Анализ индекса интенсивности застройки городов севера Российской Федерации на основе данных дистанционного зондирования
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ГОРОДА КАК ОБЪЕКТЫ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ В ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ СИСТЕМЫ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 5
1.1. Города как объекты территориальной структуры государства. Черты географии городов
Российской Федерации: исторический аспект, современные особенности 5
1.2. Географические и социально-экономические особенности городов Российской
Федерации. Основные характеристики городов севера Российской Федерации как примеров исследования 9
1.3. Картографирование городов Российской Федерации. Использование данных
дистанционного зондирования для картографирования городов 13
ГЛАВА 2. ПОНЯТИЕ ИНДЕКСА ЗАСТРОЙКИ ГОРОДОВ. СОЗДАНИЕ СЕРИИ ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТ ДИНАМИКИ ЗАСТРОЙКИ ГОРОДОВ СЕВЕРА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 22
2.1. Определение и расчет индекса застройки по данным дистанционного зондирования. Факторы, влияющие на индекс застройки городов. Данные Global Human Settlement Layer. 22
2.2. Создание серии электронных карт динамики застройки городов севера Российской
Федерации 27
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИНДЕКСА ЗАСТРОЙКИ 36
3.1. Проведение анализа индекса застройки для городов севера Российской Федерации. ... 36
3.2. Обобщение полученных данных, выделение основных закономерностей и тенденций.
Интерпретация различий в индексе застройки и их возможные причины 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 43
Приложение
ГЛАВА 1. ГОРОДА КАК ОБЪЕКТЫ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ В ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ СТРУКТУРЕ СИСТЕМЫ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 5
1.1. Города как объекты территориальной структуры государства. Черты географии городов
Российской Федерации: исторический аспект, современные особенности 5
1.2. Географические и социально-экономические особенности городов Российской
Федерации. Основные характеристики городов севера Российской Федерации как примеров исследования 9
1.3. Картографирование городов Российской Федерации. Использование данных
дистанционного зондирования для картографирования городов 13
ГЛАВА 2. ПОНЯТИЕ ИНДЕКСА ЗАСТРОЙКИ ГОРОДОВ. СОЗДАНИЕ СЕРИИ ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТ ДИНАМИКИ ЗАСТРОЙКИ ГОРОДОВ СЕВЕРА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 22
2.1. Определение и расчет индекса застройки по данным дистанционного зондирования. Факторы, влияющие на индекс застройки городов. Данные Global Human Settlement Layer. 22
2.2. Создание серии электронных карт динамики застройки городов севера Российской
Федерации 27
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИНДЕКСА ЗАСТРОЙКИ 36
3.1. Проведение анализа индекса застройки для городов севера Российской Федерации. ... 36
3.2. Обобщение полученных данных, выделение основных закономерностей и тенденций.
Интерпретация различий в индексе застройки и их возможные причины 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 43
Приложение
Технологии дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) стали эффективным инструментом анализа и мониторинга городской динамики, позволяющим получить комплексное представление о пространственных и временных изменениях в населенных пунктах. Используя данные ДЗЗ, можно оценить интенсивность застройки, проследить изменения в землепользовании и выявить формирующиеся тенденции. В условиях севера Российской Федерации, где доступность и сбор данных могут быть затруднены, дистанционное зондирование представляет собой ценную возможность для всестороннего изучения динамики процессов урбанизации.
Цель работы: изучить возможности технологий ДДЗ в мониторинге городской динамики и их потенциала для разработки информационной базы. Для этого необходимо провести оценку пространственно-временных закономерностей развития застроенной территории в городах севера России, количественно измерить интенсивность роста и выявить ключевые факторы, а также, создать серию электронных карт динамики застройки городов севера Российской Федерации.
Соответственно, для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Изучить город, как объект территориальной структуры государства.
2) Рассмотреть опыт применения ДЗЗ для картографирования городов.
3) Создать электронные карты, отображающие динамику роста населенных пунктов.
4) Проанализировать результаты.
Объектом данного исследования является рост городов, расположенных в северных регионах Российской Федерации, включая, в частности, Мурманск, Певек, Тикси, Сабетту и Дудинку. Предмет исследования заключается в моделировании индекса интенсивности застройки исследуемых городов за период 1990 - 2020 гг. по данным дистанционного зондирования Земли.
