Введение 3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ 7
1.1. Основные понятия экологического надзора и геоинформационных систем... 7
1.2 Применение и состав географических информационных систем 11
1.3. История создания ГИС-приложений 18
2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС-ПРИЛОЖЕНИЙ В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ НАДЗОРЕ 25
2.1. Система экологического надзора 25
2.2. Использование ГИС в вопросах экологического мониторинга 28
2.3. Роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях 32
2.4. Анализ и сравнение картографических основ для Гис-приложений 40
3. ОЦЕНКА И РАЗРАБОТКА ГИС-ПРИЛОЖЕНИЙ 43
3.1. ГИС-приложения в системе экологического мониторинга 43
3.2. Обоснование ГИС-приложения 48
3.3. Анализ и оценка ГИС-приложений по Республике Татарстан 54
3.4. Создание картографических материалов в ГИС системе 66
Заключение 73
Список литературы 76
ПРИЛОЖЕНИЯ
Охрана окружающей среды - одна из наиболее актуальных проблем современности. Научно-технический прогресс и усиление антропогенного воздействия на природу неизбежно приводят к обострению экологической ситуации.
В результате, истощаются запасы природных ресурсов, загрязняется окружающая среда, утрачивается естественная связь между человеком и экосистемой, теряются эстетические ценности, ухудшается физическое и нравственное здоровье людей, обостряется экономическая и политическая борьба за сырьевые рынки и жизненное пространство. Решить все эти многочисленные проблемы призван экологический надзор.
«Экологический надзор - это комплекс правовых мер, направленных на обеспечение рационального использования окружающей среды, а так же её защиту от неблагоприятных воздействий». Его содержание объединяет такие категории, как оценка качества окружающей среды, экологический мониторинг и экспертиза.
Экологический контроль направлен на минимизацию ущерба окружающей среде от накопленных отходов хозяйственной и иной деятельности. Кроме того, экологический контроль направлен на организацию рационального использования природных ресурсов и повышение эффективности природоохранных мероприятий. «Основной задачей экологического контроля является выявление любых изменений качества окружающей среды и поддержание их на установленном уровне». Качество окружающей среды измеряется с использованием научно обоснованных показателей, определенных в национальных стандартах для различных видов природных ресурсов, природных объектов и комплексов.
«Параллельно с развитием мониторинга окружающей среды в России в течение нескольких десятилетий ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области геоинформатики. Основными инструментами
для решения проблем являются географические информационные системы (ГИС)». «Эти системы предназначены для работы с большими объемами пространственных данных и решения проблем сбора, хранения, просмотра и анализа этих данных» Сегодня ГИС широко используется в различных областях деятельности и может играть важную роль в системе мониторинга и мониторинга окружающей среды.
Таким образом, одной из сфер применения ГИС — это экология и надзор за её состоянием. Она позволяет собирать и управлять данными по охраняемым территориям.
«Следующим важным этапом развития ГИС является переход к мобильному картографированию, с помощью мобильных приложений» В наше время практически у всех есть мобильные телефоны, это может позволить задействовать огромное количество людей в общественном надзоре экологической обстановки. Именно ГИС позволяет это реализовать. Сегодня формируется класс экологических приложений ГИС, представляющий собой одну из областей предметного приложения геоинформационных систем с характерными именно для нее задачами.
В работе рассмотрены проблемы экологического надзора и возможности ГИС-приложений в этой сфере деятельности, методы и подходы разработки приложений.
Экологические проблемы требуют быстрых и правильных действий, эффективность которых напрямую связана с оперативностью обработки и представления информации. На повестке дня остро обсуждаются проблемы загрязнения окружающей среды, за последний год на улицах города Казань были проведены масштабные мероприятия по улучшению экологической обстановки. Вместе с тем, развиваются и современные методы эко-мониторинга и борьбы с загрязнением. Именно в этом и заключается актуальность данной работы.
При комплексном подходе, который характерен для экологии, приходится опираться на обобщающие характеристики окружающей среды, из-за чего, объемы даже минимально достаточной исходной информации должны быть большими, легкодоступными, а также систематизированы в соответствии с потребностями. Эту информацию можно получать в результате мониторинга. В ходе экологического наблюдения осуществляется сбор и совместная обработка данных, которые относятся к различным природным средам, моделирование и анализ экологических процессов и тенденций их развития, а также использование данных при принятии решений по управлению качеством окружающей среды.
Цель данной работы - выявление специфики подходов и методов использования ГИС-систем в области экологического надзора на основе разработки макета нового ГИС-приложения в области экологического мониторинга.
