close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

10095.Геоинформационные технологии оценки качества городской среды

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
М ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ШУЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФЦП «НАУЧНЫЕ И НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ КАДРЫ
ИННОВАЦИОННОЙ РОССИИ» НА 2009-2013 ГОДЫ
Марков Д.С., Яковенко Н.В.
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
Шуя 2012
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК 911.2
ББК 26.82
М 73
Печатается по решению редакционно-издательского
совета ФГБОУ ВПО «Шуйский государственный
педагогический университет»
Рецензенты:
Б.И. Кочуров, доктор географических наук, профессор, ведущий
научный сотрудник Института географии РАН
И.С. Сесорова, доцент кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО
ИвГМА Минздравсоцразвития России
М73
Марков Д.С., Яковенко Н.В. Геоинформационные технологии оценки качества городской среды. – Шуя: Издательство
ФГБОУ ВПО «ШГПУ», 2012. – 154 с.
ISBN 978-5-86229-270-1
В монографии анализируются принципы проведения экологической оценки территории на территории урбоэкосистем малых и средних городов. Подробно описан алгоритм разработки типового геои нформационного проекта территории города, а также указаны основные
направления экодиагностики с использованием прикладных ГИС.
Монография представит интерес для географ ов, геоэкологов,
архитекторов, специализирующихся на оценке экологического состо яния урболандшафтов, а также педагогов, студентов и школьников интересующихся применением современных методов проектной де ятельности.
НИР выполнена в рамках реализации ФЦП «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 2009 -2013 годы при
финансовой поддержке Министерства образования и науки Росси йской Федерации.
© ФГБОУ ВПО «ШГПУ», 2012
© Марков Д.С., Яковенко Н.В., 2012
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ...................................................................................................................5
1. Теоретические основы оценки качества городской среды .............8
1.1. Анализ современного геоэкологического состояния
городов российской провинции ..................................................................... 8
1.2. Информационная основа проведения исследований
по оценке качества городской среды .......................................................... 15
1.3. Методы и подходы к оценке качества среды обитания на
территории урбоэкосистем малых и средних городов .......................... 21
1.4. А лгоритм оценки качества городской среды обитания ................ 27
1.5. Оценка качества городской среды на геоинформационной
основе .................................................................................................................. 39
2. Геоинформационное обеспечение проектов оценки качества
городской среды................................................................................................. 45
2.1. Обзор специализированных ГИС-приложений ............................... 45
2.2. ArcGIS (ESRI)............................................................................................ 46
2.3. MapInfo (MapInfo Corp.) ......................................................................... 48
2.4. ERDAS IMA GINE (ERDAS Inc.).......................................................... 49
2.5. Surfer (Golden So ftware ).......................................................................... 51
2.6. QGIS (QGIS) .............................................................................................. 52
2.7. Google Earth (Google) .............................................................................. 54
2.8. Условия пользования Г ИС .................................................................... 55
3. Алгоритм создания геоинформационных проектов
урбоэ косистем ..................................................................................................... 57
3.1. А лгоритмизированные процедуры создания ГИС-проекта ......... 57
3.2. Исхо дные данные для создания ГИС-проекта? ............................... 58
3.3. Выбор программных средств ................................................................ 59
3.4. Пользовательский интерфейс QGIS.................................................... 59
3.5. Регистрация изображения ...................................................................... 61
3.6. Определение основных пространственных параметров
привязанного растра ........................................................................................ 65
3.7. Создание графической части проекта ................................................ 65
3.8. Создание атрибутивных таблиц ........................................................... 70
3.9. Компоновка ГИС-проекта ...................................................................... 73
3.10. Пространственный анализ данных в QGIS ..................................... 74
3.11. Публикация ГИС-проекта .................................................................... 77
4. Экологическая оценка территории урбоэ косистем ........................ 79
