Геоинформационная система поддержки принятия решений для оценки экологического состояния Финского залива
|
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ГИС. ПРИМЕНЕНИЕ В ЭКОЛОГИИ 4
1. Использование в экологии 7
2. Целесообразность использования ГИС при решении проблем экологии ..7
3. Роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях 8
Анализ информационных характеристик экологического состояния Финского залива
2.1Центральная часть Невской губы
2.2Южный курортный район Невской губы
2.3Северный курортный район Невской губы
2.4Морской торговый порт (МТП)
2.5Северная станция аэрации
2.6Восточная часть Финского залива
2.7Оценка экологического состояния акватории Финского залива 2.8Вывод
Обоснование структуры ГИС
3.1. Теоретическое обоснование структуры системы геоинформационного
мониторинга объектов и территорий 32
3.2.1. Принципы комплексирования системы дистанционного мониторинга
морской акватории Комплексное исследование окружающей среды 32
3.2.2.Задачи информационной системы оперативной оценки экологического и техногенного риска 34
3.2.3. Требования к информационной измерительной системе оперативной
оценки экологического и техногенного риска 35
3.3.Обоснование перспектив развития комплексной системы геоинформационного мониторинга приморской территории 38
3.4.Обобщенная геоинформационная модель акватории 40
3.5Вывод 41
Практические рекомендации по формированию концепции ГИС поддержки принятия решений для оценки экологического состояния
акватории 42
4.1. Решение задачи поиска потенциальных источников нефтяного
загрязнения с использованием картографических сервисо 43
4.3. Нанесение маршрута нефтяного танкеравАгсС!8 44
4.4. Совмещение с данными экологического мониторинга и моделирования
4.4.1. Мониторинг экологической ситуации по результатам контроля... 47
4.5 Вывод 51
Заключение 53
Список литературы 54
1. Использование в экологии 7
2. Целесообразность использования ГИС при решении проблем экологии ..7
3. Роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях 8
Анализ информационных характеристик экологического состояния Финского залива
2.1Центральная часть Невской губы
2.2Южный курортный район Невской губы
2.3Северный курортный район Невской губы
2.4Морской торговый порт (МТП)
2.5Северная станция аэрации
2.6Восточная часть Финского залива
2.7Оценка экологического состояния акватории Финского залива 2.8Вывод
Обоснование структуры ГИС
3.1. Теоретическое обоснование структуры системы геоинформационного
мониторинга объектов и территорий 32
3.2.1. Принципы комплексирования системы дистанционного мониторинга
морской акватории Комплексное исследование окружающей среды 32
3.2.2.Задачи информационной системы оперативной оценки экологического и техногенного риска 34
3.2.3. Требования к информационной измерительной системе оперативной
оценки экологического и техногенного риска 35
3.3.Обоснование перспектив развития комплексной системы геоинформационного мониторинга приморской территории 38
3.4.Обобщенная геоинформационная модель акватории 40
3.5Вывод 41
Практические рекомендации по формированию концепции ГИС поддержки принятия решений для оценки экологического состояния
акватории 42
4.1. Решение задачи поиска потенциальных источников нефтяного
загрязнения с использованием картографических сервисо 43
4.3. Нанесение маршрута нефтяного танкеравАгсС!8 44
4.4. Совмещение с данными экологического мониторинга и моделирования
4.4.1. Мониторинг экологической ситуации по результатам контроля... 47
4.5 Вывод 51
Заключение 53
Список литературы 54
ОБЩИЕ • ПОНЯТИЯ • ГИС. • ПРИМЕНЕНИЕ • В • ЭКОЛОГИИ . Объем, информации, существующий в. современном, мире, не может сравниться, с. тем, который. был. получен в. прошлых. веках.. Темпы. жизни. стремительно. растут, методы. получения информации приобретают, все более. индустриальный. характер.. Для организованного. хранения, поиска нужной информации, ее обработки и анализа требуются современные, основанные. на компьютерных технологиях, средства.. Информатизация коснулась. сегодня всех сторон жизни общества, и трудно, пожалуй, назвать. какую-либо. сферу человеческой деятельности. -. от начального. школьного. образования до. высокой. государственной. политики, -. где. не ощущалось бы. ее мощное воздействие.. Информатика дышит в. затылок всем. наукам, догоняя и увлекая. их за собой, преобразуя, а порой и порабощая. в. стремлении к бесконечному компьютерному совершенству.. В. науках о. Земле. информационные. технологии породилигеоинформатику и. географические. информационные. системы. (ГИС), причем. слово, "географические". обозначает в. данном. случае не столько.
