Введение 4
1 Объект исследования - атмосферный воздух города Красноярска 5
1.1 Красноярск - промышленный центр Сибири 5
1.2 Особенности рельефа Красноярска 9
1.3 Особенности розы ветров Красноярска 12
1.4 Обзор методов исследования 15
1.4.1 Тематическое картографирование 15
1.4.2 Построение статистических карт 16
1.4.3 Классификация 17
1.4.4 Алгебра карт 20
1.4.5 3Б-моделирование 22
1.5 Обзор программного обеспечения 25
1.6 Обзор исходных данных 29
2 Системы мониторинга атмосферного воздуха 32
2.1 Системы мониторинга атмосферного воздуха в мире 32
2.2 Система мониторинга атмосферного воздуха в России 36
2.3 Системы мониторинга атмосферного воздуха в Красноярске 38
3 Подготовка геоданных к анализу 41
3.1 Сбор данных 41
3.2 Геокодирование 42
3.3 Формализация геоданных 43
3.4 Фильтрация геоданных 44
3.5 Расчет абсолютной и относительной высоты труб 44
3.6 ЭЭ-моделирование для визуализации геоданных 44
4 Геоинформационный анализ загрязнения атмосферного воздуха 47
4.1 Построение карт загрязнения по различным веществам 47
4.2 Построение тематических карт по метеорологическим условиям
(температурные карты и карты розы ветров) 50
4.3 Анализ влияния рельефа на распространение загрязнений в атмосферном
воздухе 53
Заключение 58
Список использованных источников 59
Приложение A Тематические карты 62
Тема магистерской диссертации - «Геоинформационный анализ распространения загрязнений в атмосферном воздухе города Красноярска».
Целью исследовательской работы является изучение влияния природноклиматических факторов на перераспределение загрязнений в приземном слое атмосферного воздуха города Красноярска.
Результатом работы является серия тематических карт, отражающих особенности рельефа, влияние рельефа на распространение загрязнений, температуру воздуха, розу ветров города Красноярска.
В Красноярске концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе превышает нормы в разы и с каждым годом она увеличивается. Информация о фоновых концентрациях веществ в атмосфере публикуется во многих открытых источниках. Так, по данным Росстата, в конце 2016 года краевой центр занимал 14 место в рейтинге самых грязных городов страны, а 5 февраля 2018 года вообще оказался на первом месте по уровню загрязнения атмосферы. Общий годовой объем выбросов за 2016 год в атмосферу Красноярска составил 127,3 тысяч тонн. Ежедневно проводятся проверки промышленных предприятий, выписываются штрафы. Предельно допустимые концентрации ядов превышены во всех районах города.
Информация, собранная на стационарных, автоматизированных постах наблюдений показывает уровень загрязнения только в отдельных точках и не может дать адекватной картины состояния воздуха на остальной территории города.
Актуальность проблемы связана с проблемами чистоты атмосферного воздуха. Антропогенные загрязнения атмосферы, в отличие от природных, концентрируются на сравнительно небольших участках земной поверхности (в промышленных районах, городских агломерациях).
Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой, сложившейся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Результаты экологических исследований, как в России, так и за рубежом, однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы - самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду.
В результате выполнения магистерской диссертации был проведен геоинформационный анализ распространения загрязнений в приземной атмосфере города Красноярска, были изучены природно-климатические факторы, влияющие на распространение загрязнений в атмосфере города Красноярска, проведен обзор предметной области, изучены регламентирующие документы в области экологии.
В результате проведенного исследования были разработаны шаблоны тематических карт для мониторинга загрязнения атмосферы. Построены тематические карты, отражающие особенности рельефа и климата города Красноярска, загрязнение приземного слоя атмосферного воздуха. Также была разработана обзорная карта по данным проекта «Open Street Map», построена трехмерная модель города.
Результаты были опубликованы на конференции «Проспект Свободный 2018» тема доклада «Исследование процессов атмосферного загрязнения города Красноярска на основе гидродинамических моделей и данных наблюдений».