4.1. Определение состояния ландшаф тов и их компонентов .............. 79
4.2. Установление антропогенных воздействий на ландшаф ты ......... 84
3
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.3. Выяснение потенциальных возможностей ландшафтов
противостоять антропогенным нагрузкам ................................................ 87
4.4. Определение экологических ситуаций и оценка степени их
остроты ............................................................................................................... 88
4.5. Определение предельно допустимых антропогенных
нагрузок. Инженерная оценка ландшафтов .............................................. 93
4.6. Расчет э колого-хозяйственного баланса территории ..................... 95
5. Геоинформационные технологии экодиагностики
урбоэ косистем малых и средних городов. ............................................... 97
5.1. База данных «Эко диагностика городов Ивановской области» ... 97
5.2. ГИС «Качество урбоэкосистемы городского округа Шуя
Ивановской области» .................................................................................... 100
5.3. База данных о состоянии компонентов урбоэкосистем
малых и средних городов............................................................................. 112
5.4. Использования тематических ГИС в реальном секторе
экономики ........................................................................................................ 116
Заключение ........................................................................................................ 123
Список использованной литературы ...................................................... 125
Приложения ...................................................................................................... 130
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальным аспектам городской среды посвящен ряд монографических и диссертационных исследований. Однако в подавляющем
большинстве работ анализируются геоэкологические ситуации на территории крупных городов и мегаполисов. При этом большая часть
(67%) городского населения России проживает на территории средних
и малых городов, которые являются центрами промышленного производства, аккумулируют значительный научно-технический потенциал
и выполняют важную функцию по эксплуатации приро дных условий и
ресурсов самой большой страны в мире. При этом многие научнотехнические мероприятия, разработанные для крупных городов, н еприменимы к средним и малым городам, так как последние обладают
намного меньшими финансовыми ресурсами, часто являются мон опрофильными или слабодифференцированным и в экономическом отношении. Кроме того, необходимо учитывать, что на протяжении 1920 веков главным приоритетом в развитии малых и средних городов
была преимущественная ориентация на ускоренное развитие промы шленного производства в ущерб окружающей природной среде и интересам жителей. Те ошибки в планировании городской среды, которые
можно наблюдать на примере практически любого малого города невозможно представить в более крупных поселениях (например, отсу тствие санитарно-защитных и игнорирование водоохранных зон, повышенная техногенная нагрузка на ландшафты и т.д.).
В последние годы изучением качества среды обитания и пр облемами ее оценки занимались исследователи различных научных
школ и направлений (географы, биологи, медики, психофизиологи,
психологи, экономисты, социологи, экологи). Существует ряд интегральных показателей, характеризующих качество жизни населения,
прежде всего, индекс развития человеческого потенциала, широко используемый ООН, разработан также индекс экономического благос остояния и другие. Однако до сих пор единого критерия, учитывающего
многообразие воздействий внешней среды на организм и личность
человека, не разработано.
Решение указанных задач практически невозможно при использовании традиционных технологий проведения исследований по оценке качества среды обитания. Получение картографических и статистических материалов высокого качества возможно только при использовании возможностей анализа данных, которые предоставляют совр еменные геоинформационные системы, которые позволяют не только
изготавливать картографические произведения, но и проводить пра к-
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тически весь спектр работ по анализу пространственного распределения статистических показателей. При этом если в некоторых р егионах
работа по составлению ГИС-проектов областного (республиканского)
уровня находится в стадии пополнения (Москва, Санкт-Петербург,
Чеченская республика, Калужская область, Тюменская область и др.),
то в других она еще только начинается. Понятно, что муниципальный
(проектировочный) уровень, на котором, собственно, пр инимаются
конкретные управленческие решения и планируются мероприятия по
оптимизации состояния окружающей среды, как правило, ГИСпроектами не обеспечен. Соответственно, многочисленные разрабатываемые научные разработки по внедрению новых технологий в пра ктику ландшафтного планирования остаются не востребованными из-за
слабой информационной обеспеченности заинтересованных учреждений и организаций.