"пространственность". или "территориальность", а скорее комплексность и системность исследовательского. похода.. Описать историю. ГИС подробно. -. весьма сложная. задача.. Хотя бы. потому, что. факты, очевидцы. и. результаты. исследований. часто. противоречат друг другу.. Кроме, того, ранние. годы. геоинформационных. систем. слабо. документированы, и. требуются значительные. усилия, чтобы. понять, как. все происходило. на самом. деле.. Тем. не менее, историю. некоторых открытий проследить можно.. Идея изображать данные. с. помощью. различных слоёв. на серии базовых карт и соотносить предметы. пространственно, географически, возникла задолго. до. появления компьютеров.. Ещё во. времена войны. за независимость. в. США французский. картограф. Луи-АлександрБертье. при создании карты. битвы. приЙорктауне. (1781. г.) использовал. прозрачные откидные. накладки, на которых были представлены. перемещения войск.. В. середине. XIX века в. «Атласе. ко. Второму докладу представителей. Ирландских железных дорог». на одну базовую. карту были наложены. карты. населения, транспортных потоков, геологического. строения и. рельефа.. В. сентябре 1854. г.. врач Джон Шоу использовал. карту мест летальных исходов. холеры, наложенную. на карту центральной части Лондона, для поиска источника эпидемии, которым. оказался зараженный. колодец - это. один из первых примеров. географического. анализа.. Одна из наиболее. интересных черт раннего. развития ГИС, особенно. в. шестидесятые. годы, заключается в. том, что. первые. инициативные. проекты. и исследования сами были. географически. распределены. помногим. точкам,
причем, эти работы, осуществлялись, независимо, часто, без. упоминания, и. даже с игнорированием, себе подобных., Возникновение, и бурное развитие. ГИС было, предопределено, богатейшим, опытом, топографического, и, особенно, тематического, картографирования, успешными попытками автоматизировать, картосоставительский процесс, а также, революционным, достижениями, в, области компьютерных технологий, информатики и компьютерной, графики., Особо, следует отметить, идеи и опыт комплексного, тематического, картографирования, убедительно,
продемонстрировавшего, эффект системного, использования
разнохарактерных данных для извлечения новых знаний о, географических объектах., Комплексность, иинтегративность, до, сих пор, остается важнейшим, свойством, ГИС, привлекающим, пользователей.,
Географическая, информационная, система (ГИС), - программноаппаратный, комплекс, способный хранить, и использовать, (показывать, анализировать, управлять), данные описывающие, объекты, в, пространстве, управляемый, специальным, персоналом., ГИС, использует особый, тип информации, -, пространственную, (географическую) и, связанные с. ней, базы, данных, эта информация может быть, социальной, политической, экологической или демографической, то, есть любой информацией, которая, может быть, отображена на карте., ГИС -, является лучшим, способом, хранить, информацию, об, участке, суши или, моря.ГИС может помочь сделать управление более эффективным, способствовать научной работе и охране территории, которая, проводится во, всех особо, охраняемых природных территориях (ООПТ), независимо, от их площади., 7, Принципы, и, функции ГИС Комплексность, (системность) -, ГИС, как следует из, определения, это, не, только, данные, и не, только, программное, обеспечение, хотя и, то, и, другое, является важной, частью, ГИС., ГИС, -, комплекс программного, аппаратного, информационного, обеспечения управляемый специальным, персоналом.Пространственность -, ГИС - инструмент, работающий, с, любыми, данными распределенными в, пространстве, и, имеющими, свою, систему координат, начиная, от колоний, микроорганизмов, и, заканчивая, целиком, планетой, Земля., ГИС, также, позволяет осуществлять, операции с, данными, не, имеющими пространственной привязки, но, основная, функциональность ГИС ориентирована именно, на работу с, пространственными, данными., Связанность, -, наличие, тесной взаимосвязи между пространственной, и, атрибутивной, информацией., В, рамках ГИС, впервые, эти, два типа информации, были тесно, объединены, во, многом, это, определило, появление ГИС в, виде отдельной области программного, обеспечения., Часто, ГИС, называют системой управления базами, данных (СУБД), с, возможностью, создания карт или системой цифровой картографии, с, расширенной, поддержкой баз, данных., Функции Визуализация - ГИС, мощное, средство, представления данных., Это, качество, ГИС, обычно, используется первым, с, помощью, ГИС, создаются наглядные, иллюстративные, карты, и, схемы., Современные, ГИС, уделяют много, внимания легкости, и, производительности, именно, этой, своей, функции из-
