ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИССЛЕДОВАНИЕ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ 5
1.1. Урбанизированность 5
1.2. Острова тепла 8
1.3. Световое загрязнение 10
1.4. Опыт применения методов ДДЗ и ГИС 13
2. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ 18
2.1. Выбор городов 18
2.2. Географическое положение и климат 19
2.2.1. Осло 19
2.2.2. Санкт-Петербург 22
2.2.3. Стокгольм 25
2.2.4. Хельсинки 27
3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 30
3.1. Методика исследования 30
3.2. Материалы, использованные в исследовании 31
3.3. Исходные данные 35
3.4. Предобработка снимков 37
3.5. Постобработка снимков 39
4. Результаты 45
4.1. Санкт-Петербург 45
4.2. Хельсинки 52
4.3. Стокгольм 60
4.4. Осло 67
4.5. Общие результаты 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
Литература 77
ПРИЛОЖЕНИЯ 83
Мировое сообщество обеспокоено развитием городов. За прошлый век увеличилась доля населения, проживающих в городах. Но рост не остановился на этом, а только продолжился. Сегодня свыше 50% населения проживают на урбанизированных территориях. К 2050 году по прогнозам ООН (Организация объединенных наций) численность населения увеличится до 10 млрд на Земле. В тоже время урбанизированность вырастет до 70%, так как люди начнут выбирать города для удобства проживания в них.
Расширение города естественный процесс, который приводит к увеличению его самого, так и ближайших населенных пунктов, которые со временем объединяются в единую агломерацию. Люди начинают работать и проводить время в больших городах, в дальнейшем переезжая в них. Увеличение населения ведет за собой застройку новых территорий, которые, например, изымаются из рекреационных или сельскохозяйственных земель, в некоторых случаях изменение городских границ или намыв участков в прибрежных зонах. Данный процесс ведет к изменению климата территорий, ухудшению воздуха в городах, нагреванию поверхностей за счет увеличения бетонных и асфальтных покрытий. А это уже в свою очередь влияет на здоровье самих жителей. Данная проблема является актуальной и с каждым годом становится все более важной для наших городов. Поэтому многие ученые, эксперты и исследователи предлагают различные подходы для действенного управления городами
Данные спутникового дистанционного зондирования Земли (ДДЗ) и географические информационные системы помогают в мониторинге роста городов и агломераций экспертам, исследователям, градостроителям и государственным служащим. С помощью космических снимков можно оценить развитие урбанизированных территорий с высокой временной частотой. Полученные данные позволяют уменьшить полевые исследования и трудозатраты, а также предоставляют возможность визуализировать пространственную информацию. Некоторые данные невозможно собрать в полевых условиях, например, световое загрязнение или температуру поверхности Земли.
Дистанционное зондирование Земли можно применять в качестве исходных данных для территориального планирования городов и агломераций.
Цель работы состоит в проведение анализа роста городов с применением данных дистанционного зондирования и географических информационных систем. Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. систематизировать информацию о росте городов по фондовым источникам;
2. рассмотреть долю озелененности городов;
3. проанализировать световое загрязнение городов;
4. исследовать увеличение застройки в городах и агломерациях;
5. оценить динамику численности населения в городах и агломерациях;
6. выявить изменение температуры поверхности в городах.
Объектом исследования работы является создание методов и способ для изучения расширения городов и агломераций с применением данных дистанционного зондирования Земли и географических информационных систем.
Предмет исследования - методика ДДЗ для исследования роста городов и агломераций.
Автор выражает благодарность за бесценную помощь в подготовке выпускной квалификационной работы своему научному консультанту старшему преподавателю кафедры «Картография и геоинформатика» Поздняковой Н.А.
Для эффективного управления территориями необходимо знать и понимать процесс расширения городов и агломераций. При принятии управленческих решений важно рассматривать городскую агломерацию как единое урбанизированное образование, использовать агломерационные эффекты на благо развития городов. Только в этом случае возможно эффективное развитие городских агломераций, а иначе города станут непригодными для проживания.
Данная работа была нацелена на выявлении методов и способов, которые могут быть использованы исполнительными органами власти и градостроителями для мониторинга и проведения оценок развития урбанизированных территорий.
Предложенные методы анализа расширения городов и агломераций, проведенные на примере четырех городов, отличающихся по развитию, могут быть применимы и для других крупных городов и агломераций. А полученные данные могут быть использованы для обновления генеральных и территориальных планов, а может и как самостоятельные исследования в рамках градостроительной информации.
И прежде всего, данная работа была сосредоточена на применении и анализе различных данных дистанционного зондирования. Для удобства интерпретации информации использовалась открытая географическая информационная система.
В результате выполнения научного исследования цель была достигнута, а поставленные задачи были решены.
Апробация работы - основные методы и результаты научно-исследовательской работы докладывались:
• «XVIII Большой Географический фестиваль» (Санкт-Петербург, 8 апреля 2022 г.);
• «XIX Большой Географический фестиваль» (Санкт-Петербург, 7 апреля 2023 г.);
• IV всероссийская научно-практическая конференция «ГеоКа» (Санкт-Петербург, 27 сентября 2022 г.);
• открытая международная олимпиада студентов и молодых специалистов «Metropolitan Science (Re)Search» (Санкт-Петербург, 21 апреля 2022 г.), с получение диплома призера олимпиады.