При создании достоверных и простых в использовании методик
оценки качества среды обитания на территории урбоэкосистем возможно получение объективной информации о состоянии урболан дшафтов и разработка рекомендаций по их оптимизации. Создание м униципальных ГИС может стать основой управленческой системы, п озволяющей принимать эффективные решения. Необходимо отметить,
что существующие на сегодня разработки ГИС, созданные для упра вления городским хозяйством, мало пригодны для использования в эколого-географических исследованиях. Связано это, прежде всего, с тем,
что если они и существуют, то хранятся в администрациях му ниципальных образований и имеют соответствующий гриф «для служебного использования», а получение доступа к ним заинтересованных лиц
ограничено. Единственным решением данной проблемы является с оздание ГИС на основе топографических карт и данных дистанционн ого зондирования (космических снимков высокого разрешения), которые можно легально использовать для любых видов деятельности.
Таким образом, важной задачей, стоящей перед исследователями, занимающимися оценкой качества среды обитания и ландшафтным планированием, является создание ГИС муниципальных
образований и разработка алгоритма проведения процедуры ландшафтного планирования на территории урбоэкосистем.
Предлагаемый в данной работе подход к определению качества
среды обитания основывается на апробированных методиках биомониторинга, биометеорологической, ландшафтно -психологической, эстетической, инженерной, экологической, экономической оценке терр итории, характеристике социально-психологических и социальноэкологических условий. Все указанные компоненты связаны между
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
собой системой взаимосвязей и взаим озависимостей, оценить которые
можно только в результате комплексного междисциплинарного анализа, проводимого с использованием динамических моделей оценки качества среды обитания на базе геоинформационных систем (QGIS,
ArcGIS, MapInfo 7.5 и ArcView 3.3) с привлечением данных дистанционного зондирования и информации атрибутивных баз данных, соде ржащих экологическую, климатическую и социально -экономическую
информацию. Использование разработанного алгоритма оценки качества среды обитания позволит получить обоснованные достоверные
результаты, которые можно использовать в различных сферах человеческой деятельности (управлении, образовании, медицине, транспорте
и т.д.).
Авторы выражают благодарность доктору географических наук,
профессору, ведущему научному сотруднику Института географии
РАН Борису Ивановичу Кочурову за помощь в подготовке материалов
монографии и за ценные замечания при рассмотрении рукописи и кандидату биологических наук, доценту ИвГМА Ирине Сергеевне Сесоровой за рецензирование работы.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
1.1. АНАЛИЗ СО ВРЕМЕННО ГО ГЕО ЭКО ЛО ГИЧЕСКО ГО СО С ТО ЯНИЯ
ГО РО ДО В РО ССИЙСКО Й ПРО ВИНЦИИ
В пространственном поле антропогенного воздействия на пр иродную среду особое место занимают города, чей стремительный рост
составлял одну из характерных особенностей современной эпохи. Несмотря на длительный исторический срок существования городов
(около 5 тыс. лет назад), массовая урбанизация – феномен XX века: как
специфический тип экологической среды города приобрели знач имость в последние 50-100 лет, когда наблюдался бурный рост их числа
и размеров, сделавший города средой обитания большей части человечества и др.). Развитие городов, приводит к глубоким изменениям городской природной среды.
Пространственная дифференциация хозяйственной деятельности человека обуславливает различия в характере и интенсивности
антропогенного воздействия на городскую среду. Вместе с тем, различия типов ландшафтов с их особенностями устойчивости к антропогенным воздействиям, приводят к формированию городской территориальной неоднородности экологической ситуации. В данной работе
мы используем термины «город» и «городская среда» как близкие п онятия.
В последнее время стало появляться все больше работ, посвященных различным формам определения города (городской среды) как
объекта исследования. Однако следует отметить, что в связи с тем, что
городская среда стала объектом геоэкологического исследования сра внительно недавно, понятие «городская среда», и связанная с ней система понятий не является устоявшейся, находится в стадии разрабо тки и в работах разных авторов формулируется различно. Так, по В.Л.
