ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ТАЕЖНЫХ ЛАНДШАФТОВ В ЦЕЛЯХ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНАХ
|
АННОТАЦИЯ 3
Введение 4
1. Природные условия таёжной зоны Западно-Сибирской равнины 7
1.1. Географическое положение 7
1.2. Геологическое строение 9
1.3. Рельеф 12
1.4. Климат 14
1.5. Поверхностные воды 16
1.6. Почвы 18
1.7. Растительность 21
1.8. Животный мир 28
2. Методика геоинформационного картографирования таёжных ландшафтов в
нефтедобывающих районах 32
2.1. Теоретические аспекты геоинформационного картографирования ландшафтов 32
2.2. Работа с картографическими источниками 35
2.3. Работа с данными дистанционного зондирования 36
2.4. Построение цифровой модели рельефа (ЦМР) 39
2.5. Создание ландшафтной базы геоданных 42
3. Пространственный анализ ландшафтов в ГИС в целях оптимизации
природопользования в нефтедобывающих районах 52
3.1 Особенности техногенного воздействия предприятий нефтедобывающего комплекса на таёжные ландшафты 52
3.1.1 Влияние на рельеф 53
3.1.2 Влияние на атмосферный воздух 54
3.1.3 Влияние на водные объекты 55
3.1.4 Влияние на почвы и растительность 57
3.1.5 Влияние на животный мир 59
3.2. Оценка функций, ценности и устойчивости ландшафтов к механическим
воздействиям 60
3.3. Морфометрический анализ ландшафтов на основе цифровой модели рельефа
(ЦМР) 72
3.4. Оценка эрозионной устойчивости ландшафтов 83
Заключение 90
Список использованной литературы 91
Введение 4
1. Природные условия таёжной зоны Западно-Сибирской равнины 7
1.1. Географическое положение 7
1.2. Геологическое строение 9
1.3. Рельеф 12
1.4. Климат 14
1.5. Поверхностные воды 16
1.6. Почвы 18
1.7. Растительность 21
1.8. Животный мир 28
2. Методика геоинформационного картографирования таёжных ландшафтов в
нефтедобывающих районах 32
2.1. Теоретические аспекты геоинформационного картографирования ландшафтов 32
2.2. Работа с картографическими источниками 35
2.3. Работа с данными дистанционного зондирования 36
2.4. Построение цифровой модели рельефа (ЦМР) 39
2.5. Создание ландшафтной базы геоданных 42
3. Пространственный анализ ландшафтов в ГИС в целях оптимизации
природопользования в нефтедобывающих районах 52
3.1 Особенности техногенного воздействия предприятий нефтедобывающего комплекса на таёжные ландшафты 52
3.1.1 Влияние на рельеф 53
3.1.2 Влияние на атмосферный воздух 54
3.1.3 Влияние на водные объекты 55
3.1.4 Влияние на почвы и растительность 57
3.1.5 Влияние на животный мир 59
3.2. Оценка функций, ценности и устойчивости ландшафтов к механическим
воздействиям 60
3.3. Морфометрический анализ ландшафтов на основе цифровой модели рельефа
(ЦМР) 72
3.4. Оценка эрозионной устойчивости ландшафтов 83
Заключение 90
Список использованной литературы 91
Актуальность. Западная Сибирь прочно удерживает первенство среди российских регионов по добыче нефти и газа. Создан мощный комплекс по добыче и транспортировке нефти. К настоящему времени добыто сотни миллионов тонн нефти, обогатились десятки нефтяных компаний. Оставаясь сырьевой базой энергетического комплекса, природные ресурсы Сибири истощаются, разрушаются и не восстанавливаются. С увеличением антропогенной нагрузки становятся актуальными вопросы оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах.
