Телефон
+7 812
325-01-03

Экология и ГИС

В управлении землепользованием и в ведении городского хозяйства одним из основных видов продукции является информация ( в том числе картографическая), получаемая на основе имеющихся данных. При решении экологиче-ских задач с помощью ГИС акцент на продукцию несколько иной. В ходе экологического наблюдения (монито-ринга) осуществляют сбор и совместную обработку данных, относящихся к различным природным средам, моде-лирование и анализ экологических процессов и тенденций их развития, а также использование данных при приня-тии решений по управлению качеством окружающей среды.
Результат экологического исследования, как правило, представляет оперативные данные трех типов: констати-рующие (измеренные параметры состояния экологической обстановки в момент обследования), оценочные (ре-зультаты обработки измерений и получение на этой основе оценок экологической ситуации), прогнозные (прогно-зирующие развитие обстановки на заданный период времени).
Из этого следует, что в экологических ГИС применяются в первую очередь динамические модели. В силу этого большую роль в них играют технологии создания электронных карт.
Совокупность всех перечисленных трех типов данных составляет основу экологического мониторинга.
Особенностью представления данных в системах экологического мониторинга является то, что на экологических картах в большей степени представлены ареальные геообъекты, чем линейные.


Относительно цифрового моделирования принципиальным следует считать использование цифровых моделей типа цифровая модель явления, поле и т.п.
На уровне сбора наряду с топографическими характеристиками дополнительно определяются параметры, характеризующие экологическую обстановку. Это увеличивает объем атрибутивных данных в экологических ГИС по сравнению с типовыми ГИС. Соответственно возрастает роль семантического моделирования.
На уровне моделирования используют специальные методы расчета параметров, характеризующих экологическое состояние среды и определяющих форму представления цифровых карт.
На уровне представления при экологических исследованиях осуществляют выдачу не одной, а, как правило, серии карт, особенно при прогнозировании явлений. В некоторых случаях карты выдаются с применением методов динамической визуализации, что довольно часто можно наблюдать при метеопрогнозах, показываемых по телевидению.
В качестве примера рассмотрим систему экологического мониторинга, создаваемую для Москвы'. Объектами мо-ниторинга Москвы являются: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва, зеленые насаждения, радиационная обстановка, среда обитания и состояние здоровья населения.
Большое число организаций (федеральных, муниципальных, ведомственных) в Москве занимаются независимо друг от друга сбором данных о состоянии параметров объектов окружающей среды. Производится контроль со-става атмосферного воздуха, количества выбросов промышленных предприятий и автотранспорта, качества по-верхностных и подземных вод и т. д. Эти работы выполняют различные организации - от ГАИ до санэпидемстан-ций. Недостатки существующего порядка сбора экологических данных - разрозненность и бессистемность, разоб-щенность городских природоохранных организаций и отсутствие комплексных оценок и прогнозов развития эко-логической обстановки.
Главная задача городского экомониторинга - получение комплексной оценки экологической ситуации в городе на базе интеграции всех видов данных, поступающих от различных организаций. Интеграционной основой множест-ва данных, естественно, является карта. Следовательно, решение задач экомониторинга города неизбежно приво-дит к созданию и применению ГИС.
Для этого объединяют существующие сети различных измерений и специализированные мониторинги природо-охранных служб. Создание системы основано на внедрении современных средств контроля на базе единого ин-формационного пространства.
Структура системы экомониторинга Москвы включает два уровня.
Нижний уровень системы включает:
• федеральные, городские и ведомственные подсистемы специализированных мониторингов (мониторинг атмо-сферы, поверхностных вод, здоровья населения, радиодогический мониторинг, мониторинг санитарной очистки территории города, мониторинг недр и подземных вод, почв, зеленых насаждений, акустический мониторинг, гра-достроительный мониторинг);
• территориальные центры сбора и обработки данных, созданные на базе территориальных отделений Москомприроды.
Эти подсистемы обеспечивают сбор полной и по возможности качественной информации о состоянии окружаю-щей среды на всей территории города. В локальных центрах проводятся также анализ информации и ее отбор для передачи на верхний уровень.
Территориальные центры обеспечивают сбор информации по источникам антропогенного загрязнения на территории административных округов и используют данные территориальных подразделений федеральных служб и городских хозяйственных организаций.
Верхний уровень системы экомониторинга составляет информационно-аналитический центр. В задачи верхнего уровня системы входят:
• оперативная оценка экологической ситуации в городе;
• расчет интегральных оценок экологической ситуации;
• прогноз развития, экологической обстановки;
• подготовка проектов управляющих воздействий и оценка последствий принимаемых решений.
Очевидно, что информационная система экомониторинга Москвы имеет ярко выраженный распределенный характер. Поэтому она строится на основе распределенной информационной сети.
Для эффективного использования накапливаемых данных необходимы комплексная обработка и совершенные методы моделирования и представления данных.
Геоинформационные системы являются оптимальным средством для представления и анализа пространственно - распределенных экологических данных.
Подсистема специализированных мониторингов охватывает ряд организаций (Москомзем, НПО "Радон", НИиПИ Генплана), имеющих инструментальные пакеты ГИС. Другие организации (Мослесопарк, МГЦСЭН) подобного программного обеспечения не имеют. Интеграция данных в единую систему происходит двумя путями:
• на основе конвертирования форматов данных в единый для всей системы формат;
• на основе выбора единого программного обеспечения ГИС. Программный комплекс, разрабатываемый АО "Прима", обеспечивая решение задач территориальных отделений Москомприроды иди комитетов по охране при-роды крупных и средних городов, выполняет следующие функции:
• формирование и ведение баз экологической информации по территориям, предприятиям, средам (воздух, вода, почва);
• ведение базы данных нормативно-законодательных документов в области экологии;
• ведение базы данных нормативов содержания загрязняющих веществ в воздухе, воде, почве и продуктах пита-ния;
• ведение базы данных приборов экологического контроля.
Кроме ведения баз данных предусмотрены работы по моделированию и получению тематических карт. В частно-сти, в системе производятся следующие виды расчетов: расчет платежей за использование природных ресурсов и расчет полей концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, воде и почве.
Система экологического мониторинга предусматривает обмен данными между его участниками. Поэтому одним из главных требований, предъявляемых к программному обеспечению всех подсистем, является возможность кон-вертирования файлов данных в стандартные форматы (dbf для файлов баз данных и DXF для графических файлов).
При создании системы экомониторинга Москвы использовалась единая система координат для всех подразделе-ний экомониторинга. Все геоинформационные (включая экологические) данные должны иметь единую коорди-натную привязку, и тогда при обмене информацией в цифровом виде не возникает никаких проблем.
Масштабы карт, на которых работают разные подсистемы экомониторинга, могут быть различными: от 1: 2 000 для территориальных отделений Москомприроды до 1: 38 000 для верхнего уровня системы.
В организации экомониторинга Москвы геоинформационные технологии составляют основу, поскольку они обес-печивают решение задач экологического мониторинга Москвы.