Глазычеву городская среда – материальное естество, в пределах которого происходят основные процессы городской жизни, осуществляются социальные, функциональные, информационные прямые и обра тные связи отдельных подсистем.
В некоторых работах городская среда представляется как разновидность окружающей среды, создающая условия жизнедеятельности
людей в пределах урбанизированной территории; по Ю.Г. Филеву городская среда – это физическое (материальное) и духовное (нематер иальное) пространство, которое обладает специфическими природными
и социально-экономическими особенностями внутренней структуры,
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
динамики, эволюции. С учетом сказанного, под городской средой мы
будем понимать среду обитания, производственной деятельности и
место отдыха людей, совокупность природных, техногенных, социальных и экономических условий жизни, существующих в городе на занимаемой им территории.
Город представляет собой сложную систему, включающую по дсистемы
населения,
производства,
транспорта,
жилищнокоммунального хозяйства, сферы обслуживания, культуры и др. Ни
одна из них в отдельности не может выполнять свои функции, и в то
же время отсутствие любой из них влечет разрушения города в целом.
Поэтому в каждом конкретном случае у исследователя остается право
выбрать операциональное определение, наиболее адекватное целям и
методам исследования. В данной работе будем использовать термин:
город – это сложная система, в которой образуется множество петель
прямых и обратных связей, возникающих в процессе антропогенного
воздействия (рис. 1).
Рис. 1. Геоэкосистема города (по Емельянову, 2005)
В зависимости от целей исследования город (городская среда,
урбанизированная территория) может рассматриваться как геосистема
или как экосистема. В том случае, когда исследуется проблемы человека (его жизнеобеспечения, взаимоотношения с окружающей средой)
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
принято говорить об «экосистемах». Когда анализируют компоненты
среды, природные и измененные человеком, употребляют термин
«геосистема».
Для исследования сильно измененных систем, какими являются
города, используется понятие геотехнические системы (ГТС). Согла сно толковому словарю «Охрана ландшафтов» под редакцией Т.А. Ольсевича геотехсистема – это сочетание природных и технических по дсистем. По мнению Д.А. Нуфера геотехническая система представляет
собой геосистему, на фоне которой за определенный отрезок времени
произошло развитие хозяйственной инфраструктуры.
С экологических позиций город можно рассматривать как сво еобразную антропическую геосистему. По Б.М. Миркину и др. у горо дской геосистемы есть три особенности:
- зависимость от окружающих территорий (необходимость
постоянного поступления ресурсов и энергии извне);
- неравновесность, невозможность достижения экологического равновесия (современные города чувствительны к нарушению равновесия:
сбои в работе электроснабжения, водопроводного хозяйства, очистных сооружений могут привести к локальному экологическому кризису);
- постоянное аккумулирование твердого вещества за счет превышения его ввоза в городскую геосистему над вывозом (это приводит
к повышению уровня поверхности города: формированию культурного слоя,
включающего строительные и бытовые отходы прошедших эпох, этот
слой в старых городах достигает нескольких метров).
С учетом этих особенностей справедливой представляется о бразная характеристика городов как «паразитов биосферы», данная им
американским экологом Ю. Одумом. В процессе урбанизации происходят серьезные изменения окружающей среды: загрязнение возду шного и водного бассейнов, нарушение рельефа поверхности, изменение
структуры и состава природных сообществ и почвенных условий, шумовое загрязнение, исчезновение видов растений и животных, ухудшение здоровья населения и пр. (рис. 2).
Геоэкологические проблемы городов связаны с чрезмерной
концентрацией на сравнительно небольших территориях населения,
транспорта и промышленных предприятий, с образованием антроп огенных ландшафтов.
Геоэкологическая проблема – это проблема, требующая всестороннего изучения и практического разрешения ситуации, при которой
в пределах отдельных территорий или земного пространства в целом
под воздействием стихийных процессов, явлений или антропогенных
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
факторов произошла, происходит или может произойти деградация,
частичная или полная гибель природных геосистем.