за чего, часто, рассматриваются, лишь как средство, создания карт.. Эта функция ГИС. унаследована от картографии, которую. вполне. можно, считать прародительницей. ГИС. и которая. до. сих пор. является основной. функцией. ГИС.. Организация. -. одной. из. основных функций. ГИС. является организация и. управление. информацией.. Современные. ГИС. -. удобный. инструмент помогающийуправлять информацией. используя
пространственный. принцип.. Обработка и анализ. -. функции ГИС,
превращающие. ее из. инструмента по. работе с готовыми данными (визуализатора). в. инструмент по. созданию. новых данных на их основе, моделирования и прогнозирования.. Геоинформационные. системы, в. экологии Среди. всего. многообразия традиционных областей
использования геоинформационных. систем. заметно. доминирует новая. её. отрасль - экологическая.. Использование геоинформационных систем. позволяет оперативно. получать. информацию. по. запросу и отображать. её. накартооснове, оценивать состояние экосистемы. и прогнозировать её развитие.(Берлянт, 1997). Возможности ГИС, применимые в. экологии (поЛычак, Бобра,2005):. •. ввод, накопление, хранение и обработка
цифровой картографической и экологической информации, •. построение на основании. полученных данных тематических карт, отражающих текущее состояние. экосистемы, •. исследование динамики изменения экологической обстановки в. пространстве и времени, построение графиков, таблиц, диаграмм, •. моделирование развития экологической ситуации в. различных средах и исследование. зависимости состояния экосистемы. от метеоусловий, характеристик источников. загрязнений, значений. фоновых. концентраций, •. получение. комплексных оценок состояния. объектов. окружающей. природной среды. на основе разнородных данных.. Экологические. проблемы. часто. требуют незамедлительных и. адекватных действий, эффективность. которых напрямую. связана с. оперативностью. обработки и. представления информации.. При комплексном. подходе, характерном. для экологии, обычно. приходится опираться. на обобщающие. характеристики. окружающей среды, вследствие чего, объемы. даже минимально. достаточной исходной информации, несомненно, должны. быть большими.. В. противном. случае обоснованность. действий и решений вряд ли может быть достигнута.. Однако. простого. накопления данных тоже, к сожалению, недостаточно.. Эти данные. должны. быть легкодоступны, 8. систематизированы, в. соответствии с потребностями.. Хорошо, если есть возможность связать разнородные. данные. друг с. другом, сравнить, проанализировать, просто. просмотреть. их в. удобном. и наглядном. виде, например, создав. на их основе необходимую. таблицу, схему, чертеж, карту, диаграмму.. Группировка данных в. нужном. виде, их надлежащее. изображение, сопоставление. и анализ. целиком. зависят от квалификации и. эрудированности исследователя, выбранного. им. подхода интерпретации накопленной информации.. На этапе обработки и анализа собранных данных существенное, но. отнюдь. не первое, место. занимает техническая. оснащенность. исследователя, включающая. подходящие. для решения поставленной задачи аппаратные, средства и программноеобеспечение.. В. качестве последнего. во. всем. мире все чаще применяется. современная. мощная. технология. географических информационных систем
