Помощь студентам в учебе
АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ЛЕДОВОЙ ОБСТАНОВКИ В РОССИЙСКОЙ АРКТИКЕ В ПРЕДЕЛАХ ГРАНИЦ СЕВЕРНОГО МОРСКОГО ПУТИ
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1. АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ СЪЕМКА И КЛАССИФИКАЦИЯ КОСМИЧЕСКИХ
СНИМКОВ 6
1.1 Аэрокосмическая съемка и ее виды 6
1.2 Съемочные системы 17
1.3 Классификация космических снимков 24
1.4 Физико-географическая характеристика Российской Арктики 27
1.5 Северный морской путь 33
2. ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ЕГО ОБРАБОТКИ 39
2.1 Исходные данные 39
2.2 Используемое программное обеспечение 44
2.3 Методика исследования 47
3. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ КРОМКИ ЛЬДА В РУССКОЙ
АРКТИКИ 57
3.1 Анализ состояния ледового покрова на 2018 по опубликованным
материалам 57
3.2 Изменение площади ледяного покрова 2000 и 2018 гг 61
3.3 Влияние изменения ледового покрова на экономическое состояние
Северного морского пути 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
1. АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ СЪЕМКА И КЛАССИФИКАЦИЯ КОСМИЧЕСКИХ
СНИМКОВ 6
1.1 Аэрокосмическая съемка и ее виды 6
1.2 Съемочные системы 17
1.3 Классификация космических снимков 24
1.4 Физико-географическая характеристика Российской Арктики 27
1.5 Северный морской путь 33
2. ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ЕГО ОБРАБОТКИ 39
2.1 Исходные данные 39
2.2 Используемое программное обеспечение 44
2.3 Методика исследования 47
3. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ КРОМКИ ЛЬДА В РУССКОЙ
АРКТИКИ 57
3.1 Анализ состояния ледового покрова на 2018 по опубликованным
материалам 57
3.2 Изменение площади ледяного покрова 2000 и 2018 гг 61
3.3 Влияние изменения ледового покрова на экономическое состояние
Северного морского пути 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
Для картографии и вообще для анализа изменений земной поверхности невозможно обойтись без космических снимков, они являются самым оперативным средством для решения этих задач. Космическая съемка дает возможность работы с территориями недоступных для человека.
Интерес к территории Российской Арктики растет с каждым годом. Это объясняется тем, что данная территория богата полезными ископаемыми особенно в пределах границ Российского суверенитета и данный регион обеспечивает свыше 10% национального дохода и на ее долю приходится порядка 22% экспорта России. Уменьшения площади распространения льдов напрямую связаны с изменениями климата. Вследствие этого наблюдается увеличение числа навигационных дней для судов, что, в свою очередь, дает весомый толчок для экономического развития данной территории и в целом Северного морского пути. Однако такое изменения может повлечь за собой и негативные последствия. В первую очередь, здесь подразумевается снижение популяции белых медведей, а также другие глобальные экологические проблемы, пагубно влияющие как на данный регион, так и на планету в целом.
Для отслеживания изменений земной поверхности (в рамках картографии и ее анализа) необходимы космические снимки, так как именно они являются самым оперативным средством для решения этих задач. В особенностях труднодоступности территории Российского сектора Арктики, а также тяжелых условий деятельности в ее пределах, дистанционные методы приобрели все большое значение. Методы, относящиеся к оптико-электронным, дают лишь видимые характеристики, а пассивные микроволновые радиометры дают более сложные характеристики льда. К таковым относится, например: положение кромки льда, толщина и т.д.
Актуальность работы заключается в оценке распространения площади льда для экологических изменений и экономических исследований.
Цель исследования - с использованием аэрокосмических методов выявить изменения ледовой обстановки в пределах Северного морского пути. Задачи исследования:
- раскрыть понятия аэрокосмической съемки и ее виды;
- обозначить применяемые съемочные системы;
- охарактеризовать условия Северного морского пути;
- сделать анализ состояния ледового покрова на сегодняшний день;
- рассмотреть изменения площади ледового покрова за 2000 и 2018 года;
- оценить экономические условия для развития Северного морского пути. Объект исследования - Русская Арктика в пределах границ Северного морского пути.
Предмет исследования - аэрокосмические методы изучения распространения площади льда.
Методы исследования. Для исследования и решения задач, поставленных в работе, использовались общенаучные методы (анализ, синтез и т.д.), аэрокосмические методы (дешифрирование, создание карт).
Структура работы. Работа состоит из оглавления, введения, трех глав, одиннадцати параграфов, заключения, списка литературы.
Введение раскрывает актуальность, определяет объект, предмет, цель, задачи и методы исследования.
В первой главе раскрываются понятия космической съемки, даются их классификации, описывается характеристики территории Российской Арктики и Северного морского пути.
Вторая глава посвящается описанию исходных данных для составления картографических материалов, используемого программного обеспечения и методики работы с исходными данными.
Третья глава посвящена описанию ледовой обстановки в Российской Арктике и анализу составленных материалов, рассмотрению влияния изменения ледовой обстановки на экономику Северного морского пути.
