Дослідження динаміки зростання обсягів природно-заповідного фонду Київської області засобами геоінформаційних систем

 

Рис. 2.8.1.  Аналіз річного ходу температури та відносної вологості повітря

Аналіз вітрового режиму території

 

Будуємо рози вітрів для січня й липня. На них визначаємо сектори:

• переважаючих зимових вітрів (де повторюваність вітру в січні перевищує 12,5%);
• переважаючих літніх вітрів (де повторюваність вітру в липні перевищує 12,5%);
• можливого вітроохолодження (де швидкість вітру в січні перевищує 5 м/с);
• можливого піско- та пило переносу (де швидкість вітру в липні перевищує 5 м/с) (рис. 2.8.2.).

 

Місяці	Параметр	Бік горизонту
		Пн	ПнСх	Сх	ПдСх	Пд	ПдЗах	Зах	ПнЗах
І	Повторюваність,%	11	10	11	12	9	11	20	16
	Швидкість вітру, м/с	3,7	3	2,5	3,3	3,1	3,8	4,3	4,1
VII	Повторюваність,%	18	12	8	7	5	8	18	24
	Швидкість вітру, м/с	3,3	2,7	2	2,5	2,9	3	3,3	3,3

Рис. 2.8.2. Аналіз вітрового режиму Київської області

 

Отже, за даними рози вітрів повторюваності вітру в січні переважають північно-західні (16%) та  західні (20%) вітри, в липні - північні (18%), північно-західні (24%) та західні (18%) вітри.

За даними рози вітрів швидкості вітру в січні відсутній сектор можливого вітроохолодження та снігопереносу, в липні відсутній сектор можливого піскопереносу та пилопереносу [4].

Використана література:

 

1. Вишневский А.Г. Мировой демографический взрыв и антропогенное давление на климат // Общие вопросы изменения климата и здоровья населения. - М.: АдамантЪ, 2004.- С. 34-43
2. Малишев О.М. та ін. Технічне обстеження та нагляд за безпечною експлуатацією будівель та інженерних споруд. - К.: «Відлуння», 2007.-708 с.
3. Маринич А.М. Природа Киевской области. Кол-в авторов, отв. ред. чл.-корр. АН УССР А.М. Маринич. Изд-во Киевского университета, 1972.
4. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища  в Київської області у 2007 році - К., 2008, - 71 с.
5. Оболенский Н.В. Архитектура и солнце. – М.: Стройиздат, 1988. – 207 с.
6. ДБН 360-92* Містобудування. Планування і забудова міських і сільських поселень. – К.: Мінбудархітектури України, 1993.-110 с.
7. ДБН В. 1.2.-2-2006. Навантаження і впливи. – К.: Мінбудархітектури України, 2006.-60 с.
8. ДБН В.2.5-28-2006. Природне і штучне освітлення. – К.: Мінбудархітектури України, 2006. – 77 с.
9. ДБН В.2.6 -31:2006. Теплова ізоляція будівель. – К.: Мінбудархітектури України, 2006. – 65 с.
10. СниП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика./ Госстрой СССР. – М.: Стройиздат. 1983. – 136 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1. Геоінформаційні системи  і технології

 

Категорії інформації та простору разом з такими як час, матерія, енергія є базовими, фундаментальними. Ними визначається наше буття. Інформація характеризує певні відомості або знання, що передаються або сприймаються безпосередньо та за допомогою спеціальних пристроїв.

Простір визначає взаємне розташування співіснуючих об’єктів, у т.ч. інформаційних, у цьому випадку маємо інформаційний простір. Просторово-організовані дані про земні об’єкти, явища, процеси, події тощо називають геопросторовими даними.

Основними джерелами геопросторових даних є топографо-картографічне виробництво, дані наземних (польових) спостережень і вимірювань, статистична інформація та аерокосмічне знімання (дистанційне зондування Землі). Сукупність методів, способів та засобів за допомогою яких інформація створюється або отримується, зберігається та обробляється, тиражується і розповсюджується, називається інформаційними технологіями.

