ГИС в экологическом проектировании

Содержание

1. Введение………………………………………………………………………………….2

 

2. ГИС в экологическом проектировании…………………………………………………3

3. Роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях………………………………...4

4. Целесообразность использования ГИС при решении проблем экологии…………….7

5. Опыт применения свободных и открытых ГИС в процессе разработки раздела ПМООС ( Перечень мероприятий по охране окружающей среды)……………………8

 

6. Заключение……………………………………………………………………..……….11

7. Список литературы………………………………………………………………..……12

Введение

Геоинформатика как наука находится на слиянии двух быстро развивающихся областей: информатики и науки о Земле. Сегодня исследования в этой области используют все новейшие методы вычислительной математики и компьютерной обработки больших объемов данных наблюдения Земли, реализуемые через географические информационные системы (ГИС), которые привлекают все большее внимание государства, промышленности и научно-исследовательских организаций. В настоящей работе авторы, не претендуя на полноту в этой стремительно развивающейся области знаний, делают попытку анализа состояния геоинформационных систем, рассматривают перспективные направления их развития исходя из результатов собственных исследований и многолетнего опыта их применения для решения конкретных задач.

История развития ГИС насчитывает уже более 50 лет. Первые попытки их создания относятся к 1960-м гг., когда Р. Томлинсон (R.F. Tomlinson) в 1968 г. разработал первую Канадскую Географическую Информационную Систему для сельско-хозяйственного агентства (CGIS). В Великобритании делались попытки создания автоматизированных картографических систем начиная с 1963 г. В США основным разработчиком методических вопросов ГИС стала Гарвардская лаборатория компьютерной графики. В конце 1980-х гг. в США появились прикладные геоинформационные системы, ориентированные на решение природоохранных задач, и были выполнены работы по созданию электронных карт — так называемых природоохранных ГИС, а также работы по картированию лесов с использованием ГИС-технологий, аэро- и космической съемки. В начале 1990-х годов в США начаты комплексные работы по созданию на всю территорию страны системы, по оценке биоразнообразия. Несмотря на интенсивное развитие геоинформационных технологий, первые общедоступные полнофункциональные ГИС появились только после выхода на рынок персональных компьютеров, в первую очередь это связано с работой фирмы ESRI, которая выпустила свой основной продукт ArcView 2.0. Именно с этого момента и началось развитие ГИС как массовых программно-информационных комплексов для решения задач в различных прикладных областях.

 

 

Роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях

Деградация среды обитания

ГИС с успехом используется для создания карт основных параметров окружающей среды. В дальнейшем, при получении новых данных, эти карты используются для выявления масштабов и темпов деградации флоры и фауны. При вводе данных дистанционных, в частности спутниковых, и обычных полевых наблюдений с их помощью можно осуществлять мониторинг местных и широкомасштабных антропогенных воздействий. Данные об антропогенных нагрузках целесообразно наложить на карты зонирования территории с выделенными областями, представляющими особый интерес с природоохранной точки зрения, например парками, заповедниками и заказниками. Оценку состояния и темпов деградации природной среды можно проводить и по выделенным на всех слоях карты тестовым участкам.

Загрязнение

С помощью ГИС удобно моделировать влияние и распространение загрязнения от точечных и неточечных (пространственных) источников на местности, в атмосфере и по гидрологической сети. Результаты модельных расчетов можно наложить на природные карты, например карты растительности, или же на карты жилых массивов в данном районе. В результате можно оперативно оценить ближайшие и будущие последствия таких экстремальных ситуаций, как разлив нефти и других вредных веществ, а также влияние постоянно действующих точечных и площадных загрязнителей.

Землевладение

ГИС широко применяются для составления и ведения разнообразных, в том числе земельных, кадастров. С их помощью удобно создавать базы данных и карты по земельной собственности, объединять их с базами данных по любым природным и социально-экономическим показателям, накладывать соответствующие карты друг на друга и создавать комплексные (например, ресурсные) карты, строить графики и разного вида диаграммы.

Охраняемые территории

Еще одна распространенная сфера применения ГИС – сбор и управление данными по охраняемым территориям, таким как заказники, заповедники и национальные парки. В пределах охраняемых районов можно проводить полноценный пространственный мониторинг растительных сообществ ценных и редких видов животных, определять влияние антропогенных вмешательств, таких как туризм, прокладка дорог или ЛЭП, планировать и доводить до реализации природоохранные мероприятия. Возможно выполнение и многопользовательских задач, таких как регулирование выпаса скота и прогнозирование продуктивности земельных угодий. Такие задачи ГИС решает на научной основе, то есть выбираются решения, обеспечивающие минимальный уровень воздействия на дикую природу, сохранение на требуемом уровне чистоты воздуха, водных объектов и почв, особенно в часто посещаемых туристами районах.

