Использование данных дистанционного зондирования и географических информационных систем для моделирования экологического каркаса города
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ДАННЫХ
ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ДЛЯ МОНИТОРИНГА
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В ГОРОДАХ 5
1.1. Зеленые зоны в городах 5
1.1.1. Зеленые зоны в Калининграде 8
1.1.2. Зеленые зоны в Сочи 9
1.1.3. Зеленые зоны в Санкт-Петербурге 11
1.2. Зеленые зоны в городах как объект дистанционного зондирования Земли 14
1.3. Экологический каркас как метод визуализации экологического состояния городов .15
1.3.1. Определение экологического каркаса 15
1.3.2. Нормативно-правовые документы 17
1.3.3. Опыт применения экологического каркаса в России и за рубежом 19
ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ КАРТ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА 24
2.1. Технология создания карт 24
2.2. Карта экологического каркаса Калининграда 30
2.3. Карта экологического каркаса Сочи 31
2.4. Карта экологического каркаса Санкт-Петербурга 32
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ
ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КАРКАСОВ КАЛИНИНГРАДА, СОЧИ, САНКТ-ПЕТЕРБУРГА 35
3.1. Анализ карты Калининграда 35
3.2. Анализ карты Сочи 36
3.3. Анализ карты Санкт-Петербурга 37
3.4. Сравнение городов, обобщение результатов 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 43
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ДАННЫХ
ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ДЛЯ МОНИТОРИНГА
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В ГОРОДАХ 5
1.1. Зеленые зоны в городах 5
1.1.1. Зеленые зоны в Калининграде 8
1.1.2. Зеленые зоны в Сочи 9
1.1.3. Зеленые зоны в Санкт-Петербурге 11
1.2. Зеленые зоны в городах как объект дистанционного зондирования Земли 14
1.3. Экологический каркас как метод визуализации экологического состояния городов .15
1.3.1. Определение экологического каркаса 15
1.3.2. Нормативно-правовые документы 17
1.3.3. Опыт применения экологического каркаса в России и за рубежом 19
ГЛАВА 2. СОЗДАНИЕ КАРТ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРКАСА 24
2.1. Технология создания карт 24
2.2. Карта экологического каркаса Калининграда 30
2.3. Карта экологического каркаса Сочи 31
2.4. Карта экологического каркаса Санкт-Петербурга 32
ГЛАВА 3. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ
ЭКОЛОГИЧЕСКИХ КАРКАСОВ КАЛИНИНГРАДА, СОЧИ, САНКТ-ПЕТЕРБУРГА 35
3.1. Анализ карты Калининграда 35
3.2. Анализ карты Сочи 36
3.3. Анализ карты Санкт-Петербурга 37
3.4. Сравнение городов, обобщение результатов 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 43
В XXI веке проблема недостатка зеленых зон в городах является крайне актуальной. Быстрое развитие городов и увеличение населения приводят к постепенному исчезновению природных территорий и замещению их жилыми и промышленными зонами. Это влечет за собой серьезные последствия для здоровья и благополучия населения, а также неблагоприятно влияет на экосистему города.
Для изучения и решения проблемы недостатка зеленых зон в городах существует несколько подходов. Один из них - оценка озеленения городов с использованием концепции экологического каркаса. Экологический каркас представляет собой комплекс взаимосвязанных территорий в городе, возникших как естественным образом, так и под влиянием деятельности человека. Актуальным способом создания и визуализации карт экологического каркаса является интеграция данных дистанционного зондирования и географических информационных систем (ГИС), которые изменили подходы в решении проблем в области городской экологии. Эти инструменты предоставляют мощные возможности для моделирования и анализа экологической структуры городов. Технологии дистанционного зондирования открывают уникальные перспективы и позволяют получить детальную пространственную информацию о растительном покрове, землепользовании, индексах растительности и других экологических параметрах в различных масштабах. В сочетании с ГИС эти данные могут быть обработаны, проанализированы и визуализированы для создания комплексных моделей, отражающих сложные взаимодействия между антропогенной городской средой и биомассой растительных компонентов.