Широке використання сучасних інформаційних технологій має вирішальне значення для розвитку економіки, ефективного управління та покращення якості життя людей. Для роботи з геопросторовими даними найбільше застосування набули геоінформаційні технології, дистанційне зондування Землі, GPS-технології та Web-технології [1].

В значній мірі цьому сприяли останні досягнення в комп’ютерних, інформаційно-комунікаційних та космічних технологіях. Саме вони дозволили отримати надзвичайно потужні засоби для становлення геоінформатики – науки «про принципи і методи цифрового моделювання об’єктів реальності у формі геопросторових даних, технології створення і використання геоінформаційних систем, виробництво геоінформаційної продукції і надання геоінформаційних послуг» [4].

Геоінформаційні системи (ГІС) – це комп’ютерні інформаційні системи, які забезпечують отримання зберігання, обробку, аналіз, доступ, відображення та розповсюдження геопросторових даних [6].

Геоінформаційні системи – це інструмент для керування інформацією різного роду про просторово розподілені об'єкти в регіоні, державі, континенті чи навіть на земній кулі, який:

• дозволяє будувати картографічні зображення просторово розподілених об'єктів із заданими типами зв'язків за інформацією, накопиченою в базах даних тими чи іншими методами моніторингу, або характеризуючими техніко-економічними параметрами цих об'єктів;
• забезпечує користувача широким спектром інструментів аналізу наявної інформації, дозволяє відкривати невідомі раніше характеристики, зв'язки, закономірності, тенденції змін об'єктів і процесів, що досліджуються;
• забезпечує можливості динамічного аналізу і відображення даних, що дозволяє слідкувати за змінами у часі стану об'єктів, що спостерігаються;
• дозволяє візуалізувати всі види географічної інформації, в тому числі отриману за допомогою приладів дистанційного зондування і передану в цифровому вигляді;
• дозволяє суттєво розширити свої функціональні можливості на вимогу конкретного користувача, шляхом використання вмонтованих середовищ програмування і підключення зовнішніх програмних модулів [3].

Всі етапи - від отримання, зберігання, обробки та аналізу геопросторової інформації до моделювання і прийняття рішення разом із програмно-технічними засобами об’єднуються назвою – ГІС-технології.

Створення і розвиток засобів ГІС-технологій є одним із найважливіших напрямків застосування сучасних досягнень обчислювальної та космічної техніки в різних сферах життєдіяльності людини (господарстві, обороні, охороні довкілля, науці, управління тощо). В світі успішно експлуатуються сотні тисяч геоінформаційних систем.

Значна різноманітність прикладних застосувань геопросторової інформації, постійне вдосконалення технічних засобів, розвиток нових технологій, міжнародне співробітництво зі створення глобальних систем спостереження Землі – все це дає підстави стверджувати, що ГІС-технології в найближчий час будуть широко використовуватися в різних видах діяльності.

Одна з основних функцій ГІС –  створення і використання комп’ютерних (електронних) карт, атласів та інших картографічних продуктів. Важливо, що в рамках ГІС досліджується не тільки географічна інформація, а й всі процеси та явища на земній поверхні, економіці та суспільстві.

До обов’язкових ознак ГІС відносяться:

• просторова (координатна) прив’язка даних;
• відображення просторово-часових зв’язків об’єктів;
• можливість оперативного оновлення баз даних;
• створення нової інформації шляхом аналізу та синтезу наявних даних;
• забезпечення можливості прийняття рішення.