"пространственность". или "территориальность", а скорее комплексность и системность исследовательского. похода.. Описать историю. ГИС подробно. -. весьма сложная. задача.. Хотя бы. потому, что. факты, очевидцы. и. результаты. исследований. часто. противоречат друг другу.. Кроме, того, ранние. годы. геоинформационных. систем. слабо. документированы, и. требуются значительные. усилия, чтобы. понять, как. все происходило. на самом. деле.. Тем. не менее, историю. некоторых открытий проследить можно.. Идея изображать данные. с. помощью. различных слоёв. на серии базовых карт и соотносить предметы. пространственно, географически, возникла задолго. до. появления компьютеров.. Ещё во. времена войны. за независимость. в. США французский. картограф. Луи-АлександрБертье. при создании карты. битвы. приЙорктауне. (1781. г.) использовал. прозрачные откидные. накладки, на которых были представлены. перемещения войск.. В. середине. XIX века в. «Атласе. ко. Второму докладу представителей. Ирландских железных дорог». на одну базовую. карту были наложены. карты. населения, транспортных потоков, геологического. строения и. рельефа.. В. сентябре 1854. г.. врач Джон Шоу использовал. карту мест летальных исходов. холеры, наложенную. на карту центральной части Лондона, для поиска источника эпидемии, которым. оказался зараженный. колодец - это. один из первых примеров. географического. анализа.. Одна из наиболее. интересных черт раннего. развития ГИС, особенно. в. шестидесятые. годы, заключается в. том, что. первые. инициативные. проекты. и исследования сами были. географически. распределены. помногим. точкам,
причем, эти работы, осуществлялись, независимо, часто, без. упоминания, и. даже с игнорированием, себе подобных., Возникновение, и бурное развитие. ГИС было, предопределено, богатейшим, опытом, топографического, и, особенно, тематического, картографирования, успешными попытками автоматизировать, картосоставительский процесс, а также, революционным, достижениями, в, области компьютерных технологий, информатики и компьютерной, графики., Особо, следует отметить, идеи и опыт комплексного, тематического, картографирования, убедительно,
продемонстрировавшего, эффект системного, использования
разнохарактерных данных для извлечения новых знаний о, географических объектах., Комплексность, иинтегративность, до, сих пор, остается важнейшим, свойством, ГИС, привлекающим, пользователей.,
Географическая, информационная, система (ГИС), - программноаппаратный, комплекс, способный хранить, и использовать, (показывать, анализировать, управлять), данные описывающие, объекты, в, пространстве, управляемый, специальным, персоналом., ГИС, использует особый, тип информации, -, пространственную, (географическую) и, связанные с. ней, базы, данных, эта информация может быть, социальной, политической, экологической или демографической, то, есть любой информацией, которая, может быть, отображена на карте., ГИС -, является лучшим, способом, хранить, информацию, об, участке, суши или, моря.ГИС может помочь сделать управление более эффективным, способствовать научной работе и охране территории, которая, проводится во, всех особо, охраняемых природных территориях (ООПТ), независимо, от их площади., 7, Принципы, и, функции ГИС Комплексность, (системность) -, ГИС, как следует из, определения, это, не, только, данные, и не, только, программное, обеспечение, хотя и, то, и, другое, является важной, частью, ГИС., ГИС, -, комплекс программного, аппаратного, информационного, обеспечения управляемый специальным, персоналом.Пространственность -, ГИС - инструмент, работающий, с, любыми, данными распределенными в, пространстве, и, имеющими, свою, систему координат, начиная, от колоний, микроорганизмов, и, заканчивая, целиком, планетой, Земля., ГИС, также, позволяет осуществлять, операции с, данными, не, имеющими пространственной привязки, но, основная, функциональность ГИС ориентирована именно, на работу с, пространственными, данными., Связанность, -, наличие, тесной взаимосвязи между пространственной, и, атрибутивной, информацией., В, рамках ГИС, впервые, эти, два типа информации, были тесно, объединены, во, многом, это, определило, появление ГИС в, виде отдельной области программного, обеспечения., Часто, ГИС, называют системой управления базами, данных (СУБД), с, возможностью, создания карт или системой цифровой картографии, с, расширенной, поддержкой баз, данных., Функции Визуализация - ГИС, мощное, средство, представления данных., Это, качество, ГИС, обычно, используется первым, с, помощью, ГИС, создаются наглядные, иллюстративные, карты, и, схемы., Современные, ГИС, уделяют много, внимания легкости, и, производительности, именно, этой, своей, функции из-