Теоретическая значимость работы заключается в исследовании применения данных ДЗЗ для мониторинга социально-экономических процессов, а именно роста городской застройки. Разработка методики анализа интенсивности застройки на основе данных ДЗЗ вносит вклад в методологию исследования городского развития, открывая новые перспективы для применения современных технологий в геоинформационном анализе. Практически работа значима с точки зрения разработки алгоритма расчета площади урбанизированных территорий в труднодоступных регионах. Данные о застройке могут быть использованы для прогнозирования экономического развития городов, что в свою очередь поможет привлечь инвестиции, развить инфраструктуру и создать рабочие места.
В процессе выполнения работы использовались такие программные обеспечения, как QGIS 3.28.13, ArcGIS 10.4.1, Inkscape. Источником данных ДЗЗ был проект Global Human Settlement Layer, пространственная информация о городах была взята с сервиса OPENSTREETMAP и генеральных планов. Для получения справочной информации были использованы литературные источники, научные публикации прошлых лет и онлайн-ресурсы.
Цель работы: изучить возможности технологий ДДЗ в мониторинге городской динамики и их потенциала для разработки информационной базы. Для этого необходимо провести оценку пространственно-временных закономерностей развития застроенной территории в городах севера России, количественно измерить интенсивность роста и выявить ключевые факторы, а также, создать серию электронных карт динамики застройки городов севера Российской Федерации.
Соответственно, для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Изучить город, как объект территориальной структуры государства.
2) Рассмотреть опыт применения ДЗЗ для картографирования городов.
3) Создать электронные карты, отображающие динамику роста населенных пунктов.
4) Проанализировать результаты.
Объектом данного исследования является рост городов, расположенных в северных регионах Российской Федерации, включая, в частности, Мурманск, Певек, Тикси, Сабетту и Дудинку. Предмет исследования заключается в моделировании индекса интенсивности застройки исследуемых городов за период 1990 - 2020 гг. по данным дистанционного зондирования Земли.
Теоретическая значимость работы заключается в исследовании применения данных ДЗЗ для мониторинга социально-экономических процессов, а именно роста городской застройки. Разработка методики анализа интенсивности застройки на основе данных ДЗЗ вносит вклад в методологию исследования городского развития, открывая новые перспективы для применения современных технологий в геоинформационном анализе. Практически работа значима с точки зрения разработки алгоритма расчета площади урбанизированных территорий в труднодоступных регионах. Данные о застройке могут быть использованы для прогнозирования экономического развития городов, что в свою очередь поможет привлечь инвестиции, развить инфраструктуру и создать рабочие места.
В процессе выполнения работы использовались такие программные обеспечения, как QGIS 3.28.13, ArcGIS 10.4.1, Inkscape. Источником данных ДЗЗ был проект Global Human Settlement Layer, пространственная информация о городах была взята с сервиса OPENSTREETMAP и генеральных планов. Для получения справочной информации были использованы литературные источники, научные публикации прошлых лет и онлайн-ресурсы.
Использование технологий дистанционного зондирования для анализа и картографической визуализации играет ключевую роль в современном пространственном анализе, предлагая уникальные преимущества в захвате, интерпретации и визуализации географических данных. Данная технология имеет особое значение и актуальность, особенно в контексте северных городов в России, где уникальные природные условия и логистические проблемы требуют инновационных решений для городского планирования и управления.
В частности, набор данных Global Human Settlement Layer (GHSL) представляет собой уникальный информационный ресурс для оценки городского развития благодаря своему удобству, точности и применимости. Преимущество набора данных заключается в доступности и простоте использования, что позволяет изучать актуальные данные о развитии городов с наименьшими затратами, благодаря чему можно своевременно анализировать и отслеживать изменения в застройке, связанные с экономическими, логистическими и стратегическими факторами. Уникальность использования данных GHSL для оценки городского развития трудно переоценить, так как они обеспечивает глобальный охват, включая отдаленные и часто недоступные регионы, благодаря чему в набор данных включены города, расположенные на самом севере России, что позволяет проводить всесторонний анализ развития городов в различных географических условиях. Также, набор данных GHSL доступен на различных временных интервалах, что позволяет анализировать городское развитие в различных временных рамках. Такое хронологическое разрешение позволяет проследить изменения в градостроительной структуре с течением времени, что дает ценное представление о движущих силах и закономерностях городского роста.