Неохраняемые территории

Региональные и местные руководящие структуры широко применяют возможности ГИС для получения оптимальных решений проблем, связанных с распределением и контролируемым использованием земельных ресурсов, улаживанием конфликтных ситуаций между владельцем и арендаторами земель. Полезным и зачастую необходимым бывает сравнение текущих границ участков землепользования с зонированием земель и перспективными планами их использования. ГИС обеспечивает также возможность сопоставления границ землепользования с требованиями дикой природы. Например, в ряде случаев бывает необходимым зарезервировать коридоры миграции диких животных через освоенные территории между заповедниками или национальными парками. Постоянный сбор и обновление данных о границах землепользования может оказать большую помощь при разработке природоохранных, в том числе административных и законодательных мер, отслеживать их исполнение, своевременно вносить изменения и дополнения в имеющиеся законы и постановления на основе базовых научных экологических принципов и концепций.

Экотуризм

Возможность быстрого создания привлекательных, красочных и, в то же время, качественных профессионально составленных карт делает ГИС идеальным средством создания рекламных и обзорных материалов для вовлечения публики в быстро развивающуюся сферу экотуризма. Характерной чертой так называемых "экотуристов" является глубокая заинтересованность в подробной информации о природных особенностях данной местности или страны, о происходящих в природе процессах, связанных с экологией в широком смысле. Среди этой достаточно многочисленной группы людей большой популярностью пользуются созданные с помощью ГИС научно-образовательные карты, отображающие распространение растительных сообществ, отдельных видов животных и птиц, области эндемиков и т.д. Подобная информация может оказаться полезной для целей экологического образования или для туристских агентств, для получения дополнительных средств из фондов проектов и национальных программ, поощряющих развитие путешествий и экскурсий.

Мониторинг

По мере расширения и углубления природоохранных мероприятий одной из основных сфер применения ГИС становится слежение за последствиями предпринимаемых действий на локальном и региональном уровнях. Источниками обновляемой информации могут быть результаты наземных съемок или дистанционных наблюдений с воздушного транспорта и из космоса. Использование ГИС эффективно и для мониторинга условий жизнедеятельности местных и привнесенных видов, выявления причинно-следственных цепочек и взаимосвязей, оценки благоприятных и неблагоприятных последствий предпринимаемых природоохранных мероприятий на экосистему в целом и отдельные ее компоненты, принятия оперативных решений по их корректировке в зависимости от меняющихся внешних условий.

Заключение

 

1. При разработке раздела ПМООС проектной документации можно использовать открытые ГИС-пакеты, которые позволяют на выходе получить графические материалы необходимого качества.

2. Многие функциональные возможности открытых ГИС схожи с коммерческими аналогами. При этом наряду с отдельными недостатками, существуют и преимущества. Например, учет топологических отношений в модели векторных данных GRASS, что позволяет избежать ошибок при определении площадей зон с особыми условиями использования территории.

3. Существующие недостатки по своей сути не глобальны (особенно при составлении относительно небольших проектов) и при небольшом опыте использования могут быть довольно легко преодолены.

4. Открытая лицензия на ПО предоставляет право свободного (бесплатного) доступа для всех потребителей, что исключает необходимость использования дорогих лицензионных коммерческих ГИС.

 

 

Список литературы

1. Ю. И. Шокин. ГИС сегодня: состояние, перспективы, решения. Том 20 [Текст] / Ю. И. Шокин, В. П. Потапов – Новосибирск: СО РАН, 2015. – 39стр.

2. Самардак А.С. Геоинформационные системы: Учебное пособие. - Владивосток: ТИДОТ ДВГУ, 2005. - 123 с.

3. Опыт применения открытых ГИС в экологическом проектировании [Электронный ресурсъ]. – Режим доступа http://www.geotochka.ru. –Загл. с экрана.

4. Программное обеспечение для картографии и создания карт ГИС на базе моделей AutoCAD® Map 3D [Электронный ресурс].-Режим доступа: https://www.autodesk.ru/products/autocad-map-3d/overview.- Загл. с экрана.