за чего, часто, рассматриваются, лишь как средство, создания карт.. Эта функция ГИС. унаследована от картографии, которую. вполне. можно, считать прародительницей. ГИС. и которая. до. сих пор. является основной. функцией. ГИС.. Организация. -. одной. из. основных функций. ГИС. является организация и. управление. информацией.. Современные. ГИС. -. удобный. инструмент помогающийуправлять информацией. используя
пространственный. принцип.. Обработка и анализ. -. функции ГИС,
превращающие. ее из. инструмента по. работе с готовыми данными (визуализатора). в. инструмент по. созданию. новых данных на их основе, моделирования и прогнозирования.. Геоинформационные. системы, в. экологии Среди. всего. многообразия традиционных областей
использования геоинформационных. систем. заметно. доминирует новая. её. отрасль - экологическая.. Использование геоинформационных систем. позволяет оперативно. получать. информацию. по. запросу и отображать. её. накартооснове, оценивать состояние экосистемы. и прогнозировать её развитие.(Берлянт, 1997). Возможности ГИС, применимые в. экологии (поЛычак, Бобра,2005):. •. ввод, накопление, хранение и обработка
цифровой картографической и экологической информации, •. построение на основании. полученных данных тематических карт, отражающих текущее состояние. экосистемы, •. исследование динамики изменения экологической обстановки в. пространстве и времени, построение графиков, таблиц, диаграмм, •. моделирование развития экологической ситуации в. различных средах и исследование. зависимости состояния экосистемы. от метеоусловий, характеристик источников. загрязнений, значений. фоновых. концентраций, •. получение. комплексных оценок состояния. объектов. окружающей. природной среды. на основе разнородных данных.. Экологические. проблемы. часто. требуют незамедлительных и. адекватных действий, эффективность. которых напрямую. связана с. оперативностью. обработки и. представления информации.. При комплексном. подходе, характерном. для экологии, обычно. приходится опираться. на обобщающие. характеристики. окружающей среды, вследствие чего, объемы. даже минимально. достаточной исходной информации, несомненно, должны. быть большими.. В. противном. случае обоснованность. действий и решений вряд ли может быть достигнута.. Однако. простого. накопления данных тоже, к сожалению, недостаточно.. Эти данные. должны. быть легкодоступны, 8. систематизированы, в. соответствии с потребностями.. Хорошо, если есть возможность связать разнородные. данные. друг с. другом, сравнить, проанализировать, просто. просмотреть. их в. удобном. и наглядном. виде, например, создав. на их основе необходимую. таблицу, схему, чертеж, карту, диаграмму.. Группировка данных в. нужном. виде, их надлежащее. изображение, сопоставление. и анализ. целиком. зависят от квалификации и. эрудированности исследователя, выбранного. им. подхода интерпретации накопленной информации.. На этапе обработки и анализа собранных данных существенное, но. отнюдь. не первое, место. занимает техническая. оснащенность. исследователя, включающая. подходящие. для решения поставленной задачи аппаратные, средства и программноеобеспечение.. В. качестве последнего. во. всем. мире все чаще применяется. современная. мощная. технология. географических информационных систем
Приведенные практические рекомендации были рассмотрены на примере смоделированной экологической катастрофы - разлив нефти .Были рассмотрены картографические сервисы и их применение для решения экологических задач. Произведен анализ данных мониторинга экологической ситуации в акватории Большого порта] Санкт-Петербург, показавший значительное загрязнение нефтепродуктами и необходимость выявления виновников загрязнения. Разработан подход получения маршрутов движения нефтяных танкеров при помощи
сервисаМагшеТгаШс и представления их как векторное изображение в приложенииАгсМар платформыАгсСХЗГогОезкор 10.2.2. Стали известны данные судна, его размеры, тоннаж, осадка|и т. д. Благодаря полученным данным была]построена|модель разлива]нефти и нанесена]на]карту, наряду с маршрутом, в приложенииАгсМар. Это позволит посчитать границы разлива, провести анализ экологической проблемы и приступить к её решению.
