Курсовая работа - ГІС в регіональному управлінні і плануванні
Подождите немного. Документ загружается.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕВПОРЯДКУВАННЯ ТА
ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ НАЦІОНАЛЬНОГО
АВІАЦІЙНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
Курсова робота з дисципліни
ГІС в регіональному управлінні і
плануванні
на тему :
„ГІС в управлінні екологічною ситуацією регіону”
Виконав : студент 4-го курсу
групи 45-Г заочного відділення
Марченко П.С.
Перевірив : доц.Прокопенко А.Л.
Київ – 2008
ПЛАН :
1. Введение
2. ГИС в экологии
- Радиоактивное состояние Земли
- Экологический мониторинг
- Базы данных экологических исследований
- Екология зеленого покрова и водных обьектов Земли
3. Заключение
4. Литература
Внедрение ГИС открывает широкие перспективы для анализа и
прогнозирования экологической ситуации. Так, например, совмещение слоев
расположения хранилищ отходов и бассейнов рек дает полное представление
о потенциальной опасности попадания загрязняющих веществ в водотоки. А
при рассмотрении проекта строительства какого-либо объекта с помощью
ГИС раздела "Охрана природы" позволяет наглядно показать влияние
объекта на окружающую среду и подобрать оптимальные параметры для
строительства природоохранных сооружений.
Загрязнения, поступающие в воздух, воду и почву, не исчезают бесследно,
они способны накапливаться, а природные ресурсы, представленные нам в
"вечное пользование" — исчерпываются.
Человечество воздействует на атмосферу, литосферу и гидросферу практически
по всему земному шару. Загрязняющие вещества переносятся воздушными
потоками и выпадают на обширных площадях. Например, сернистый газ, вылетая
из труб заводов и тепловых электростанций, соединяется с капельками
атмосферной влаги и образует раствор серной кислоты, который выливается
потом "кислотными дождями", наносящими ощутимый ущерб почвам,
растительности, животному миру, народному хозяйству и здоровью людей.
Еще более страшным и губительным для всего живого является
радиоактивное загрязнение планеты. Прошло уже больше десяти лет после
катастрофы на Чернобыльской АЭС, но на ликвидацию последствий этой аварии
продолжают ежегодно расходоваться гигантские средства.
Организация постоянных наблюдений за загрязнениями и другими
результатами воздействия цивилизации на природу — задача чрезвычайно
важная. "Наилучшим инструментом", отвечающим такой задаче, является
постоянно развивающаяся сеть пунктов приема и обработки информации.
Визуальное представление этих данных реализуется с помощью системы
"ЭКОИНФО", разработанной нами на основе ArcView GIS версии 3.1 и модуля
ArcView Spatial Analyst. Вся информация, поступающая на центральный пункт,
регистрируется и заносится в архив базы данных. Использование ArcView не
требует никакого дополнительного программирования для связи с базой, что
явилось немаловажным фактором в пользу выбора этой ГИС.
Система предлагает несколько видов представления данных на карте. С
помощью ArcView эти задачи решаются легко и непринужденно. Инструменты и
подсказчики ArcView GIS и модуля Spatial Analyst делают работу оператора
объемной и, в то же время, не сложной. На кнопочной панели очень дружно
соседствуют родные кнопки ArcView и новые кнопки, относящиеся
непосредственно к нашей системе. То же самое можно сказать и о пунктах
МЕНЮ. Рабочая среда создавалась по принципу: необходимое - оставить,
недостающее - добавить, мешающее - удалить. И при этом никаких конфликтов.
Для выпуска документа в полной мере использовались возможности ArcView в
области создания шаблонов .
Система "ЭКОИНФО" постоянно развивается. Она с готовностью примет в свою
семью новые пункты сбора информации по загрязнениям, и не только
радиоактивным. Spatial Analyst поможет нам решить самые сложные задачи
распространения и прогнозирования разных загрязнений.
Более перспективным является применение ГИС в региональных
автоматизированных системах контроля радиационной обстановки и системах
поддержки принятия решений на случай радиационных аварий.
ГИС все более активно используются для анализа радиационного риска
регионов. Это связано с тем, что используемые модели должны учитывать
большие массивы важных пространственно распределенных параметров. Слияние
математического моделирования с ГИС требует либо создания стандартного
интерфейса между моделями и ГИС, либо разработки математических моделей в
рамках ГИС-технологии. Реализованная в ARC/INFO (начиная с версии 7.1.2)
Открытая среда разработки приложений (ODE), позволяет объединять
функциональные возможности ARC/INFO и других прикладных программ через
специально создаваемые интерфейсы с использованием стандартных сред
программирования. ODE позволила включить множество проблемных программ в
пространство ГИС-технологий.
Для целей экологического мониторинга нами стали использоваться данные
радиометра AVHRR спутника НОАА с разрешением 1 км и приборов спутника
РЕСУРС, камера МСУ-Э с разрешением 35 м, и МСУ-СК с разрешением 150 м.,
работающими в видимом спектре. Таким образом, с введением в строй станции
приема данных дистанционного зондирования Земли со спутника РЕСУРС-01 №3
был завершен очередной этап создания системы экологического мониторинга,
которая предоставила возможность:
- получения мультивременных характеристик объектов мониторинга по
временным, сезонным и фенологическим различиям коэффициентов
спектральной яркости;
- использования материалов съемки в ГИС для тематического анализа и принятия
решений уже через 20-30 минут после сеанса передачи данных.
Экологический мониторинг определяет ряд направлений по
использованию принимаемой информации в построении экологической ГИС :
1. Мониторинг потенциально аварийноопасных территорий промышленных
районов .
2. Выявление процессов, усугубляющих развитие аварийных ситуаций на
продуктопроводах и участках добычи (близость рек, озер и водохранилищ,
наличие крупных болотных массивов и их типы).
3. Мониторинг паводковых ситуаций, лесных пожаров.
4. Мониторинг экологической ситуации при строительстве объектов нефте- и
газодобычи, контроль промышленных выбросов в атмосферу и сбросы сточных
вод, контроль промышленного загрязнения акватории и береговой линии,
контроль за эксплуатацией инженерных коммуникаций.
5. Контроль за соблюдением границ водоохранных и санитарных зон при отводе
земель и рубке леса, контроль за целевым использованием земельных ресурсов.
6. Создание базы данных (каталога) на всю территорию региона с целью
обновления уже имеющихся цифровых карт.
Выбор работы в Access или ArcView GIS зависит от требуемого способа
представления результатов —в виде графики или в форме таблицы. В ArcView
мы выбираем нужную карту или карты. Это может быть карта, показывающая
контуры всех заповедников или карты охраняемых объектов конкретного
заповедника. Затем мы можем обратиться к необходимым таблицам и запросам
Access. В случае связи типа "одна-к-одной" таблицы соединены с атрибутивными
таблицами карты, а в случае отношений "многие к одной" — связаны с ними.
На этом этапе мы можем выполнить пространственный или атрибутивный запрос
и провести пространственный анализ. Так, при пространственном запросе об
определенных местах, отображаемых на экране, Вы, например, можете спросить:
"Какие редкие виды птиц живут в этой природной области?" При атрибутивном
запросе отображается данный массив атрибутов, например, "в каких охраняемых
объектах нужно провести сенокос в этом месяце?" Типичный пространственный
анализ мог бы состоять в том, что в ответ на вопрос “Какие почвы встречаются на
данной охраняемой территории?" выполняется наложение почвенной карты на
карту охраняемых объектов.
Сохранение экологии зеленых насаждений .Специалистами ГИС технологий в
мире разработано приложение к ArcView GIS, получившее имя CITYgreen,
чтобы помочь руководителям районов в возвращении естественной природной
среды в городе.
Оно позволяет измерять, анализировать и отображать состояние городских
экосистем, оценивать в денежном эквиваленте их вклад в изменение общего
состояния окружающей среды. CITYgreen использует экологические модели,
проводит технический анализ и выдает приближенные к реальности графические
материалы для дискуссий по общественному управлению. Это - средство по
внедрению экологии в процесс землепользования.
Городские экосистемы - растительность, фауна, почва, вода, здания, дороги -
то, что собственно и составляет город, где природная среда перемешана с
созданной человеком инфраструктурой. Природная среда дает много
преимуществ, которые обычно недооцениваются людьми, наделенными властью.
Исследования позволяют создать слой экологических данных для помощи в
принятии решений. С внедрением экологии в землепользование ценность
деревьев становится не только эстетической, но и финансовой.
CITYgreen обладает особенной ценностью для развития городских территорий,
поскольку выгоды от природного ландшафта в этом процессе обычно
игнорируются. Города сейчас не строятся как дополнение к существующей
природной среде. Однако деревья, кустарники и даже цвет дорог и крыш
оказывают влияние на охлаждение летом, сохранение тепла зимой, на качество
воздуха и, в конечном счете, на общее эмоциональное состояние и здоровье
населения. Деревья не просто создают тень, поглощая солнечную энергию, они
преобразуют углекислый газ в кислород и испаряют влагу, снижая температуру
наподобие кондиционеров. Когда речь заходит о том, чтобы сделать город более
пригодным для жизни, нет более эффективного вложения средств, чем в
растительность.
