мая 29 2003

ОСНОВЫ И ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ Г. ОДЕССА.

Опубликовано в 11:17 в категории Проблемы Черного моря

ОСНОВЫ И ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ Г. ОДЕССА.

Андрианова О.Р., Первушина И.В., Скипа М.И.,

Федоровский А.Д.

Отделение гидроакустики МГИ НАН Украины г.Одесса

Предпосылкой работы являлась идея внедрения средств геоинформационных систем (ГИС), дистанционного зондирования Земли и моделирования в процессы мониторинга экологического состояния окружающей среды и управления природными ресурсами. Установление критических техногенных нагрузок на природную среду, моделирование процессов взаимодействия и взаимопроникновения природных и антропогенных факторов, непрерывный мониторинг этих процессов и прогнозирование чрезвычайных ситуаций составляют круг актуальных проблем, которые должно разрешить общество для устойчивого развития.

Среди существующих современных методов мониторинга состояния окружающей среды наиболее перспективными являются методы дистанционного зондирования и ГИС. Эти передовые информационные технологии позволяют вести мониторинг в режиме реального времени, благодаря чему можно моделировать сложные природные и техногенные процессы. Для успешного развития инфраструктуры прибрежных районов, представляющих собой зоны повышенной опасности из-за наличия портовых терминальных комплексов, также необходимо создание ГИС для поддержания сбалансированного функционирования этих регионов и защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера.

Одесская прибрежная зона расположена в регионе, отличающемся активными геологическими процессами, сложной тектоникой, повышенной сейсмической опасностью, значительными подтоплениями, резким ухудшением состояния катакомб, возрастающим воздействием

Черного моря и т.д. Здесь размещены крупные предприятия, промышленно-транспортные узлы, терминалы, продуктопроводы, опасные склады и другие объекты, не только оказывающие интенсивную нагрузку на природную среду, но и способные вызвать значительные экологические беды. Рост интенсивности судоходства увеличивает напряженность ситуации, поэтому в этом регионе особенно необходима оценка промышленно-опасных объектов и зон, в первую очередь в районе, прилегающем к нефтегавани, в которых вероятно возникновение чрезвычайных ситуаций, а затем разработка и внедрение ГИС для стратегического и оперативного планирования развития города Одессы.

Использование геоинформационных систем вызвано необходимостью интегрировать данные и технологии в единые системы, что является важным условием функционирования систем мониторинга. Принципиальная схема интеграции картографических материалов, космоснимков, моделей и баз данных в геоинформационной системе продемонстрирована на рис. 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема интеграции информационно-технологических средств в ГИС

Функциональные требования к ГИС исследований и мониторинга состояния окружающей среды (ОС) определяются потребностями Заказчика и потенциальных пользователей [1]. Так для государственных органов управления важно постоянно иметь свежую информацию о состоянии ОС как одного из стратегически важных параметров для поддержания экологической безопасности. С другой стороны, информация от ГИС может позволить выявить причину и виновного в загрязнении или нарушении состояния ОС, помочь применить профилактические действия и разработать управленческие решения для улучшения ситуации. Таким образом, система должна удовлетворять требованию актуальности информации. Это можно осуществить благодаря регулярному получению данных от соответствующих служб и в соответствии с установленным регламентом (гидрометстанции, санэпидстанция, Управления земельными ресурсами и т.п.), а также использованию данных дистанционного зондирования.

Данные, на основе которых создается ГИС, должны соответствовать по классу детальности уровню региональных и территориальных исследований, иметь необходимую актуальность и сопоставимость (особенно, если эти данные получены из разных источников). Эти требования удовлетворяют электронные карты территории области, района, города, как правило, это карты масштаба 1:200.000 1:50.000 и 1:10.000. Основным компонентом программной системы для исследования и мониторинга состояния ОС является ГИС на базе продукции фирмы ESRI (ArcView или ArcInfo) [2, 3].

Функции ГИС определяются требованиями Заказчика, и на сегодняшний день основными функциями ГИС по мониторингу состояния ОС можно считать следующие:

- оценка состояния ОС региона;

- определение возможных последствий возможных явлений или чрезвычайных ситуаций с помощью моделирования.