Заключение.
В ходе выполнения работы был произведен Анализ информационных характеристик экологического состояния Финского залива.Выполнено теоретическое обоснование методов измерений параметров техногенных и природных аномалий на морской поверхности. В процессе исследований рассмотрены физические основы применения миллиметровых волн, влияние гидрометеоров и предложены основные математические модели, применимые для получения прогнозных оценок и оценок точности измерений. Показано, что для дистанционных методов зондирования природной среды необходимо проводить измерения отраженной или собственной радиации одновременно в нескольких спектральных диапазонах, т.е. использовать многоспектральный метод исследования. Теоретически обоснована структура геоинформационной системы
поддержки принятия решений. Сформулированы принципы
комплексирования системы дистанционного мониторинга морской
акватории, типовые задачи и требования к информационно-измерительной системе. Обоснованы перспективы развития комплексной
геоинформационной системы поддержки принятия решений. Также был разработан ряд практических рекомендаций на примере смоделированного разлива нефти. Конкретизирована актуальность работы, что дает нам право утверждать, что у ГИС в области экологии и природопользования огромные перспективы в развитии и использовании, и ,на фоне всемирной экологической обстановке, обязательно будут появляться новые проекты которые заинтересуют как и государственную власть, так и частных предпринимателей.
сервисаМагшеТгаШс и представления их как векторное изображение в приложенииАгсМар платформыАгсСХЗГогОезкор 10.2.2. Стали известны данные судна, его размеры, тоннаж, осадка|и т. д. Благодаря полученным данным была]построена|модель разлива]нефти и нанесена]на]карту, наряду с маршрутом, в приложенииАгсМар. Это позволит посчитать границы разлива, провести анализ экологической проблемы и приступить к её решению.
Заключение.
В ходе выполнения работы был произведен Анализ информационных характеристик экологического состояния Финского залива.Выполнено теоретическое обоснование методов измерений параметров техногенных и природных аномалий на морской поверхности. В процессе исследований рассмотрены физические основы применения миллиметровых волн, влияние гидрометеоров и предложены основные математические модели, применимые для получения прогнозных оценок и оценок точности измерений. Показано, что для дистанционных методов зондирования природной среды необходимо проводить измерения отраженной или собственной радиации одновременно в нескольких спектральных диапазонах, т.е. использовать многоспектральный метод исследования. Теоретически обоснована структура геоинформационной системы
поддержки принятия решений. Сформулированы принципы
комплексирования системы дистанционного мониторинга морской
акватории, типовые задачи и требования к информационно-измерительной системе. Обоснованы перспективы развития комплексной
геоинформационной системы поддержки принятия решений. Также был разработан ряд практических рекомендаций на примере смоделированного разлива нефти. Конкретизирована актуальность работы, что дает нам право утверждать, что у ГИС в области экологии и природопользования огромные перспективы в развитии и использовании, и ,на фоне всемирной экологической обстановке, обязательно будут появляться новые проекты которые заинтересуют как и государственную власть, так и частных предпринимателей.
Подобные работы
- Экологическое состояние Невской губы Финского залива
Бакалаврская работа, природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4600 р. Год сдачи: 2024 - Наилучшие доступные технологии и их применение в качестве инструмента обеспечения экологической безопасности вод Финского залива
Бакалаврская работа, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4700 р. Год сдачи: 2019 - Мониторинг нарушенных земель Ленинградской области на основе данных дистанционного зондирования и географических информационных систем
Дипломные работы, ВКР, геодезия. Язык работы: Русский. Цена: 4270 р. Год сдачи: 2023 - Мониторинг нарушенных земель Ленинградской области на основе данных
дистанционного зондирования и географических информационных систем
Дипломные работы, ВКР, картография. Язык работы: Русский. Цена: 4700 р. Год сдачи: 2023