Основні інформаційні структури, які використовуються в ГІС, - це, в першу чергу, просторові дані, які забезпечують формування «цифрових» або «електронних» карт. Вони можуть бути представлені в растровій або векторній формі. Векторний спосіб використовує математичну формулу, за якою кожного разу вираховують всі точки контуру. При цьому контур розглядається як незалежний об’єкт, який можна переміщувати, масштабувати і взагалі змінювати до нескінченності. Векторна форма є економною з точки зору необхідних об’ємів пам’яті, оскільки зберігає не саме зображення, а деякі основні дані, за якими відповідна програма кожен раз його відновлює. Об’єкти векторної форми легко трансформуються, ними нескладно маніпулювати практично без впливу на якість зображення. Вони максимально використовують можливості розрізнюючої здатності будь-яких пристроїв виведення інформації.

Растрова форма задається масивом чисел, які описують параметри кожної точки, являє собою сукупність окремих пікселів, які характеризуються номером в таблиці (матриці) і значенням яскравості.

Структуру ГІС складає набір інформаційних шарів. Шар – це сукупність однотипних просторових об’єктів, що належать до однієї теми чи класу об’єктів в межах певної території та в системі координат, яка спільна для всіх шарів.

При створенні ГІС велике значення надається вибору базових шарів, які в подальшому використовуватимуться для суміщення та узгодження всіх даних.

До базової відноситься інформація, яка звичайно відображається на стандартних топографічних картах відповідного масштабу, як правило, це наступні дані:

• математичні елементи, включаючи ті з них, що належать до планової і       висотної основи;
• рельєф суші;
• гідрографія і гідрографічні споруди;
• населені пункти;
• промислові, сільськогосподарські і соціально-культурні об’єкти;
• мережа автошляхів і дорожні споруди;
• рослинність і ґрунти;
• адміністративний устрій, окремі природні явища та об’єкти.

Разом ці теми задають топографічну основу будь-якої електронної карти. Кожна базова тема включає декілька класифікаційних категорій:

• сегмент;
• підсегмент;
• узагальнюючий об’єкт;
• об’єкт;
• елемент.

Зміст інформації, яка не є базовою та яку включають до предметно-орієнтованих ГІС, визначається їх призначенням. Досить чітко його можна окреслити за допомогою списку функціональних задач, для розв’язання яких власне залучаються ГІС-технології. За цих умов раціонально підходити до проблеми визначення тематичного змісту інформаційного фонду предметно-орієнтованої ГІС з позиції максимальної деталізації параметрів і характеристик просторово розподілених об’єктів, систем і процесів, які є предметом досліджень.

Для зображення на площині просторових даних, що знаходяться на сферичній поверхні Землі розроблені різні картографічні проекції, кожна з яких характеризується своїм співвідношенням кутів, площ, відстаней, напрямків. Найбільше застосування в ГІС має універсальна поперечна система проекцій і координат Меркатора. Вона використовується також при роботі з матеріалами ДЗЗ, в базах даних природних ресурсів тощо і забезпечує точні вимірювання в метричній системі. Крім метричних даних, для опису об’єктів необхідно використовувати також атрибутивну інформацію – елементарні дані, які є певними характеристиками (назвами, чисельними значеннями, графічними ознаками, датами). Зберігатися атрибутивна інформація може у вигляді таблиць, посилань тощо.

Особливості конкретних ГІС значною мірою зумовлені їх інформаційною базою, компонентами якої для більшості з них є картографічні дані, матеріали ДЗЗ, статистичні дані та результати наземних спостережень чи вимірювань. Частка окремих компонент та їх співвідношення залежить від типу ГІС, який у свою чергу визначається територіальним охопленням (глобальні, національні, регіональні, місцеві та об’єктні), функціональним призначенням (картографія, тематичне картографування, туризм, наукові дослідження, проектування, кадастр, моніторинг, прогнозування, управління), галузевою орієнтацією (природні ресурси, екологія, геологія, гідрологія, сільське господарство тощо). Але суттєва перевага цих технологій полягає в тому, що вони забезпечують реалізацію принципу нових задач шляхом надання можливостей відкривати невідомі раніше закономірності існування, взаємозв’язку і розвитку об’єктів і процесів, що досліджуються [1].

 

Створення ГІС певного призначення має здійснюватися в наступній послідовності: