Использование ГИС для проведения экологического мониторинга
Мониторинг, как система для наблюдения, оценки и прогноза состояния окружающей среды, включает в себя два направления:
1) информационное;
2) управленческое.
Объединение этих направлений и управление строится на решениях, которые базируются на информации, получаемой с помощью аэрокосмических и наземных информационных служб. Обработка результатов экологических обследований территорий должна проводиться таким образом, чтобы обеспечить удобство пользования данными, возможность пополнения единой базы данных, а итоговые результаты должны объективно отражать состояние окружающей среды. Эффективная организация и анализ используемой информации возможны в рамках геоинформационных систем (ГИС).
Развитие визуальной интерпретации многомерных данных и ГИС-технологий связано, в частности, с тем, что человеку с его ограниченным трехмерным пространственным воображением сложно, а в большинстве случаев невозможно, анализировать и давать обобщенные оценки многомерным объектам.
Технология обработки информации в ГИС значительно шире, чем просто работа с базой данных. Она рассчитана также на проведение экспертных оценок, т.е. ГИС должна включать в свой состав экспертную систему. Данные, хранящиеся и обрабатываемые в ГИС, имеют не только пространственную, но и временную характеристику.
ГИС предполагают возможность интегральной обработки цифровых данных, имеющих разные типы представления и получаемых из различных источников: картографических, статистических результатов полевых исследований, материалов дистанционной съемки. Преимущества организации и хранения информации в ГИС - возможность оперативного представления информации на электронной карте, при этом пользователь может работать одновременно с картографической информацией и с базой данных (тематической информацией).
|
|
|
Применение ГИС позволяет проводить прогнозирование изменения состояния окружающей среды при изменении техногенной нагрузки на основе заданных моделей воздействия.
Наиболее рациональным и эффективным методом хранения и обработки данных мониторинга природных территориальных систем считается метод геоинформационного картографирования. В основе этого метода лежит использование специального программного обеспечения - геоинформационных систем (ГИС), предназначенных для сбора, хранения, обработки и визуализации пространственно-координированных данных, т.е. данных, имеющих определенную территориальную привязку. Поэтому метод геоинформационного картографирования изначально, по самой своей идее, адаптирован для обработки данных, относящихся к экосистемам, которые являются системами территориальными Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. М.,1998, 230с. .
|
|
|
Принципиальной особенностью геоинформационных систем, адаптированных для анализа данных, собранных системными методами, является то, что они позволяют не только оптимизировать хранение и обработку результатов исследований, но и существенно повысить информационную и научную значимость первичных данных. Это достигается за счет того, что результаты полевых наблюдений, собранные порой без учета взаимодействия различных компонентов экосистемы, организуются и анализируются в самой геоинформационной системе определенным образом, позволяющим выявлять структуру ценотических связей организмов в экосистеме.
Информационные системы, с помощью которых можно эффективно накапливать и обрабатывать результаты экосистемных исследований, помимо базы данных, должны включать:
1. электронные карты с послойным разбиением изображений;
2. программы статистической и более сложной математической обработки данных;
3. систему построения прогностических моделей развития экосистем.
Компьютерные карты с послойным разбиением изображений. Карты должны отображать особенности геологической и тектонической истории данного района, его геоморфологию, структуру почвенного и растительного покрова, видовой состав, численность и распределение животных. В качестве основы для создания электронных карт используется результаты геологических, почвенных, ботанических и геоботанических, а также зоологических исследований, проводившихся в заповеднике и на сопредельных территориях. В дальнейшем необходимо проведение полевых исследований для уточнения легенды карт, определения взаимосвязи между различными компонентами природной среды, включение в легенды карт ключевых параметров, определяющих структуру и функционирование экосистем заповедника. Уточнение и детализация карт проводится по мере накопления фактических данных по различным компонентам неживой и живой природы.
|
|
|
Базы данных и аналитических программ. Необходимо провести поиск имеющихся или создать собственные программы базы данных и математического анализа результатов исследований, обеспечивающих проведение сложных статистических расчетов и определения показателей, характеризующих структуру и функционирование экосистем заповедника.
|
|
|
Количественная графическая модель, характеризующая структуру биоценотических связей организмов в экосистемах заповедника. Уточнение и детализация модели проводится по мере накопления данных о взаимосвязи различных элементов природных сообществ. Программа должна обеспечивать возможность прогностического моделирования процессов и явлений, происходящих в экосистемах заповедника и сравнительного анализа данных полученных в других сообществах.
Принципы организации ГИС позволяют в определенной мере выявлять структуру природных сообществ на основе разрозненных данных по разным компонентам экосистем. Однако для эффективного изучения экосистемных связей и разработки адекватных методов сбора, хранения и обработки информации с помощью компьютерных программ необходимо использовать описанные выше системные методы сбора первичных данных. Постепенное накопление данных по различным компонентам экосистем заповедников позволит лучше понять структуру и функционирование природных сообществ, выявить ключевые ценотические связи организмов, разрабатывать научно-обоснованные методы охраны и управления природными ресурсами.
ВЫБОР ПЛОЩАДОК ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА: ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Необходимо, чтобы участок был типичным для данной местности.
Поскольку трудно выбрать участок, где присутствовали бы все объекты наблюдений, приходится пользоваться нескольким небольшими участками (субтерриториями), расположенными в разных частях одного, более крупного участка (территории). В соответствии с конкретной программой мониторинга необходимо выбрать участки, расположенные: в лесу, в поле, вблизи водоема (пруда, ручья, озера, реки и т.д.), дорог, строений.
На территории размером 15 км выделяют не менее трех субтерриторий.
При выборе биологической субтерритории необходимо:
- идентифицировать площадки с доминирующими элементами рельефа;
- среди них идентифицировать площадки с доминантными видами растительности;
- среди этих площадок утвердить постоянную субтерриторию (желательно точно определить ее координаты) площадью 10*10 м (20*20 м; 30*30 м)
- территория и субтерритория при установлении их границ должны быть ориентированы с севера на юг и с запада на восток;
- идентификация видов растений проводится с помощью дихотомических ключей по любому из определителей.
Выбранную для экологического мониторинга территорию описать последующему плану: общий характер местности, окружающий участок наблюдения (равнина, возвышенность, низина, холмы, леса, открытое пространство, культурный ландшафт), географическое местоположение по отношению к населенному пункту, водным объектам, транспортным магистралям и т.п, составные элементы ландшафта на субтерритории: парк, сквер, озелененная улица, участок леса, болото, поле, сад, геологическое обнажения, пустырь и т.д. Характер объектов, выбранных для наблюдения (если это деревья, то в составе леса выделить группы или отдельные деревья, расположенные в затененных или освещенных местах; старые по возрасту, среднего возраста или молодые). Описание должно дать четкое представление о любых других объектах.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 17; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!