémy a environmentálne riziko“ (Obninsk, 2005), XII. celoruská konferencia „Mestské geoinformačné systémy“ (Obninsk, 2005) medzinárodná konferencia mládeže („TUNZA, Dubna +2“) „Mládež za bezpečné prostredie pre trvalo udržateľný rozvoj“ (Dubna , Moskovský región, 2005), konferencia s medzinárodnou účasťou „Ekológia človeka“ (Arkhangelsk, 2004)

Objem a štruktúra dizertačnej práce. Dizertačná práca pozostáva z úvodu, piatich kapitol a záveru, obsahuje bibliografiu 155 titulov v ruštine a angličtine. Rozsah dizertačnej práce je 159 strán strojom písaného textu vrátane 48 obrázkov a 6 tabuliek.

Záver Dizertačná práca na tému "Geoekológia", Smirnitskaya, Natalya Nikolaevna

1. V súčasnej fáze vývoja GIS je potrebné vytvárať nové metódy a zavádzať spoľahlivé výsledky environmentálnych štúdií do blokov environmentálnych informácií miestnych a regionálnych GIS.

2. Vytvorená bloková stavebná vrstva je nevyhnutným základom pre spojenie údajov všetkých environmentálnych štúdií v meste Kaluga, ako najbližšie k matematickému základu, a je vizuálnym zobrazením mestského priestoru.

3. Biologické katastre úrovne krajov a obcí vytvorené v GIS otvárajú nové možnosti efektívneho a hospodárneho využívania údajov - vytváranie tematických elektronických máp tak pre jednotlivé parametre, ako aj pre komplexné porovnávanie primárnych informácií.

4. Spoločné využitie vytvorených 578 kartografických vrstiev rozšírenia vzácnych a ohrozených druhov húb, rastlín a živočíchov uvedených v „Červenej knihe regiónu Kaluga“ v prostredí GIS umožňuje posudzovať nielen charakteristiku tzv. stav jednotlivých druhov a ich skupín, ale aj posúdiť stav územia analyzovaných území podľa hustoty osídlenia vzácnych druhov živých organizmov.

5. Kartografická vrstva a s ňou spojená databáza charakterizujúca rozmiestnenie a stav stromov a kríkov na uliciach mesta Kaluga, zaradená do bloku „Ekológia“ GIS mesta Kaluga, umožňuje hodnotiť zelené plochy mesta. podľa 6 parametrov (typ, výška, obvod, vek, stav, odporúčania odborníkov) , čo výrazne znižuje materiálové a časové náklady na racionálne vedenie pozemkových úprav.

6. Porovnávacia kartografická analýza výskumných údajov o rozložení ukazovateľov stavu stromov a kríkov a o ukazovateli stability vývoja drevín na území Leninského okresu mesta Kaluga za rok 2004, resp. údaje o hodnotení kvality životného prostredia podľa koeficientu stability vývoja brezy striebornej na území regiónu Kaluga za roky 1997 - 2005 ukázali, že GIS technológie sú najlepším nástrojom na štúdium dynamiky analyzovaných parametrov. Odhalila sa zhoda v priestorovom rozložení ukazovateľov komfortu prostredia pre rast a existenciu rastlinných organizmov podľa stavu krajinotvorných objektov a stability vývoja drevín. Odhalil sa dlhodobý trend spriemerovania hodnôt kolísavého koeficientu asymetrie a udržiavanie hlavných kontúr priaznivej a nepriaznivej kvality životného prostredia v regióne Kaluga.

7. Komplexné štúdie územia regiónu Kaluga (vrátane porovnania kvality životného prostredia pre rôzne parametre - stabilita vývoja brezy, hydrobiologická indikácia, lineárna záťaž, rozšírenie vzácnych a ohrozených druhov živočíchov, rastlín a huby) ukazujú, že technológie GIS umožňujú priblížiť sa geosystémovému hodnoteniu analyzovaného územia vďaka jednej z hlavných funkcií GIS - zjednocovaniu heterogénnych informácií na základe priestorovej lokalizácie.

8. Výsledky komplexnej analýzy informácií o životnom prostredí v GIS (elektronické mapy pre viaceré parametre, porovnávacie mapy dynamiky environmentálnych procesov) sú pripraveným podkladom pre rozhodovanie v oblasti manažérstva kvality životného prostredia.