Цель и задачи исследования. Целью исследования является анализ таёжных ландшафтов методами геоинформационного картографирования для оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
- собрать и обработать литературные и фондовые источники на исследуемые районы;
- рассмотреть природные условия таёжной зоны Западно-Сибирской равнины;
- проанализировать воздействие нефтедобывающего комплекса, как на компоненты ландшафтной среды, так и на геосистемы в целом;
- создать единую базу геоданных (БГД) на районы исследований;
- провести геоинформационнное картографирование ландшафтов на уровне типов местностей и урочищ на территории нефтяных месторождений: Южно-Балыкского (Ханты-Мансийский АО), Средне-Балыкского (Ханты-Мансийский АО), Крапивинского (Томская область), Лугинецкого (Томская область), Северо-Калинового (Томская область), Ясного (Томская область).
- построить цифровые модели рельефа на исследуемые территории и на их основе создать серию тематических карт морфометрических показателей;
- провести пространственный анализ ландшафтов в ГИС в целях оценки устойчивости к техногенному воздействию и поиска путей оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются таёжные геосистемы территорий нефтяных месторождений (Крапивинского, Южно-Балыкского, Средне-Балыкского, Лугинецкого, Северо-Калинового, Ясного).
Предмет исследования - ландшафтная структура территорий и оценка устойчивости ландшафтов к техногенному воздействию в целях оптимизации природопользования.
Теоретическая и методологическая основа исследования базируется на идеях и трудах В.В. Козина, Н.С. Евсеевой, В.В. Хромых, О.В. Хромых, А.А. Ерофеева, И.Р. Идрисова, А.В. Маршинина и др.
Информационная база исследования. Основной объём фактического материала получен автором при прохождении производственных практик в ООО «Томскнефтепроект» в 2015 г. и в ПАО «ТомскТИСИз» в 2017 г. При создании ГИС использовались топографические карты, геологическая карта четвертичных отложений масштаба 1: 500 000, почвенная карта на территорию Томской области масштаба 1: 1 000 000, материалы лесоустройства масштаба 1: 50 000, также данные дистанционного зондирования (ДДЗ): аэрофотоснимки на территорию Крапивинского нефтяного месторождения, космические снимки Landsat-7 2015 г. с пространственным разрешением 30 м, космические снимки QuickBird II 2014 г. с пространственным разрешением 2,5 м.
Методы исследования. В работе применялись методы комплексных физикогеографических исследований, включая дистанционные. При создании ГИС использовались математические методы моделирования, а для анализа - статистические методы. Широко применялись новейшие методы геоинформационного картографирования.
В качестве программного обеспечения использовались: программный комплекс MapInfo (Pitney Bowes Inc.) и полнофункциональный программный комплекс ArcGIS 10.3 (ESRI Inc.), ГИС-пакет для работы с ДДЗ ERDAS Imagine 8.7, программа для векторизации растровых изображений Easy Trace 8.3Pro (Easy Trace Group).
Научная новизна:
1. Созданы ГИС районов нефтяных месторождений (Крапивинского, Южно- Балыкского, Средне-Балыкского, Лугинецкого, Северо-Калинового, Ясного), включающие ЦМР, серию тематических карт морфометрических показателей, а также цифровые крупномасштабные карты ландшафтных систем ранга местностей и урочищ.
2. На основе ЦМР проведен морфометрический анализ ландшафтов и рассчитаны направления поверхностного стока.
3. Проанализирована эрозионная устойчивость ландшафтов и даны рекомендации по оптимизации природопользования.
Положения, выносимые на защиту:
1. Современный анализ ландшафтов в целях оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах должен базироваться на геоинформационном картографировании, позволяющем интегрировать различные картографические источники и ДДЗ в единой базе геоданных.
2. В основе оценки эрозионной устойчивости таёжных геосистем лежат такие методы геоинформационного картографирования как морфометрический анализ на основе ЦМР и геостатистика.
Практическая значимость. Материалы работы могут использоваться в проектных организациях при разработке документации экологического сопровождения инвестиционно-строительных проектов в нефтегазовом комплексе, для картографоинформационного обеспечения оценки воздействия на окружающую среду и комплексного экологического мониторинга.
