Тема: Дистанционные методы экологического мониторинга

Одним из наиболее многообещающих направлений, развиваемых в Российском государственном гидрометеорологическом университете, является геопространственное моделирование. Исключительную актуальность оно приобретает в связи со строительством «Северного потока», а также вводом в эксплуатацию новых портовых и нефтеналивных сооружений. Мониторинг, выявление и ликвидация возможных техногенных катастроф неосуществимы без развития инновационных технологий в области геоинформатики и организации геоинформационных систем (ГИС). Подобные системы позволяют проводить комплексный анализ состояния вод, в который входят: оперативное наблюдение за течениями, волнами, изменениями в морфологической структуре прибрежной зоны, качеством воды и переносом загрязнений, а также возможностью выявления антропогенных катастроф и подводного терроризма[16, с. 134 - 135].
В предоставлении данной информации на современном этапе возрастает роль аэрокосмических средств. Это обусловлено оперативностью получения с помощью их метрической и смысловой информации об изучаемой территории, беспристрастностью и документальностью этой информации, возможностью регулярных наблюдений за изменениями, происходящими на изучаемой территории, а также снижением затрат на проведение съемок и получением необходимой информации.
Аэро- и космические средства, и методы получения информации о местности, объектах и процессах в значительной мере восполняют недостатки контактного способа сбора информации, а в некоторых случаях полностью заменяют его. Некоторые задачи, особенно поискового (разведывательного) характера, можно решить только с помощью аэро- и космических съемок.
Актуальность исследований обоснована рассмотрением вопроса об использовании материалов аэрокосмических съемок в целях мониторинга Черного и Азовского морей.
Объектом исследования являются геоинформационные системы.
Предмет исследования: дистанционное зондирование при мониторинге Черного и Азовского морей.
Целью данной работы является формирование оптимальных условий информационных материалов по дистанционному зондированию для решения задач мониторинга Черного и Азовского морей.
Для реализации поставленной цели решаются следующие задачи:
- рассмотреть сущность и задачи мониторинга Черного и Азовского морей;
- оценить современные системы дистанционного зондирования;
- провести анализ технических характеристик космических и авиационных съемочных систем, и области их применения;
- проанализировать возможности применения аэрокосмических средств и методов получения информации в целях мониторинга Черного и Азовского морей.
Структура работы. Работа состоит из введения, заключения, трех глав, списка использованной литературы. В первой главе описаны современные системы дистанционных методов экологического мониторинга. Во второй главе дана оценка дистанционного мониторинга Российского сектора Черного и Азовского морей. В третьей главе описаны современные концепции дистанционного мониторинга окружающей среды
Информационно методическим обеспечением исследований являлся анализ научной литературы, нормативно - правовых актов РФ, Федеральных законов, Постановления Правительства Российской Федерации, исследования специалистов по дистанционному зондированию. Основную базу исследования составили материалы периодической печати, публикации по данному вопросу.
Выпускная квалификационная работа выполнена на 56 страницах. В тексте содержится 1 таблица, 8 рисунков.