Рис. 2. Возникновение геоэкологических проблем
на территории города
Несмотря на большое число исследований в области экологич еских проблем урбанизированных территорий, изучающие особенностей отдельных сред, состояние и функционирование каждой из по дсистем города (население, природный и хозяйственный комплексы,
инфраструктура), не всегда удается выявить характер взаимосвязей как
внутри самих подсистем, так и между ними. Поэтому для получения
интегральной схемы взаимодействия в системе «природа-общество» на
территории города необходим весь спектр географических, экологич еских и иных методов исследования, учитывающих, как антропогенное
воздействие, так и его последствия для природной среды и человека, с
учетом длительности воздействия.
Исследование проблемы оптимизации городской среды требует
системно-междисциплинарного подхода, так как в этой проблеме интегрируется широкий круг аспектов: урбанистический, социальноэкономический, технологический, градостроительный, медицинский,
географический, правовой. Состояние изученности отдельных аспе ктов проблемы различно, что, в первую очередь, связано с отсутствием
однозначности понимания городской среды как об ъекта исследования.
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В отечественной географической науке и прикладных исследованиях под параметром расчета и формализованной оценки качества
городской среды в большинстве исследований понимается совоку пность взаимодействия различных экологических показателей.
С точки зрения перевода слова экология (от греческого oikos –
жилище, местопребывание; logos – наука, учение), то есть наука о жилище. В крупных городах необходим переход от категории «окр ужающая среда», которая включает в себя природную и антропогенную
составляющую, к искусственно созданной «городской среде обитания», качество которой оценивается по степени воздействия на человека. Дифференциация понятия окружающей среды на блоки: горо дская и природная среды, разделяемые буферной зоной, является нео бходимостью, связанной с нормированием уровня загрязнения на ка ждой из рассматриваемых территорий: для природной среды (рекреац ионной зоны) < 0,8 ПДК; для буферной зоны от 0,8 до ПДК и для горо дской среды – ПДК (хотя для городских территорий это ограничение
часто не выдерживается) [Кочуров, 2003].
Экологические компоненты – более расчлененное понятие категорий применительно к среде обитания человека в городе.
К компонентам внешней среды относятся: атмосферный воздух,
подземные и поверхностные воды, ливневые стоки, различные естественные и искусственные излучения (тепловые, ультрафиолетовые,
световые, ионизирующие, электромагнитные, магнитные, шумовые,
вибрационные), естественная растительность и дикий животный мир, а
также почва, грунты, геологическое строение верхнего слоя земной
поверхности.
К компонентам внутренней среды можно отнести: микроклиматические характеристики и загрязнение воздуха помещений (содержание в воздухе загрязняющих веществ, включая микроорганизмы, запахи, токсические вещества различного действия т.д.), системы водоснабжения, канализации, производственные и бытовые стоки, иску сственные излучения (тепловые, ультрафиолетовые, световые, ионизирующие, электромагнитные, шумовые, вибрационные), выр ащенные в
искусственных условиях растения, дикие и домашние животные, человек.
Компоненты внешней подсистемы могут трансформироваться в
компоненты внутренней подсистемы (например, поверхностные или
подземные воды после обработки на станциях водоподготовки пить евой воды подаются через трубопроводы в здания). За счет взаимного
влияния категорий внешней подсистемы в естественных условиях м ожет происходить самоочищение отдельных ее компонентов (дождевы-
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ми потоками или снегопадами из атмосферы вымываются пыль, ра створимые газообразные вещества). В то же время, отмечается загрязнение других компонентов (с дождевыми и снеговыми потоками п ылевые частицы, растворенные загрязняющих веществ попадают на поверхность почвы, которые, фильтруясь через слой земли, также сам оочищаются, но загрязняют ее).
Таким образом, происходит взаимное влияние экологических
категорий и их естественное самоочищение. Создавая в городе иску сственную среду обитания, когда нарушаются естественные природные
связи (из-за запечатывания асфальтом почв, накапливания на асфальте
автомобильных масел, топлива, грязи, токсических загрязнений и т.д.),
наблюдается усиление негативных воздействий на городскую среду, в
том числе на человека, по сравнению, с теми же процессами в естественных условиях.