В работе рассматривается использование данных дистанционного зондирования и ГИС для моделирования экологического каркаса следующих городов: Калининград, Сочи и Санкт-Петербург. В ходе исследования акцент сделан на то, как перечисленные технологии могут улучшить наше понимание о состоянии зеленых зон и их взаимосвязи в городах.
Актуальность данной выпускной квалификационной работы заключается в том, что экологический каркас города является неотъемлемым инструментом для городского планирования. Такой подход не только помогает сохранить природные и экосистемные ценности, но и способствует улучшению качества жизни горожан, обеспечивает экологическую устойчивость и помогает адаптировать города к изменениям. Таким образом, создание экологического каркаса города становится ключевым фактором для сбалансированного развития городской среды, сохранения биоразнообразия и обеспечения устойчивого развития населенных пунктов.
Цель работы: разработать карты экологического каркаса городов с применением географических информационных систем и данных дистанционного зондирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Определить понятие зеленых зон в городской среде;
2. Изучить нормативно-правовую документацию в области озеленения городской среды;
3. Рассмотреть практику использования экологических каркасов в разных городах;
4. Проанализировать концепцию экологического каркаса и создать карты, отражающие структуру экологического каркаса городов на основе данных дистанционного зондирования и ГИС;
5. Провести сравнительный анализ и оценить эффективность разработанных карт для поддержания устойчивого развития городской среды;
6. Сформулировать выводы и рекомендации.
Объект исследования: карты экологического каркаса городов.
Предмет исследования: моделирование экологического каркаса городов с использованием данных дистанционного зондирования и географических информационных систем.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что материалы исследования можно использовать для понимания механизмов взаимодействия антропогенной городской среды и растительных компонентов. Также использованные методы и инструменты могут облегчить мониторинг экологического состояния городских территорий.
Практическая значимость данной работы заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы при планировании и регулировании городской среды в области озеленения.
Для изучения и решения проблемы недостатка зеленых зон в городах существует несколько подходов. Один из них - оценка озеленения городов с использованием концепции экологического каркаса. Экологический каркас представляет собой комплекс взаимосвязанных территорий в городе, возникших как естественным образом, так и под влиянием деятельности человека. Актуальным способом создания и визуализации карт экологического каркаса является интеграция данных дистанционного зондирования и географических информационных систем (ГИС), которые изменили подходы в решении проблем в области городской экологии. Эти инструменты предоставляют мощные возможности для моделирования и анализа экологической структуры городов. Технологии дистанционного зондирования открывают уникальные перспективы и позволяют получить детальную пространственную информацию о растительном покрове, землепользовании, индексах растительности и других экологических параметрах в различных масштабах. В сочетании с ГИС эти данные могут быть обработаны, проанализированы и визуализированы для создания комплексных моделей, отражающих сложные взаимодействия между антропогенной городской средой и биомассой растительных компонентов.
В работе рассматривается использование данных дистанционного зондирования и ГИС для моделирования экологического каркаса следующих городов: Калининград, Сочи и Санкт-Петербург. В ходе исследования акцент сделан на то, как перечисленные технологии могут улучшить наше понимание о состоянии зеленых зон и их взаимосвязи в городах.
Актуальность данной выпускной квалификационной работы заключается в том, что экологический каркас города является неотъемлемым инструментом для городского планирования. Такой подход не только помогает сохранить природные и экосистемные ценности, но и способствует улучшению качества жизни горожан, обеспечивает экологическую устойчивость и помогает адаптировать города к изменениям. Таким образом, создание экологического каркаса города становится ключевым фактором для сбалансированного развития городской среды, сохранения биоразнообразия и обеспечения устойчивого развития населенных пунктов.
Цель работы: разработать карты экологического каркаса городов с применением географических информационных систем и данных дистанционного зондирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Определить понятие зеленых зон в городской среде;
2. Изучить нормативно-правовую документацию в области озеленения городской среды;
3. Рассмотреть практику использования экологических каркасов в разных городах;
4. Проанализировать концепцию экологического каркаса и создать карты, отражающие структуру экологического каркаса городов на основе данных дистанционного зондирования и ГИС;
5. Провести сравнительный анализ и оценить эффективность разработанных карт для поддержания устойчивого развития городской среды;
6. Сформулировать выводы и рекомендации.
