Введение 3
1 Основные теоретические аспекты вопроса 5
2 Анализ современного состояния мониторинга нарушенных земель с
помощью данных дистанционного зондирования 10
3 Использование данных дистанционного зондирования и
геоинформационных систем при проведении мониторинга нарушенных земель 13
3.1 Дистанционное зондирование: основы получения данных дистанционного
зондирования 13
3.2 Использование данных дистанционного зондирования для мониторинга
нарушенных земель 14
4 Разработка методики мониторинга нарушенных земель с помощью ДДЗ для
исследуемой территории 18
4.1 Методика проведения мониторинга нарушенных земель 18
4.2 Физико-географическая характеристика территорий 22
4.2.1 Обоснование выбора исследуемых территорий 22
4.2.2 Физико-географическая характеристика г. Сибая 23
4.2.2 Физико-географическая характеристика Юрубчено-Тохомовского 25
месторождения
4.2.3 Нарушенные земли исследуемых территорий 29
5 Комплексный мониторинг нарушенных земель исследуемого региона по
данным дистанционного зондирования с использованием
геоинформационных систем 34
5.1 Проведение мониторинга нарушенных земель 34
5.1.1 Общие данные о космическом аппарате Landsat -5, 7,8 34
5.1.2 Выбор космических снимков 34
5.1.3 Получение и обработка космических снимков 36
5.2 Анализ полученных результатов 42
5.3 Разработка рекомендаций 48
Заключение 51
Список использованных источников и литературы 52
Приложение 1 56
Приложение 2 62
Приложение 3 65
Приложение 4 66
Приложение 5 68
Приложение 6 69
Приложение 7
Развитие современной цивилизации привело к такому влиянию человека на окружающую среду, которое соизмеримо по своим масштабам с естественными процессами, происходящими в природе, а, следовательно, и к нарушению динамического равновесия на нашей планете.
Освоение природных богатств неизбежно сопровождается антропогенным преобразованием природной среды, в результате которых нарушаются сложившиеся биогеоценотические связи, изменяется рельеф земной поверхности и литологическая основа, уничтожается почвенно-растительный покров, уменьшается биоразнообразие. Еще большие площади испытывают косвенное влияние промышленности. Это все неблагоприятно сказывается на природе и условиях жизни человека. Предотвращение или сокращение негативных последствий антропогенной деятельности невозможно без изучения природы и природных процессов.
В связи с чем появляется необходимость выявления, наблюдения, прогноза динамики нарушенных земель и оценки влияния на окружающую среду, для последующей выработки мероприятий по предотвращению или минимизации возможного негативного влияния нарушенных земель на компоненты природы. По этой причине решение проблем охраны окружающей среды, рационального природопользования, становится одной из наиболее актуальных задач.
В настоящее время для обнаружения и мониторинга нарушенных земель активно используются дистанционные методы, которые обеспечивают получение необходимой информации о большинстве ключевых объектов окружающей среды, о всех подсистемах нашей планеты (геосфере, атмосфере, биосфере), их взаимодействии и о Земле как единой природной системе.
Современный уровень развития средств и методов исследования Земли из космоса, программных комплексов обработки космических данных и широкое распространение ГИС позволяют получать качественно новую информацию о состоянии территорий, объектов, процессах и динамике их изменения. Таким образом, использование этих средств в комплексе для экологического исследования природно-антропогенных систем дают возможность наиболее точно отразить состояние окружающей среды, проводить аналитические расчеты и принимать управленческие решения.
Целью работы является разработка методики мониторинга нарушенных земель и проведение мониторинга нарушенных земель на территории Республики Башкортостан (г. Сибай) и Красноярского края (Юрубчено-Тохомовское месторождение).
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. анализ предметной области и обзор существующих решений в области мониторинга нарушенных земель с помощью данных дистанционного зондирования (ДДЗ);
2. разработка методики мониторинга нарушенных земель с помощью ДДЗ для территории Республики Башкортостан (г. Сибай) и Красноярского края (Юрубчено- Тохомовское месторождение);
3. рассмотреть физико-географические особенности г. Сибая и Юрубчено- Тохомовского месторождения;
4. проведение комплексного мониторинга нарушенных земель с помощью ДДЗ на территории Республики Башкортостан (г. Сибай) и Юрубчено-Тохомовского месторождения;
5. проведение анализа полученных результатов.
Объектом исследования являются нарушенные земли территории Республики Башкортостан (г. Сибай) и Красноярского края (Юрубчено- Тохомовское месторождение).
Предмет исследования является мониторинг нарушенных земель.
Для реализации целей и задач исследования были использованы следующие методы: теоретический анализ, изучение и обобщение опыта проведения мониторинга нарушенных земель, дистанционный, картографический методы.
Данная выпускная квалификационная работа состоит из пяти глав. В первой главе рассмотрены основные теоретические аспекты вопроса. Во второй главе уделяется внимание анализу современного состояния мониторинга нарушенных земель с помощью данных дистанционного зондирования. Третья глава посвящена использованию данных дистанционного зондирования и геоинформационных систем при проведении мониторинга нарушенных земель. В четвертой главе разрабатывается методика мониторинга нарушенных земель с помощью данных дистанционного зондирования для исследуемых территорий. В пятой главе проведена верификация методики на примере территории Республики Башкортостан, г. Сибай и Красноярского края, Юрубчено- Тохомовского месторождения, описаны полученные результаты и разработаны рекомендации. В заключении подведены итоги проделанной работы.
Применение дистанционных методов при мониторинге нарушенных земель дает возможность оперативно получать сведения о возможном негативном воздействии на окружающую территорию и своевременно принимать природоохранные меры. Доступ к архиву спутниковых снимков открывает широкие возможности для проведения ретроспективных исследований состояния экосистем, позволяет анализировать пространственно-временную динамику трансформации природной среды.
Одним из важнейших условий при выполнении экологических наблюдений за окружающей средой является наличие эффективного метода, алгоритма проведения мониторинга нарушенных земель, которое должно включать в себя комплексное использование результатов полевых обследований, геохимического анализа и данных дистанционного зондирования. Это повысит достоверность и эффективность результата мониторинга. Немаловажным является непосредственное исследование территории: геологии, рельефа, климата, почвы и растительности.
Разработанная мной методика мониторинга нарушенных земель позволила:
-выявить факторы и степень техногенной нарушенности компонентов окружающей среды;
-оценить состояние почвенного и растительного покрова;
-выполнить картографическую оценку нарушенных земель на основе использования ДДЗ;
- разработать мероприятия по восстановлению земель;
-создать тематические карты динамики нарушенных земель для принятия управленческих решений, направленных на планомерное восстановление нарушенных земель и сокращение воздействия техногенных факторов на земельные ресурсы.
Опыт анализа и интерпретации многозональных снимков показал, что их успешно можно использовать для мониторинга нарушенных земель. Применение спутниковых данных и ГИС технологий позволило проанализировать состояние почвенного и растительного покрова на территориях горнорудного производства и нефтегазового месторождения, что оказывает значительную помощь в своевременной оценке экологической ситуации и принятии решений в устранении и профилактике загрязнения окружающей среды. Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы научными организациями, ведущими исследования в области мониторинга нарушенных земель, с целью оценки динамики нарушенных земель и предотвращении влияния негативных процессов на окружающую среду.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