Содержание

1. Введение………………………………………………………………………………….2

 

2. ГИС в экологическом проектировании…………………………………………………3

3. Роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях………………………………...4

4. Целесообразность использования ГИС при решении проблем экологии…………….7

5. Опыт применения свободных и открытых ГИС в процессе разработки раздела ПМООС ( Перечень мероприятий по охране окружающей среды)……………………8

 

6. Заключение……………………………………………………………………..……….11

7. Список литературы………………………………………………………………..……12

Введение

Геоинформатика как наука находится на слиянии двух быстро развивающихся областей: информатики и науки о Земле. Сегодня исследования в этой области используют все новейшие методы вычислительной математики и компьютерной обработки больших объемов данных наблюдения Земли, реализуемые через географические информационные системы (ГИС), которые привлекают все большее внимание государства, промышленности и научно-исследовательских организаций. В настоящей работе авторы, не претендуя на полноту в этой стремительно развивающейся области знаний, делают попытку анализа состояния геоинформационных систем, рассматривают перспективные направления их развития исходя из результатов собственных исследований и многолетнего опыта их применения для решения конкретных задач.

История развития ГИС насчитывает уже более 50 лет. Первые попытки их создания относятся к 1960-м гг., когда Р. Томлинсон (R.F. Tomlinson) в 1968 г. разработал первую Канадскую Географическую Информационную Систему для сельско-хозяйственного агентства (CGIS). В Великобритании делались попытки создания автоматизированных картографических систем начиная с 1963 г. В США основным разработчиком методических вопросов ГИС стала Гарвардская лаборатория компьютерной графики. В конце 1980-х гг. в США появились прикладные геоинформационные системы, ориентированные на решение природоохранных задач, и были выполнены работы по созданию электронных карт — так называемых природоохранных ГИС, а также работы по картированию лесов с использованием ГИС-технологий, аэро- и космической съемки. В начале 1990-х годов в США начаты комплексные работы по созданию на всю территорию страны системы, по оценке биоразнообразия. Несмотря на интенсивное развитие геоинформационных технологий, первые общедоступные полнофункциональные ГИС появились только после выхода на рынок персональных компьютеров, в первую очередь это связано с работой фирмы ESRI, которая выпустила свой основной продукт ArcView 2.0. Именно с этого момента и началось развитие ГИС как массовых программно-информационных комплексов для решения задач в различных прикладных областях.

 

 

ГИС в экологическом проектировании

 

В 2008 году впервые на уровне постановления Правительства РФ была определена необходимость представлять в составе проектной документации не только текстовую, но и графические части.

В составе графической части для разных разделов проектной документации необходимо разрабатывать чертежи, схемы и другие документы. В графической части раздела проектной документации, содержащего перечень мероприятий по охране окружающей среды (далее – раздел ПМООС), должны быть представлены карты-схемы размещения объекта строительства, границы зон с особыми условиями использования территории, места обитаний животных и растений, занесенных в Красные книги РФ и субъектов РФ, контрольные пункты, посты, скважины, источники выбросов и сбросов, результаты расчетов рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Наличие в составе проектной документации графической части предопределяет необходимость использования соответствующих программных средств для их создания. При разработке графической части раздела ПМООС работа в основном ведется с пространственно-координированными данными и для их достоверного представления, как правило, используют ГИС.

Несмотря на отличия между существующими ГИС-пакетами, оформление графической части раздела ПМООС представляет к ним ряд общих требований, необходимых для создания полноценного проекта:

 

· Возможность географической привязки картографических материалов: топографических карт (в т.ч. с нанесенными экспертами контурами).

· Нанесение контуров различных производственных объектов, представленных в виде текстовых таблиц с координатами точек перегибов (линии трасс, границы строительных сооружений, положение отдельных скважин и пр.)

· Возможность векторизации точечных, линейных и/или полигональных объектов, представляющих, как правило, некоторые экспертные данные (например, выделы растительности для карты-схемы местообитаний растений, занесенных в Красные книги).

· Редактирование атрибутивных таблиц с возможностью построения различных запросов по ним.

· Создание буферных зон (как правило, для отображения границ зон с особыми условиями использования, например – водоохранных зон, зон охраны источников питьевого водоснабжения).

· Задачи перепроецирования, а также экспорта/импорта для данных различных форматов (например, отображение контуров различных производственных объектов, полей рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, находящихся в сторонних форматах).

· Возможности графического оформления (хотя это уже не чисто геоинформационная, а, скорее, картографическая задача).