Купить

В данной выпускной квалификационной работе был проведен анализ использования дистанционного зондирования в мониторинге окружающей среды.
Использование дистанционного зондирования позволяет получать актуальную, полную и достоверную информацию о состоянии природной среды и хозяйственной деятельности на любой удаленной территории.
Фактические области применения космических и авиационных систем наблюдения в мониторинге являются:
- контроль за восстановлением нарушенных природных ландшафтов в результате их промышленного использования;
- изменение территорий, занимаемых городами, поселками, промзонами, их состояние;
- экологический мониторинг, выявление зон экологических нарушений (загрязнение почвы, атмосферы, водоемов);
- мониторинг отдельных объектов городской инфраструктуры (дорог, мостов, промышленных объектов);
- выявление объектов утилизации отходов производства и потребления;
- градостроительство, строительство, транспорт, ЖКХ;
- кадастровые работы.
Проанализировав состав проблемы дистанционного зондирования объектов населенных пунктов, можно выделить следующие основные области применения информации дистанционного зондирования и кратко сформулировать их особенности:
- экологический мониторинг распространения загрязнения во всех трех основных природных зонах (атмосфера, поверхность земли, водная среда), развитие эрозии и других процессов деградации природной среды; выявление факта и целенаправленная локализация крупных промышленных и других источников загрязнения окружающей среды; мониторинг крупнейших кластеров промышленных предприятий;
- мониторинг чрезвычайных ситуаций, включая оценку степени и характера разрушений; прогнозирование землетрясений и других разрушительных природных явлений; предупреждение о цунами, наводнениях, оползнях, химическом и другом загрязнении территории, лесных пожарах, крупных разливах нефти и т.д.;
- создание и обновление широкого спектра общегеографических и тематических картографических материалов (топографические карты, карты в цифровом виде, ГИС различного назначения);
- информационная поддержка мероприятий по землеустройству, прокладке автомобильных дорог, строительству промышленных объектов и градостроительству, подготовке инвентаризаций.
В ходе исследования выявлено, что информация удаленного мониторинга, полученная в интересах решения вышеуказанных задач, должна отвечать ряду требований к ее параметрам, основными из которых являются следующие:
- пространственное разрешение (то есть разрешение),
- радиометрическое разрешение (характеризует количество градаций яркости на спутниковых изображениях или чувствительность устройств дистанционного зондирования),
- количество спектральных каналов или спектральное разрешение,
- частота просмотра (перерывы между повторениями наблюдений на одних и тех же участках),
- область захвата полос.
Результаты, полученные в ходе выполнения работы, позволяют сформулировать следующие основные выводы.
1. На основе спутникового мониторинга российского сектора Черного и Азовского морей, проведенного в апреле-октябре 2015 года, выявлены основные признаки загрязнения морской среды, в том числе содержание взвесей, обводнение, наличие пленок нефтепродуктов и органических веществ биогенного происхождения, не выявлено. Оценка влияния динамических структур в прибрежной зоне моря на пространственно¬временное распределение основных параметров загрязнения морской среды, а также их вклад в механизмы очистки и самоочищения вод.
2. Ежегодный спутниковый мониторинг обеспечивает накопление гидрологических и метеорологических данных, необходимых для выяснения и детализации типичных ситуаций динамики воды, которые определяют характеристики притока и перераспределения загрязнений в прибрежных зонах Азовского и Черного морей. Мониторинг текущего года позволил получить новые данные об элементах циркуляции воды, ответственных за перенос загрязнений и влияющих на процессы самоочищения воды. Выявленные закономерности распределения загрязнения способствуют получению более достоверных оценок существующей экологической ситуации, в том числе прогнозированию динамики распространения загрязнения на основе знания ключевых факторов, их определяющих.
3. Спутниковый мониторинг в 2015 году подтвердил, что специфика внутримассового загрязнения вод прибрежной зоны Черного моря во многом зависит от воздействия на морскую среду гидрометеорологических процессов, характеризующихся широким разнообразием форм, масштабов и времени существования. Чтобы понять эту специфику, необходимо постоянно отслеживать все эти воздействия на морскую среду, что возможно только посредством регулярных спутниковых наблюдений.
4. В дополнение к спутниковому мониторингу гидрометеорологическая ситуация была проанализирована с использованием данных из сети прибрежных метеорологических станций и гидрологических постов на реках. Сравнение наземных данных с данными дистанционного зондирования из космоса позволяет проверять последние, а также своевременно выявлять опасные погодные явления, влияющие на экологическую ситуацию в прибрежной зоне.
5. Учитывая значимость и важность полученных результатов, а также принимая во внимание зарубежный опыт приоритетного развития спутниковых наблюдений за загрязнением морской среды, работа по спутниковому мониторингу российского сектора Черного и Азовского морей требует дальнейшего продолжения.
Купить