Следует отметить, что в процессе работы были изучены города, как важнейших компоненты территориальной структуры государства, а с помощью технологии дистанционного зондирования в исследована динамика роста и развития городов севера Российской Федерации. Подробно рассмотрен опыт использования дистанционного зондирования Земли для картографирования городов, что позволило получить ценные сведения о применении современных технологий в градостроительном анализе и картографии. Серия электронных карт, созданных в рамках данного исследования, позволяют всесторонне отобразить динамику роста населенных пунктов во времени, что дает возможность глубже понять закономерности развития городов. Результаты анализа, проведенного в рамках данной дипломной работы, позволяют оценить интенсивность строительства в городах севера России, выявить тенденции и различия между отдельными территориями.
Важность и актуальность технологии дистанционного зондирования для анализа и картографии городов трудно переоценить. Поскольку населенные пункты продолжают расширяться и развиваться, способность отслеживать и анализировать городскую динамику в режиме реального времени становится все более важной. Дистанционное зондирование предоставляет мощный инструмент для сбора пространственных данных, обнаружения изменений и создания точных визуальных представлений городских ландшафтов.
В заключение следует отметить, что данная работа вносит вклад в растущий объем знаний по анализу и картографии городов, демонстрируя эффективность технологий дистанционного зондирования при изучении интенсивности застройки в северных городах России. По мере развития методов дистанционного зондирования потенциал использования этих инструментов для решения сложных городских проблем остается многообещающим, прокладывая путь к более устойчивому и стабильному будущему городов.
В частности, набор данных Global Human Settlement Layer (GHSL) представляет собой уникальный информационный ресурс для оценки городского развития благодаря своему удобству, точности и применимости. Преимущество набора данных заключается в доступности и простоте использования, что позволяет изучать актуальные данные о развитии городов с наименьшими затратами, благодаря чему можно своевременно анализировать и отслеживать изменения в застройке, связанные с экономическими, логистическими и стратегическими факторами. Уникальность использования данных GHSL для оценки городского развития трудно переоценить, так как они обеспечивает глобальный охват, включая отдаленные и часто недоступные регионы, благодаря чему в набор данных включены города, расположенные на самом севере России, что позволяет проводить всесторонний анализ развития городов в различных географических условиях. Также, набор данных GHSL доступен на различных временных интервалах, что позволяет анализировать городское развитие в различных временных рамках. Такое хронологическое разрешение позволяет проследить изменения в градостроительной структуре с течением времени, что дает ценное представление о движущих силах и закономерностях городского роста.
Следует отметить, что в процессе работы были изучены города, как важнейших компоненты территориальной структуры государства, а с помощью технологии дистанционного зондирования в исследована динамика роста и развития городов севера Российской Федерации. Подробно рассмотрен опыт использования дистанционного зондирования Земли для картографирования городов, что позволило получить ценные сведения о применении современных технологий в градостроительном анализе и картографии. Серия электронных карт, созданных в рамках данного исследования, позволяют всесторонне отобразить динамику роста населенных пунктов во времени, что дает возможность глубже понять закономерности развития городов. Результаты анализа, проведенного в рамках данной дипломной работы, позволяют оценить интенсивность строительства в городах севера России, выявить тенденции и различия между отдельными территориями.
Важность и актуальность технологии дистанционного зондирования для анализа и картографии городов трудно переоценить. Поскольку населенные пункты продолжают расширяться и развиваться, способность отслеживать и анализировать городскую динамику в режиме реального времени становится все более важной. Дистанционное зондирование предоставляет мощный инструмент для сбора пространственных данных, обнаружения изменений и создания точных визуальных представлений городских ландшафтов.
В заключение следует отметить, что данная работа вносит вклад в растущий объем знаний по анализу и картографии городов, демонстрируя эффективность технологий дистанционного зондирования при изучении интенсивности застройки в северных городах России. По мере развития методов дистанционного зондирования потенциал использования этих инструментов для решения сложных городских проблем остается многообещающим, прокладывая путь к более устойчивому и стабильному будущему городов.