Дистанционные методы контроля состояния ОС с применение ГИС-технологий в экспертных исследованиях

Геоинформационные системы напрямую связаны с дистанционным зондированием. Данные, полученные дистанционными методами и снабженные привязкой, могут служить основой для выделения пространственных объектов

ГИС хранит информацию о  реальном мире в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе географического положения. Этот простой, но очень гибкий подход доказал свою ценность при решении разнообразных  реальных задач: для отслеживания передвижения транспортных средств и материалов, детального отображения реальной обстановки и планируемых мероприятий, моделирования глобальной циркуляции атмосферы.

Сферы применения ГИС-технологий в науке довольно обширны, начиная  от анатомической модели организма  человека (модуль BodyViewer) до создания ГИС Вселенной и планет Солнечной системы (Arcreview, 1998, №3). Это объясняется в основном широкими возможностями пространственного запроса, статистического анализа данных, уникальной визуализации в виде различных карт. Эти способности отличают ГИС от других информационных систем и отвечают требованиям многих отраслей науки. Географические информационные системы являются уникальным инструментом, как для объяснения многих природных явлений, так и для их прогнозирования и управления ими в критических ситуациях.

Создание полноценно работающих ГИС-проектов - дело работы целого коллектива специалистов разного профиля: ГИС-менеджер, который ставит задачу и координирует все работы; разработчик (специалист, отвечающий за программное обеспечение, т.е. прикладной программист, оптимизирующий программы под конкретную задачу); операторы, отвечающие за оцифровку (векторизацию) карт, и операторы, отвечающие за формирование и управление базами различных данных. Могут быть также приглашены, в зависимости от поставленных задач, и другие специалисты по различным прикладным темам.

В настоящее время ГИС - это многомиллионная индустрия, в которую вовлечены сотни  тысяч людей во всем мире. ГИС  изучают в школах, колледжах и  университетах. Эту технологию применяют  практически во всех сферах человеческой деятельности - будь то анализ таких  глобальных проблем как перенаселение, загрязнение территории, сокращение лесных угодий, природные катастрофы, так и решение частных задач, таких как поиск наилучшего маршрута между пунктами, подбор оптимального расположения нового офиса, поиск дома по его адресу, прокладка трубопровода на местности, различные муниципальные задачи [1].

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

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.

ГИС является эффективным  средством для изучения среды  обитания в целом, отдельных видов  растительного и животного мира в пространственном и временном  аспектах. Если установлены конкретные параметры окружающей среды, необходимые ,например, для существования какого-либо вида животных, включая наличие пастбищ и мест для размножения, соответствующие типы и запасы кормовых ресурсов, источники воды, требования к чистоте природной среды, то ГИС поможет быстро подыскать районы с подходящей комбинацией параметров, в пределах которых условия существования или восстановления численности данного вида будут близки к оптимальным. На стадии адаптации переселенного вида к новой местности ГИС эффективна для мониторинга ближайших и отдаленных последствий предпринятых мероприятий, оценки их успешности, выявления проблем и поиска путей по их преодолению.

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

Наиболее важный аргумент дистанционного зондирования состоит в том, что спутники, выведенные на околоземные орбиты, дали ученым возможность наблюдать, отслеживать и изучать планету Земля как целостную систему, включая ее изменяющуюся атмосферу и облик суши, изменяющийся под воздействием естественных причин и техногенной деятельности человека. Данные, получаемые со спутников, возможно, посодействуют отыскать ключ к предсказанию изменений климата, вызванных как естественными, так и техногенными причинами.

Таким образом, можно смело утверждать, что ГИС имеет определенные характеристики, которые с полным правом позволяют считать эту технологию основной для целей обработки и управления информацией. С появлением ГИС возможность решения такой задачи как анализ дистанционных данных для их полноценного использования в повседневной жизни, стала реальностью, так как эта технология позволяет собрать воедино и проанализировать различную, на первый взгляд мало связанную между собой информацию, получить основанный на массовом фактическом материале обобщенный взгляд на него, количественно и качественно проанализировать взаимные связи между характеризующими его параметрами и происходящими в нем процессами. ГИС с успехом используется для наблюдения состояния окружающей среды, а также для создания карт основных параметров окружающей среды.

Перспективы расширенного применения ГИС-технологий для решения комплексных проблем охраны окружающей среды в различных отраслях связаны с развитием предлагаемого подхода к улучшению экологического состояния территории на основе использования информации полученной с помощью современных технологий, в частности с помощью аэрокосмической информации.

Список литературы

1. Алексеев В.В., Куракина Н.И. ИИС мониторинга. Вопросы комплексной оценки состояния ОПС на базе ГИС // журнал ГИС-Обозрение.-2000.-№19.
2. Ананьев Ю.С. Геоинформационные системы. Учеб. пособие – Томск: Изд. ТПУ, 2003. – 70 с.
3. Виноградов Б. В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. - М.:Наука, 1984. - 320 с.
4. Дистанционное зондирование в метеорологии, океанологии и гидрологии. М., 1984.
5. Кузенкова Г. В. Введение в экологический мониторинг: учебное пособие. — Н.Новгород: НФ УРАО, 2002. — 72 с.
6. Мишев Д. Дистанционные исследования Земли из космоса. М., 1985
7. Зейболд Е., Бергер В. Дно океана. М., 1984
8. Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг : учебное пособие / И.В. Якунина, Н.С. Попов. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2009. – 188 с.
9. Федеральный закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ (ред. от 18.07.2011)

Москва - 2013