В заключении подводятся итоги, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
Интерес к территории Российской Арктики растет с каждым годом. Это объясняется тем, что данная территория богата полезными ископаемыми особенно в пределах границ Российского суверенитета и данный регион обеспечивает свыше 10% национального дохода и на ее долю приходится порядка 22% экспорта России. Уменьшения площади распространения льдов напрямую связаны с изменениями климата. Вследствие этого наблюдается увеличение числа навигационных дней для судов, что, в свою очередь, дает весомый толчок для экономического развития данной территории и в целом Северного морского пути. Однако такое изменения может повлечь за собой и негативные последствия. В первую очередь, здесь подразумевается снижение популяции белых медведей, а также другие глобальные экологические проблемы, пагубно влияющие как на данный регион, так и на планету в целом.
Для отслеживания изменений земной поверхности (в рамках картографии и ее анализа) необходимы космические снимки, так как именно они являются самым оперативным средством для решения этих задач. В особенностях труднодоступности территории Российского сектора Арктики, а также тяжелых условий деятельности в ее пределах, дистанционные методы приобрели все большое значение. Методы, относящиеся к оптико-электронным, дают лишь видимые характеристики, а пассивные микроволновые радиометры дают более сложные характеристики льда. К таковым относится, например: положение кромки льда, толщина и т.д.
Актуальность работы заключается в оценке распространения площади льда для экологических изменений и экономических исследований.
Цель исследования - с использованием аэрокосмических методов выявить изменения ледовой обстановки в пределах Северного морского пути. Задачи исследования:
- раскрыть понятия аэрокосмической съемки и ее виды;
- обозначить применяемые съемочные системы;
- охарактеризовать условия Северного морского пути;
- сделать анализ состояния ледового покрова на сегодняшний день;
- рассмотреть изменения площади ледового покрова за 2000 и 2018 года;
- оценить экономические условия для развития Северного морского пути. Объект исследования - Русская Арктика в пределах границ Северного морского пути.
Предмет исследования - аэрокосмические методы изучения распространения площади льда.
Методы исследования. Для исследования и решения задач, поставленных в работе, использовались общенаучные методы (анализ, синтез и т.д.), аэрокосмические методы (дешифрирование, создание карт).
Структура работы. Работа состоит из оглавления, введения, трех глав, одиннадцати параграфов, заключения, списка литературы.
Введение раскрывает актуальность, определяет объект, предмет, цель, задачи и методы исследования.
В первой главе раскрываются понятия космической съемки, даются их классификации, описывается характеристики территории Российской Арктики и Северного морского пути.
Вторая глава посвящается описанию исходных данных для составления картографических материалов, используемого программного обеспечения и методики работы с исходными данными.
Третья глава посвящена описанию ледовой обстановки в Российской Арктике и анализу составленных материалов, рассмотрению влияния изменения ледовой обстановки на экономику Северного морского пути.
В заключении подводятся итоги, формируются окончательные выводы по рассматриваемой теме.
Поставленная в данном исследовании главная цель - выявлено изменение экстента льда с 2000 по 2018 года - была достигнута.
1. При достижении данной цели были достигнуты следующие задачи: раскрыты понятия аэрокосмической съемки и ее виды;
2. обозначены применяемые съемочные системы; раскрыты понятия Русской Арктики и Северного морского пути;
3. сделаны анализы состояния ледового покрова на сегодняшний день; продемонстрированы изменения площади ледового покрова 2000 и 2018 гг.;
4. выявлены влияния изменения ледового покрова на экономическое состояние Северного морского пути.
Все эти задачи были успешно решены по мере выполнения работы.
В результате проведенной работы, анализа изученной информации можно сделать ряд выводов относительно изученного материала.
В данной работе были разобраны понятия космическая съемка, космические снимки. По каким критериям они классифицируются, какие бывают съемочные системы. Были раскрыты характеристики территорий Российской Арктики, обозначены границы и субъекты Российской Федерации входящие в состав данной региона. Даны понятия Северного морского пути, раскрыты влияние пути на арктическую территорию России.
Рассмотрены характеристики съемочных систем примененных в качестве исходных данных. Также описано методика работы с исходным материалом, а именно оцифровка растрового изображения для получения картографических материалов, для последующего анализа по исследуемой теме.
Были рассмотрены материалы с микроволновых датчиков SSM/I, SSMIS, по которым были сделаны карты экстента льда Российской Арктики в пределах границ Северного морского пути. Был создан ряд сравнительных карт изменения кромки льда 2000 и 2018 годов. Исходя из реалий современного мира, где нельзя переоценить важность ИКТ-технологий был проведен расчет изменения площади льда и анализ влиянии таких изменений на окружающую среду именно с помощью программного обеспечения ArcGIS. С помощью карт рассмотрены изменение цен в проводке ледокола судна, высчитаны цены и процент уменьшение стоимости в 2018 году по сравнению с 2000 годом.