CITYgreen - удобное настольное средство для учета природных ресурсов в
градостроительстве, позволяющее идентифицировать имеющиеся зеленые зоны и
площади, которые можно преобразовать в зеленые зоны. Сохранение участков с
растительностью в быстро растущем городе позволяет облегчить многие
экологические проблемы.
Для создания системы городского экологического анализа используются данные
космической и аэрофотосъемки, а также фотографии и данные непосредственного
обследования на местах, поскольку данные, полученные с большой высоты, могут
в несколько раз (иногда на порядки) искажать реальные цифры из-за
недостаточного для условий города разрешения.
При построении тематической карты использовалась новая классификация -
комбинации типов землепользования и типов земной поверхности образовали
более ста различных экоструктур. С использованием данных исследований
научного сообщества и мощи ГИС удалось построить математические модели для
этих экоструктур, показывающие вклад каждой экострутуры в природный баланс,
который может иметь чисто денежное выражение после серии проверок на
местах.
ГИС-анализ загрязнения фосфором водных объектов. Фосфор — это один из
главных загрязнителей рек и озер Европы. Он может поступать как из точечных,
так и из рассеянных источников. В качестве причин загрязнения чаще всего
упоминаются неправильное применение удобрений и несоответствующие
коллекторные сети. Если поступление фосфора из точечных источников может
быть измерено или оценено, то моделирование рассеянных источников, от
которых в водоемы поступает более половины загрязнений, представляет собой
сложную проблему.
Центр дистанционного зондирования, Будапешт, участвовал в выполнении
демонстрационного проекта по Дунаю, цель которого состояла в том, чтобы
исследовать возможности использования данных о земельном покрове CORINE
для моделирования рассеянного загрязнения фосфором и разработки
калибровочной модели, чтобы предсказать его концентрацию на реках. CORINE
— программа европейской комиссии по координации информации об
окружающей среде — имеет уникальную стандартизированную базу данных о
земельном покрове 31 страны.
Для моделирования были взяты три речных бассейна в Словацкой Республике,
Румынии и Венгрии. Участники проекта использовали модель оценки риска
эвтрофикации при поступлении питательных веществ (MINDER), разработанную
в Центре водных ресурсов, Великобритания, который и координировал эти
работы.
Основой и инструментом выполнения проекта послужила созданная на базе
программного обеспечения ARC/INFO растровая ГИС модель водосборных
бассейнов с размером ячейки 100 x 100 метров. Для бассейна реки Загива,
Венгрия, в течение 2 лет были получены 24 карты по всем параметрам,
указанным ниже.
Топографические данные. Была создана гидрологически точная цифровая
модель местности, для чего использовались карты масштаба 1:100 000 и
оцифрованная речная сеть. Для исправления и обновления гидрографии
использовались спутниковые изображения Landsat TM.
Земельный покров. Использовались результаты программы CORINE. Земельный
покров имеет определяющее значение для эвапотранспирации (возврата водяного
пара в атмосферу от поверхности земли) и экспорта фосфора.
Почвенные карты и гидрологические параметры. По почвенным
генетическим картам и почвофизическим параметрам был получен так
называемый индекс базового стока (BFI). Он включает полевую влагоемкость,
коэффициент завядания, скорость инфильтрации, доступную влагоемкость и
водопроницаемость. BFI, мера количества воды, которая достигает реки в виде
грунтового стока и имеет значения между 0 и 1 (где 0 представляет полностью
непроницаемую почву).
Использованная литература :
1. Земельний кодекс України, від 25.10.2001 р.
2. Закон України „Про землеустрій”, от 22.05.2003 р.
3. Закон України „ Про охорону земель ”.
4. Білоконь Ю.М. „Регіональне планування ( теорія і практика )”.
Київ – 2003.
5. Дорош О.С. „ Управління земельними ресурсами на регіональному
рівні ”, Київ – 2004.
6. www.esri.com/arcinfo
7. ” Основи загальної екології “ , Г.О. Білявський.
8. ”Екологічна експертиза , право та практика “, Андрейцев Ю.І.
9. ”Навколишне середовище та розвиток “ , Воронов А. К.