Публикации работы. Основные положения работы опубликованы и доложены автором на IV Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы географии и геологии» в октябре 2017 года.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав и заключения. Основной текст изложен на 96 страницах и включает 9 таблиц, 29 рисунков. Список литературы содержит 66 источников.
Цель и задачи исследования. Целью исследования является анализ таёжных ландшафтов методами геоинформационного картографирования для оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
- собрать и обработать литературные и фондовые источники на исследуемые районы;
- рассмотреть природные условия таёжной зоны Западно-Сибирской равнины;
- проанализировать воздействие нефтедобывающего комплекса, как на компоненты ландшафтной среды, так и на геосистемы в целом;
- создать единую базу геоданных (БГД) на районы исследований;
- провести геоинформационнное картографирование ландшафтов на уровне типов местностей и урочищ на территории нефтяных месторождений: Южно-Балыкского (Ханты-Мансийский АО), Средне-Балыкского (Ханты-Мансийский АО), Крапивинского (Томская область), Лугинецкого (Томская область), Северо-Калинового (Томская область), Ясного (Томская область).
- построить цифровые модели рельефа на исследуемые территории и на их основе создать серию тематических карт морфометрических показателей;
- провести пространственный анализ ландшафтов в ГИС в целях оценки устойчивости к техногенному воздействию и поиска путей оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются таёжные геосистемы территорий нефтяных месторождений (Крапивинского, Южно-Балыкского, Средне-Балыкского, Лугинецкого, Северо-Калинового, Ясного).
Предмет исследования - ландшафтная структура территорий и оценка устойчивости ландшафтов к техногенному воздействию в целях оптимизации природопользования.
Теоретическая и методологическая основа исследования базируется на идеях и трудах В.В. Козина, Н.С. Евсеевой, В.В. Хромых, О.В. Хромых, А.А. Ерофеева, И.Р. Идрисова, А.В. Маршинина и др.
Информационная база исследования. Основной объём фактического материала получен автором при прохождении производственных практик в ООО «Томскнефтепроект» в 2015 г. и в ПАО «ТомскТИСИз» в 2017 г. При создании ГИС использовались топографические карты, геологическая карта четвертичных отложений масштаба 1: 500 000, почвенная карта на территорию Томской области масштаба 1: 1 000 000, материалы лесоустройства масштаба 1: 50 000, также данные дистанционного зондирования (ДДЗ): аэрофотоснимки на территорию Крапивинского нефтяного месторождения, космические снимки Landsat-7 2015 г. с пространственным разрешением 30 м, космические снимки QuickBird II 2014 г. с пространственным разрешением 2,5 м.
Методы исследования. В работе применялись методы комплексных физикогеографических исследований, включая дистанционные. При создании ГИС использовались математические методы моделирования, а для анализа - статистические методы. Широко применялись новейшие методы геоинформационного картографирования.
В качестве программного обеспечения использовались: программный комплекс MapInfo (Pitney Bowes Inc.) и полнофункциональный программный комплекс ArcGIS 10.3 (ESRI Inc.), ГИС-пакет для работы с ДДЗ ERDAS Imagine 8.7, программа для векторизации растровых изображений Easy Trace 8.3Pro (Easy Trace Group).
Научная новизна:
1. Созданы ГИС районов нефтяных месторождений (Крапивинского, Южно- Балыкского, Средне-Балыкского, Лугинецкого, Северо-Калинового, Ясного), включающие ЦМР, серию тематических карт морфометрических показателей, а также цифровые крупномасштабные карты ландшафтных систем ранга местностей и урочищ.
2. На основе ЦМР проведен морфометрический анализ ландшафтов и рассчитаны направления поверхностного стока.
3. Проанализирована эрозионная устойчивость ландшафтов и даны рекомендации по оптимизации природопользования.
Положения, выносимые на защиту:
1. Современный анализ ландшафтов в целях оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах должен базироваться на геоинформационном картографировании, позволяющем интегрировать различные картографические источники и ДДЗ в единой базе геоданных.
