Географические информационные системы (ГИС) появились в 1960-х годах как инструмент, позволяющий проводить изучение структурных и функциональных особенностей природных объектов с учетом их пространственной приуроченности. Существует две общераспространенные версии возникновения первых ГИС Согласно первой, наиболее ранние ГИС были созданы Гарвардском университете и Массачусетском технологическом институте США с целью автоматизированной обработки географической информации. Согласно альтернативной версии – первые ГИС были создана в Канаде и имели цель картирования природных ресурсов (CGIS).
В настоящее время важной задачей, отводимой для использования ГИС, является непосредственная характеристика состояния природной среды, подвергающейся воздействию естественных и антропогенных факторов. Важнейшие свойства отображаемых в ней показателей – их содержательная, пространственная и временная локализация. При этом информация, используемая в качестве релятивной базы данных ГИС всегда беднее исходной природной. Поэтому для обеспечения объективности и репрезентативности результатов необходимо соблюдение ряда требований, прежде всего затрагивающих способ получения и пространственную достоверность данных.
Одним из важных источников для ГИС разных уровней (локальных и региональных) являются методы дистанционного зондирования (ДЗ) природных объектов, основанные на использовании электромагнитных излучений, исходящих от предмета исследований и путем их регистрации без непосредственного контакта с ним. Рассматривая ДЗ с позиций системного подхода, необходимо определить входные и выходные элементы системы, ее внутреннюю структуру, границы и окружающую среду. Входными элементами системы являются физические поля, образуемые отражением и/или излучением земной поверхности и естественными процессами в недрах Земли, а также поля техногенного происхождения. Входными элементами системы являются также эмпирические и теоретические закономерности связи физических полей с объектами природной среды. Выходными элементами системы ДЗ следует считать компоненты дистанционной основы карт природоресурсного содержания.
дистанционная основа (ДО) карт определена как оптимальная совокупность материалов ДЗ, результатов их обработок и интерпретации, представленной в цифровом и аналоговом виде. Она состоит из фактографической и интерпретационной частей. Компонентами фактографической части ДО являются нормализованные материалы ДЗ в цифровой и аналоговой формах, а также результаты формализованных преобразований этих материалов. Интерпретационная часть ДО (схемы дешифрирования и интерпретации результатов дешифрирования) создается по результатам экспертного интерактивного анализа изображений и другой информации (Перцов и др., 2000). Наиболее естественным способом система ДЗ подразделяется на следующие три подсистемы: сбор материалов ДЗ, обработка материалов ДЗ и их тематическая интерпретация (Рис.1).
Рис.1. Входные и выходные элементы системы ДЗ.
По способу получения первичных данных дистанционные методы исследования подразделяются на пассивные
, т.е. основанные на улавливании излучений от естественных источников (солнца, Луны, звезд, земной поверхности и самих изучаемых объектов), и активные
, т.е. предполагающие использование искусственных источников излучения (ламп накаливания, газоразрядных ламп, лазеров). В общеупотребительном смысле термин ДЗ обычно включает в себя регистрацию (запись) электромагнитных излучений посредством различных камер, сканеров, микроволновых приемников, радиолокаторов и других приборов такого рода. Наибольшее применение среди пассивных дистанционных методов получили исследования в оптической области электромагнитного спектра (фотографирование), в том числе различных диапазонах. Достоинство этого метода состоит в том, что фотографические материалы доступны для непосредственного зрительного восприятия и анализа средств используемых в ГИС системах. Космические и аэрофотоснимки обеспечивают территориально полное и непрерывное изучение больших площадей, состояние которых зафиксировано на единый момент времени (Востокова и др, 1988).
В настоящее время методы ДЗ широко используется для сбора и записи информации о поверхности Земли, морском дне, атмосфере, Солнечной системе и др. объектах. Оно осуществляется с применением морских судов, самолетов, космических летательных аппаратов и наземных телескопов. Данные ДЗ используются для принятия решений в области многих научных и практических задач, связанных с экономическим, социальным и экологическим развитием, как отдельных регионов, так и страны.
Наибольшее распространение в настоящее время получили методы ДЗ, основанные на анализе особенностей спектральных характеристик космических снимков разного пространственного разрешения. В России в качестве носителей аппаратуры используются космические аппараты гидрометеорологического (типа «Метеор» и «Электро»), оперативного (типа «Ресурс-О1» и «Океан-О1») и фотографического (типа «Ресурс-Ф») наблюдения Основными задачами мониторинга, осуществляемого с применением данных средств, являются:
· контроль погодообразующих и климатообразующих факторов с целью достоверного прогнозирования погоды и изменения климата, в том числе и в околоземном космическом пространстве;
· контроль за состоянием источников загрязнения атмосферы, воды и почвы с целью обеспечения природоохранных органов федерального и регионального уровней информацией для принятия управленческих решений;
· оперативный контроль чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера с целью эффективного планирования и своевременного проведения мероприятий по ликвидации их последствий;
· информационное обеспечение проведения земельной реформы, рационального землепользования и хозяйственной деятельности;
· создание динамической модели Земли как системы с целью прогнозирования нарушений экологического баланса и разработки мероприятий по сохранению среды обитания человека и животных
Цель настоящей работы:
Изучение возможностей использования методов дистанционного мониторинга для оценки экологического состояния модельных участков территории Большеземельской тундры.
Для реализации поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Дать характеристику физико-географических условий территории для выявления основных факторов, влияющих на особенности пространственного распределения основных компонентов экосистем в ландшафтах Большеземельской тундры;
2. Собрать и подготовить серию снимков спутника LANDSAT и ASTER для выявления закономерностей распределения спектральных характеристик района исследований;
3. Выявить динамику нарушений растительного и почвенного покрова под влиянием объектов добычи и транспортировки нефти на основании использования разновременных снимков 1998-2000 гг. на участках испытывающих влияние нефтегазового комплекса
4. Подготовить серию изображений, для проведения дешифрирования в течении летнего полевого сезона 2004 г.
- Краткая характеристика физико-географических условий изучаемой территории
- Материалы и методы исследований
- Влиянием вездеходного транспорта;
Читайте также:
Оползни Оползни возникают тогда, когда природными процессами или людьми нарушается устойчивость склона. Силы связности грунтов или горных пород оказываются в какой-то момент меньше, чем сила тяжести ...
Мониторинг атмосферы Атмосфера — внешняя газовая оболочка Земли, механическая смесь разных газов, водяных паров и твердых (аэрозольных) частиц. Атмосферный воздух необходим для дыхания живых организмов (суще ...
Международный Союз Охраны Природы (МСОП) Международные природоохранные организации играют огромную роль на данном этапе развития общества. Их создание было вызвано катастрофическими изменениями в окружающей среде, они были призван ...