Объект исследования: карты экологического каркаса городов.
Предмет исследования: моделирование экологического каркаса городов с использованием данных дистанционного зондирования и географических информационных систем.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что материалы исследования можно использовать для понимания механизмов взаимодействия антропогенной городской среды и растительных компонентов. Также использованные методы и инструменты могут облегчить мониторинг экологического состояния городских территорий.
Практическая значимость данной работы заключается в том, что полученные результаты могут быть использованы при планировании и регулировании городской среды в области озеленения.
Экологический каркас представляет собой эффективный инструмент для исследования городов, оценки состояния растительного покрова с точки зрения экологии, управления городской средой и использования городского хозяйства.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была достигнута цель: созданы карты экологического каркаса городов, отражающие актуальное состояние зелёных зон, их взаимодействие и области, требующие внимания и улучшения путём озеленения.
Одним из самых важных средств для мониторинга состояния окружающий среды являются спутниковые снимки. Они охватывают большие территории, а возможность анализировать разновременные данные позволяет выявить тенденции изменений, происходящих на разных территориях. В ходе работы была проанализирована экологическая ситуация в Калининграде, Сочи и Санкт-Петербурге, площади и пространственное распределение зеленых зон по административным районам. Были использованы различные пространственные данные: многоспектральные спутниковые снимки Sentinel-2, векторные слои OSM. Для удобства интерпретации информации использовалась открытая географическая информационная система. В итоге работы была разработана концепция экологического каркаса для городов, на её основе созданы карты «Экологический каркас Калининграда», «Экологический каркас Сочи», «Экологический каркас Санкт-Петербурга». Описана технология составления данных карт.
Созданные в рамках выпускной квалификационной работы карты экологического каркаса городов могут выступать в качестве ключевого инструмента для разработки и внедрения стратегий, направленных на сохранение и развитие зелёных зон в городской среде. Эти карты предоставляют ценную информацию о текущем состоянии зелёных пространств, их взаимосвязях и проблемных участках, требующих внимания и улучшения посредством озеленения.
Выражаю благодарность в подготовке выпускной квалификационной работы научному консультанту старшему преподавателю кафедры «Картография и геоинформатика» Н. А. Поздняковой.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была достигнута цель: созданы карты экологического каркаса городов, отражающие актуальное состояние зелёных зон, их взаимодействие и области, требующие внимания и улучшения путём озеленения.
Одним из самых важных средств для мониторинга состояния окружающий среды являются спутниковые снимки. Они охватывают большие территории, а возможность анализировать разновременные данные позволяет выявить тенденции изменений, происходящих на разных территориях. В ходе работы была проанализирована экологическая ситуация в Калининграде, Сочи и Санкт-Петербурге, площади и пространственное распределение зеленых зон по административным районам. Были использованы различные пространственные данные: многоспектральные спутниковые снимки Sentinel-2, векторные слои OSM. Для удобства интерпретации информации использовалась открытая географическая информационная система. В итоге работы была разработана концепция экологического каркаса для городов, на её основе созданы карты «Экологический каркас Калининграда», «Экологический каркас Сочи», «Экологический каркас Санкт-Петербурга». Описана технология составления данных карт.
Созданные в рамках выпускной квалификационной работы карты экологического каркаса городов могут выступать в качестве ключевого инструмента для разработки и внедрения стратегий, направленных на сохранение и развитие зелёных зон в городской среде. Эти карты предоставляют ценную информацию о текущем состоянии зелёных пространств, их взаимосвязях и проблемных участках, требующих внимания и улучшения посредством озеленения.
Выражаю благодарность в подготовке выпускной квалификационной работы научному консультанту старшему преподавателю кафедры «Картография и геоинформатика» Н. А. Поздняковой.