Для достижения поставленной цели, были поставлены следующие задачи:
- теоретический обзор существующих ГИС-систем;
- анализ и оценка ГИС-приложений в сфере экологического надзора;
- дать обоснование созданию мобильного ГИС-приложения в современных условиях;
- создать макет приложения посредством web-сайта с использованием ГИС- порталов;
Предмет исследования - подходы и методы в разработке ГИС-приложений в области экологического надзора.
Объект исследования - система экологического надзора по г.Казань.
В процессе написания выпускной квалификационной работы были применены методы анализа литературы, сравнения, геоинформационный метод, классификации.
Данная работа состоит из: введения, трех глав, заключения, списка литературы, который насчитывает 40 источников и двух приложений.
Введение раскрывает актуальность, определяет объект, предмет, цель, задачи и методы исследования. В первой главе рассматривается теоретические аспекты тематики работы и теория применения основных инструментов ГИС- анализа. Вторая глава посвящена описанию использованию ГИС в экологическом мониторинге, также в ней описаны роль и место ГИС в природоохранных мероприятиях. Третья глава посвящена анализу и оценке ГИС-приложений в сфере экологического мониторинга по Республике Татарстан, а так же описана разработка макета ГИС-приложения. В заключении подводятся итоги исследования, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
Экологические проблемы требуют быстрых и безошибочных решений, эффективность которых напрямую зависит от оперативности обработки и представления информации. Экологический контроль направлен на минимизацию ущерба окружающей среде от накопленных отходов хозяйственной и иной деятельности. Кроме того, экологический контроль направлен на организацию рационального использования природных ресурсов и повышение эффективности природоохранных мероприятий.
Сегодня ГИС-технологии широко используется в различных областях науки и экология не является исключением. Ни один отчет о состоянии какого-либо объекта не обходится без использования картографических материалов. Эти системы предназначены для работы с большими объемами пространственных данных и решения проблем сбора, хранения, просмотра и анализа этих данных. Таким образом, одной из сфер применения ГИС — это экология и надзор за её состоянием. Она позволяет собирать и управлять данными по охраняемым территориям.
Цель данной работы раскрыта: выявлена специфика подходов и методов использования ГИС-систем в области экологического надзора на основе разработки макета нового ГИС-приложения в области экологического мониторинга
Результатом работы помимо анализа выступает так же макет для разработки нового ГИС-приложения в области экологического надзора «Чистая Казань» на платформе http://clean-kazan.mcdir.ru/. Данное приложение в последующем может быть использовано компанией ООО «ТПК-стимул», представляющая проект «Чистая Среда» по городу Казань, что так же подчёркивает актуальность и необходимость его создания.
Автором был проведен анализ существующих ГИС-приложений в сфере экологического надзора по Республике Татарстан, выявлены их достоинства и недостатки. Для удобства визуализации, результаты анализа представлены в
таблице. В основном у всех, предложенных на анализ приложений, один недостаток - это недостаточные возможности для редактирования и создания своих картографических материалов. В данных ГИС-приложениях отсутствует широкая функциональность, в основном информацию можно дополнить, но лишь через предложенные формы ответа.
На основе проведённого анализа был создан макет для разработки ГИС- приложения с учтёнными коррективами рассматриваемых в работе приложений. На данный момент макет работает в тестовом режиме в виде адаптированного веб-сайта. Весь функционал, который представлен для будущего приложения, выполняется посредством гиперссылок. За основу ГИС, как и в других приложениях по Республике Татарстан, была взята готовая база «Яндекс.Карты». В процессе работы была создана база данных, которая представлена в приложении в виде табицы. Она содержит в себе информацию пунктах сбора вторсырья: наименование, сортировка по виду вторсырья, адрес, контактная информация, координаты x/y. На начало исследования было определено 34 пункта сбора, а при анализе достоверности информации было установлено всего 21 пункт.
В процессе исследования компания «ТПК-Стимул», курирующая проект «Чистая Среда», предоставили актуальные данные по сбору вторсырья в четырех пунктах обычными горожанами, данные по сбору юридическими лицами и компаниями не учитывались. Была составлена карта «Структура сдаваемого вторсырья». За 2018 год было собрано (отсортировано) большое количество отходов, которые точно не попадут на полигоны ТБО, а будут переработаны в новое сырьё. Что напрямую имеет отношение к проблеме экологического мониторинга. Самый популярный вид сдаваемого вторсырья, как оказался картон (6520,8 кг в месяц). Именно столько в среднем в месяц было сдано в пункты приёма обычными горожанами. Жители города Казань заинтересованы в сборе вторсырья, что наглядно показывают цифры по количеству сдаваемых отходов. Именно поэтому автор представил макет для разработки ГИС- приложение с поиском пунктов сбора вторсырья для последующего его внедрения в «новую дополненную» систему мониторинга.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