Было выявлено что 2018 год начался с низких показателей площади распространения льда, максимум сезонного льда был достигнут в марте (обычно это достигается в феврале), площадь льда совпадает с изменениями показателей среднемесячных температур. Сезонный минимум наблюдался в сентябре, так как в июле, августе и сентябре наблюдались высокие температуры. А дальше следовал процесс замерзания, с резким увеличением в ноябре.
Сравнивая 2000 и 2018 гг. заметны значительные уменьшения площади льда в летне-осенний период (июль-ноябрь), до 25%. Изменения касаются и среднемесячных температур, наблюдаются увеличение температур в этот же период. Что дает возможность выявить прямую зависимость изменения площади льда с изменения в климате Российской Арктике и в целом планеты.
Влияние уменьшение распространения льда благоприятно сказывается на развитии Северного морского пути, а также в целом на развитие Российской Арктики. Уменьшение в среднем площади на 23% в летне-осенний период, уменьшает затраты на сопровождения судна ледоколом на 55%, давая тем самым новый толчок для развития Северного морского пути как для Российской экономики так и для иностранных инвесторов. Но пагубно влияет на экологическую составляющую данных территорий, приводит к уменьшению числа млекопитающих, а также увеличивается риск появления разных природных катаклизм таких как усиление скорости ветра, которые могут увеличить риск движение судов по Северному морскому пути. Также таяние ледников увеличивает количество выбрасываемого метана в атмосферу из дна морей и океанов.
Отмечаем, что цель выпускной квалифицированной работы достигнута, все сопутствующие задачи решены, проведен анализ полученных результатов и сделан ряд выводов.
1. При достижении данной цели были достигнуты следующие задачи: раскрыты понятия аэрокосмической съемки и ее виды;
2. обозначены применяемые съемочные системы; раскрыты понятия Русской Арктики и Северного морского пути;
3. сделаны анализы состояния ледового покрова на сегодняшний день; продемонстрированы изменения площади ледового покрова 2000 и 2018 гг.;
4. выявлены влияния изменения ледового покрова на экономическое состояние Северного морского пути.
Все эти задачи были успешно решены по мере выполнения работы.
В результате проведенной работы, анализа изученной информации можно сделать ряд выводов относительно изученного материала.
В данной работе были разобраны понятия космическая съемка, космические снимки. По каким критериям они классифицируются, какие бывают съемочные системы. Были раскрыты характеристики территорий Российской Арктики, обозначены границы и субъекты Российской Федерации входящие в состав данной региона. Даны понятия Северного морского пути, раскрыты влияние пути на арктическую территорию России.
Рассмотрены характеристики съемочных систем примененных в качестве исходных данных. Также описано методика работы с исходным материалом, а именно оцифровка растрового изображения для получения картографических материалов, для последующего анализа по исследуемой теме.
Были рассмотрены материалы с микроволновых датчиков SSM/I, SSMIS, по которым были сделаны карты экстента льда Российской Арктики в пределах границ Северного морского пути. Был создан ряд сравнительных карт изменения кромки льда 2000 и 2018 годов. Исходя из реалий современного мира, где нельзя переоценить важность ИКТ-технологий был проведен расчет изменения площади льда и анализ влиянии таких изменений на окружающую среду именно с помощью программного обеспечения ArcGIS. С помощью карт рассмотрены изменение цен в проводке ледокола судна, высчитаны цены и процент уменьшение стоимости в 2018 году по сравнению с 2000 годом.
Было выявлено что 2018 год начался с низких показателей площади распространения льда, максимум сезонного льда был достигнут в марте (обычно это достигается в феврале), площадь льда совпадает с изменениями показателей среднемесячных температур. Сезонный минимум наблюдался в сентябре, так как в июле, августе и сентябре наблюдались высокие температуры. А дальше следовал процесс замерзания, с резким увеличением в ноябре.
Сравнивая 2000 и 2018 гг. заметны значительные уменьшения площади льда в летне-осенний период (июль-ноябрь), до 25%. Изменения касаются и среднемесячных температур, наблюдаются увеличение температур в этот же период. Что дает возможность выявить прямую зависимость изменения площади льда с изменения в климате Российской Арктике и в целом планеты.
Влияние уменьшение распространения льда благоприятно сказывается на развитии Северного морского пути, а также в целом на развитие Российской Арктики. Уменьшение в среднем площади на 23% в летне-осенний период, уменьшает затраты на сопровождения судна ледоколом на 55%, давая тем самым новый толчок для развития Северного морского пути как для Российской экономики так и для иностранных инвесторов. Но пагубно влияет на экологическую составляющую данных территорий, приводит к уменьшению числа млекопитающих, а также увеличивается риск появления разных природных катаклизм таких как усиление скорости ветра, которые могут увеличить риск движение судов по Северному морскому пути. Также таяние ледников увеличивает количество выбрасываемого метана в атмосферу из дна морей и океанов.
Отмечаем, что цель выпускной квалифицированной работы достигнута, все сопутствующие задачи решены, проведен анализ полученных результатов и сделан ряд выводов.