Среди экологических факторов среды обитания, которые характеризуют состояние отдельных компонентов (например, качество питьевой воды в Сингапуре определяется по 94 параметрам), особенно
важно выделить измеряемые параметры. Они должны быть: немногочисленны для исключения неоправданных затрат на контроль и изм ерение, экологически и гигиенически информационными, быстро опр еделяться мобильными приборами с требуемой точностью. К числу таких параметров относятся: во внутренней системе – микроклимат помещений, токсическое загрязнение, шум, вибрация, освещенность,
радиология, органолептические, химические и бактериологические
характеристики питьевой воды и теплотехнические характеристики
ограждающих конструкций здания; во внешней системе – шум, радиология, загрязнение атмосферного воздуха. Количество измеряемых
показателей может изменяться из-за наличия специфических воздействий на внутреннюю и внешнюю системы (если метрополитен проходит под зданием, то необходимо измерять вибрацию, при расположении здания рядом с производством с выбросами загрязняющих веществ необходимо измерять концентрации этих веществ на придом овой территории и в его помещениях и т.д.). Эти количественные хара ктеристики измеряемых параметров определяют качество среды обитания и при значениях ниже нормируемых гигиенических величин я вляются безопасными для человека. Приведенная классификация во
многом помогает определить основные источники воздействия на городскую среду, разработать стратегию и тактику наиболее эффективного
вложения средств в улучшение ее качества.
При всей сложности, комплексности и неоднозначности понятия «городская среда» одним из ее признаков является то, что она «вы-
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ступает как комплекс условий жизни людей, потребляющих среду,
удовлетворяющих свои потребности, что находится в прямой завис имости от качества среды».. Фактически городская среда в каждый конкретный момент формируется на стыке двух типов условий: благопр иятных (социально-профессиональных, способствующих развитию
личности, прогрессу в городах) и лимитирующих (состояние приро дных, жизненно важных компонентов, сложный ритм жизни, проблемы
скученности проживания).
Оценка качества городской среды может быть выполнена на о снове объективных параметров, когда измеренное состояние элементов
городской среды соотносится с объективными значениями конкретных
показателей и существующими правилами, стандартами, нормативами,
и субъективных, когда они основываются на суждениях, представлениях всех жителей города или их групп об условиях жизнедеятельности, о степени удовлетворения отдельными компонентами среды с амых разнообразных потребностей горожан.
Оба вида оценок качества городской среды могут иметь сам остоятельную научную и практическую ценность для решения конкретных прикладных задач. Но наибольшую значимость, и максимальные
возможности для дальнейшего использования полученных данных
приобретает вариант оценки качества городской среды, включающий как
объективный, так и субъективный компоненты. Городская среда может
быть представлена в координатах, ориентированных, прежде всего, на
конкретного жителя. Невозможно изучать ее и проводить на о снове полученных данных моделирование без учета тех представлений о ней,
которые существуют в сознании рядовых обитателей этой среды. Их
субъективные мнения, симпатии, оценки являются не менее значимым
фактором средообразования, чем факторы чисто объективные – географические, социально-экономические, строительные, санитарногигиенические.
Каждое из представленных определений городской среды несколько «ограничено» рамками того научного направления, в котором
этот параметр рассматривается, в данном исследовании представлено
как расширенное содержание термина «городская среда», так и взаимное
сочетание различных методических подходов к ее оценке.
Важным направлением оценки качества городской среды является проведение геоинформационного анализа распространения геоэкологических ситуаций по территории. Результаты подобного исследования для территории урбоэкосистем малых и средних городов российской провинции будут приведены в последующих разделах.