Дополнительными задачами, которые реализованы с помощью ГИС, являются:

- сбор информации относительно состояния ОС региона путем формирования соответствующих баз данных и ГИС-слоев;

- оценка состояния ОС средствами ГИС, включая возможности статистического анализа явлений и их последствий, которые реально произошли в прошедшие годы;

- прогноз возможных явлений природного и техногенного характера, прогнозирование и оценка их последствий;

- определение зон негативного влияния на ОС в случае природных явлений или техногенных аварий;

- поддержка при принятии управленческих решений;

- разработка стратегий планирования территорий и обновления природных комплексов по современным космоснимкам и сопоставление материалов космической съемки, выполненной в разные годы.

Информационное обеспечение ГИС в прибрежных зонах основывается на многочисленных факторах, которые предполагается в перспективе включать в эту систему [1]. Как указывалось выше, из разных источников собирается информация об объектах и другие необходимые данные. Информация также собирается по результатам дешифровки космических снимков (построение тематических карт, векторных слоев). Затем на цифровой карте, которая используется как топооснова (как топооснова в некоторых случаях может использоваться космический снимок или мозаика космических снимков) выполняется  геопривязка объектов.

На рис. 2 и 3 приведены примеры работы с ГИС г. Одесса, состоящей из нескольких слоев, отображающих космический снимок г. Одесса (рис. 3) с нанесенной на него разметкой геодинамических зон, а также цифровую карту города с отображением различных объектов (улиц, зданий и сооружений, водоемов, оврагов). Эта ГИС позволяет выполнять пространственные запросы, осуществлять измерения расстояний и площадей, получать информацию об объектах ГИС, отображает зоны экологического риска. Данные зоны выделяются на космоснимках (рис. 3) как линейные фотоаномалии, характеризующиеся значительным превышением длины над шириной и выражающиеся на отдельных отрезках спрямленными элементами геологической структуры и эрозионно-денудационного или аккумулятивного рельефа. Иногда они представлены более тонкими различиями фототона, обусловленными геоботаническими, гидрогеологическими, почвенными и другими особенностями, изображаемыми на космоснимках ландшафтов.

Это специфический класс структур, отражающий наиболее общий план трещиноватости, по-видимому, имеющий планетарное, региональное развитие [4]. Особенностью геодинамических зон есть то, что они отражают современные неотектонические движения земной коры. Критерием классификации зон по порядкам является протяженность зон на материалах дистанционных съемок и четкость их проявления. Особенно нестабильными участками являются территории пересечения геодинамических зон различного направления. Эти узлы характеризуются повышенной раздробленностью горных пород. При прочих равных условиях здесь происходят деформации земной поверхности, активизируются геохимические, экзогенные и другие процессы. Представленные геодинамические зоны г. Одессы получены в результате дешифрирования многозональных космических снимков с ИСЗ "Спот", "Ландсат"и Ресурс-Ф.

Таким образом, получена геоинформационная основа, которая позволяет наметить пути проведения моделирования и организации мониторинга состояния окружающей среды в прибрежной зоне г. Одесса.

Рисунок 2 Пример работы с ГИС г.Одесса в программе ArcView

Рисунок 3 ГИС г.Одесса, с включением слоя космического снимка

В дальнейшем для информационно-аналитического обеспечения принятия решений при стихийных бедствиях, техногенных авариях и т.п. необходимо расширить информационную базу путем подключения сведений различных городских структур, таких как земельные и геологические службы (данные об оползневых участках, подтопляемых зонах, застройке и т.д.), гидрометеорологические бюро, инспекции по состоянию морских вод, санитарно-эпидемиологические станции, статистическое управление и другие, а также разработать способы освоения сведений ГИС из базы создаваемой данных при проведении моделирования развития процессов в прибрежной зоне.

Список литературы

1. Абалаков А.Д. Кузьмин С.Б. и др. Геоинформационное обеспечение и картографирование экологического риска // М. Геодезия и картография, 1997, №11.

2. Кейт Дж. Введение в системы баз данных. – М.: Изд. Вильямс, Москва,1999.

3. Amir H. Razavi. ArcView GIS Developer\’s Guide // OnWord Press; 4 edition (June 5, 2001)

4. Пейве А.В. Становление континентальной земной коры Северной Евразии (в связи с составлением новой тектонической карты) //Геотектоника.–1976, №5.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.