2. В основе оценки эрозионной устойчивости таёжных геосистем лежат такие методы геоинформационного картографирования как морфометрический анализ на основе ЦМР и геостатистика.
Практическая значимость. Материалы работы могут использоваться в проектных организациях при разработке документации экологического сопровождения инвестиционно-строительных проектов в нефтегазовом комплексе, для картографоинформационного обеспечения оценки воздействия на окружающую среду и комплексного экологического мониторинга.
Публикации работы. Основные положения работы опубликованы и доложены автором на IV Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы географии и геологии» в октябре 2017 года.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав и заключения. Основной текст изложен на 96 страницах и включает 9 таблиц, 29 рисунков. Список литературы содержит 66 источников.
В ходе работы был проведен анализ таёжных ландшафтов методами геоинформационного картографирования для оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах.
Были решены следующие задачи:
• собраны и обработаны литературные и фондовые источники на исследуемые районы;
• рассмотрены природные условия таёжной зоны Западно-Сибирской равнины;
• проанализировано воздействие нефтедобывающего комплекса, как на компоненты ландшафтной среды, так и на геосистемы в целом;
• созданы единые базы геоданных (БГД) на районы исследований;
• проведено геоинформационнное картографирование ландшафтов на уровне типов
местностей и урочищ на территории нефтяных месторождений: Южно-Балыкского (Ханты-Мансийский АО), Средне-Балыкского (Ханты-Мансийский АО),
Крапивинского (Томская область), Лугинецкого (Томская область), СевероКалинового (Томская область), Ясного (Томская область).
• построены цифровые модели рельефа на исследуемые территории и на их основе создана серия тематических карт морфометрических показателей;
• проведен пространственный анализ ландшафтов в ГИС в целях оценки устойчивости к техногенному воздействию и поиска путей оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах.
При дифференциации урочищ наряду с особенностями мезорельефа большое значение придавалось различиям в характере растительного и почвенного покрова.
В итоге представлены ландшафтные карты на уровне типов местностей и урочищ. Проанализировано техногенное воздействие на данные территории, построены тематические карты, на основе ЦМР территории Крапивинского нефтяного месторождения.
Дана оценка функций и ценности ландшафтов Крапивинского нефтяного месторождения к техногенному воздействию.
Определена устойчивость геосистем территорий Крапивинского и Южно_Балыкского месторождений. На исследуемых территориях преобладают среднеустойчивые ландшафты.
Были решены следующие задачи:
• собраны и обработаны литературные и фондовые источники на исследуемые районы;
• рассмотрены природные условия таёжной зоны Западно-Сибирской равнины;
• проанализировано воздействие нефтедобывающего комплекса, как на компоненты ландшафтной среды, так и на геосистемы в целом;
• созданы единые базы геоданных (БГД) на районы исследований;
• проведено геоинформационнное картографирование ландшафтов на уровне типов
местностей и урочищ на территории нефтяных месторождений: Южно-Балыкского (Ханты-Мансийский АО), Средне-Балыкского (Ханты-Мансийский АО),
Крапивинского (Томская область), Лугинецкого (Томская область), СевероКалинового (Томская область), Ясного (Томская область).
• построены цифровые модели рельефа на исследуемые территории и на их основе создана серия тематических карт морфометрических показателей;
• проведен пространственный анализ ландшафтов в ГИС в целях оценки устойчивости к техногенному воздействию и поиска путей оптимизации природопользования в нефтедобывающих районах.
При дифференциации урочищ наряду с особенностями мезорельефа большое значение придавалось различиям в характере растительного и почвенного покрова.
В итоге представлены ландшафтные карты на уровне типов местностей и урочищ. Проанализировано техногенное воздействие на данные территории, построены тематические карты, на основе ЦМР территории Крапивинского нефтяного месторождения.
Дана оценка функций и ценности ландшафтов Крапивинского нефтяного месторождения к техногенному воздействию.
Определена устойчивость геосистем территорий Крапивинского и Южно_Балыкского месторождений. На исследуемых территориях преобладают среднеустойчивые ландшафты.