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1.2. ИНФО РМАЦИОННАЯ ОСНО ВА ПРО ВЕДЕНИЯ ИССЛЕДО ВАНИЙ ПО
О ЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ГО РО ДСКО Й СРЕДЫ
В конце XX века общепризнанной целью для человечества,
стран, регионов и населенных пунктов стало развитие, в единстве и
взаимозависимости рассматривающее экономические, социальные и
экологические процессы. Основные положения глобальной Концепции
устойчивого развития были поддержаны и нашли отражение в пр ограммных документах более 60 стран, среди них – Канада, Китай,
Норвегия, США. Международными организациями приняты «Хартия
городов Европы за устойчивое развитие», «Стамбульская декларация
по населенным пунктам», «Руководящие принципы планирования
устойчивого развития населенных пунктов и управления ими», «Гр адостроительная хартия Содружества Независимых Государств».
В России движение к устойчивому развитию получило распр остранение после Указа Президента «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» и принятия Правительством
Российской Федерации соответствующего Постановления. Начата ра зработка «Научной основы стратегии устойчивого развития Российской
Федерации», опубликованы «Основные положения стратегии устойч ивого развития России». Разработаны в качестве руководства к де йствию такие программы как «Декларация Земли» (Татарстан), «Дальний Восток», «Сибирь», «Север Западной Сиб ири», стратегические
планы городов – Нижневартовск, Санкт-Петербург, Сургут, Тольятти и
ряда других, в которых региональные проблемы рассмотрены с позиций устойчивости социально-экономического развития.
Известные исследования как фундаментального, так и прикладного характера посвященные выработке общепринятого определения
понятия, адаптации методологии глобальной парадигмы к различным
социально-экономическим системам, формированию принципов, целей и направлений устойчивого развития. Продолжаются научные
дискуссии по выработке теории, методов и практическому использованию показателей, отражающих устойчивое развитие.
Вместе с тем, модернизация вертикали управления, новые по дходы к социально-экономической политике в России по разгранич ению функций, полномочий, ответственности между ветвями власти и
принципам организации местного самоуправления, а также недостаточный отечественный опыт по управлению устойчивым развитием
муниципальных образований позволяют утверждать, что проблема
научного обоснования и практического осуществления мониторинга
устойчивого социально-экономического развития города является ак-
15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
туальной и предполагает необходимость выполнения дальнейших исследований.
Каждый день, живя в городе, прогуливаясь, работая, обучаясь,
человек удовлетворяет широчайший круг потребностей. В системе
потребностей человека (биологических, психологических, этнических,
социальных, трудовых, экономических) можно выделить потребности
связанные с экологией среды обитания. Среди них – комфорт и безопасность природной среды, экологически комфортное жилище, обе спеченность источниками информации (произведениями искусства,
привлекательными ландшафтами) и другие.
Естественные или биологические потребности – это группа потребностей, обеспечивающая возможность физического существования человека в условиях комфортной среды, – это потребность в пространстве, хорошем воздухе, воде и т.д., наличие подходящей, пр ивычной для человека среды. Экологизация биологических потребн остей связана с необходимостью создания экологичной, чистой горо дской среды и поддержание хорошего состояния естественной и искусственной природы в городе. Но в современных больших городах вряд
ли можно говорить о наличии достаточного объема и качества нужной
каждому человеку среды.
По мере роста промышленного производства выпускалось все
больше разнообразных изделий и товаров, и вместе с тем резко возрастали загрязнения среды. Окружающая городская среда не соответствовала нужным человеку исторически сложившимся сенсорным возде йствиям: города без каких-либо признаков красоты, трущобы, грязь,
стандартные серые дома, загрязненный воздух, резкий шум и т.д.
Но все же, можно уверенно констатировать, что в результате
индустриализации и стихийной урбанизации окружающая человека
среда постепенно стала «агрессивной» для органов чувств, эволюционно приспособленных за многие миллионы лет к естественной природной среде.
По существу, человек сравнительно недавно оказался в горо дской среде. Естественно, за это время основные механизмы восприятия
не смогли приспособиться к измененной визуальной среде и измен ениям в воздухе, воде, почве. Это не прошло бесследно: известно, что
люди, живущие в загрязненных районах города более склонны к ра зличным заболеваниям. Наиболее часто распространены сердечно сосудистые и эндокринные расстройства, но встречается весь ко мплекс разнообразных заболеваний, причиной которых является общее
понижение иммунитета.
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В связи с резкими изменениями в природной среде возникло
много исследований, направленных на изучение состояния окружа ющей среды и состояния здоровья жителей в конкретной стране, городе,
районе. И в связи с этим особую роль приобретает проведение различных видов мониторинга с целью эффективного управления социально экономической системой города.
В современных социально-экономических и экологических
условиях города превратились в территории, где проблемы взаимной
эволюции общества и природы проявляются с наибольшей остротой.
Известная «стихийность» в развитии городских поселений, неправильный подход к учету особенностей природных условий, недооценка, а
во многих случаях и полное игнорирование многочисленных и сложных взаимосвязей городов с окружающей природной средой, а также
многие другие просчеты в стратегии их развития в итоге привели к
тому, что городская среда стала мощным, а зачастую и ведущим фа ктором негативного воздействия на человека и природные комплексы.
На современном этапе развития науки идет активный поиск путей оптимизации состояния урбанизированных ландшафтов. Имеется
ряд диссертационных (Лихачева, 1992; Битюкова, 1996; Артемова,
1997; Алешина, 1999; Меринов, 2000; Макаров, 2001; Бешинский, 2003
и др.) и монографических (Кочуров, 2003; Колбовский, 2006; Шкаликов, 2009 и др.) исследований, в которых на примере отдельных гор одов, как правило, российских, рассматриваются различные аспекты
взаимодействия общества с окружающей природной средой в пределах
городских территорий, дается комплексная оценка состояния горо дских геосистем и определяются основные направления их оптимизации. Следует отметить, что практически во всех городах страны да нный круг научных вопросов до настоящего времени остается крайне
мало изученным. Негативные экологические и социальные после дствия развития городов пока не заняли достойного места в ряду приоритетных направлений научного поиска.
В нашем представлении обобщенная схема взаимодействия
структур, составляющих урбосистему, может быть представлена так:
17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 3. Схема взаимодействия структур, составляющих урб осистему
Определяющим понятием планирования городской среды
должно стать понятие «безопасность» («устойчивое развитие»), пон имаемом в широком смысле как следствие устойчивого взаимодействия
комплекса факторов окружающей среды и общества. Только в случае
системного взаимодействия природных, антропогенных и техногенных
систем на базе материального и инновационного информационного
обеспечения при постоянном мониторинге, возможно конструирование модели безопасного города. Устойчивое и безопасное развитие
городской системы возможно только при учете социальноэкономических, природных и техногенных факторов, выступающих в
качестве подсистем. Анализ современного состояния и перспектив
развития города необходимо начинать с природной подсистемы, с остоящей из характеристики геолого-геоморфологической основы, воздушного и водного режимов, почв, растительности и животного мира.
В состав социально-экономической подсистемы входят население,
промышленность, сельское и лесное хозяйство, строительство и транспорт. Техногенная подсистема представляет собой совокупность пр иродных и антропогенных элементов, обеспечивающих жизнедеятельность системы, но при этом, являющаяся потенциальным источником
разнополюсных ситуаций. Изучение указанных подсистем может быть
представлено в следующем виде:
1. Сбор и анализ исходной информации.
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Анализ землепользования. Характеристика имущественных о тношений по владению. Использованию и распоряжению земельными
участками.
Анализ населения. Демографическая ситуация.
Характеристика состояния объектов недвижимости. Формы
собственности и типы.
Характеристика транспортной улично-дорожной сети.
Характеристика санитарно-гигиенических условий. Экологическая ситуация.
Характеристика историко-культурного наследия.
Характеристика магистральных сетей и головных сооружений
инженерной инфраструктуры.
2. Обобщение и анализ полученных данных.
Анализ использования территории. Современное функциональное зонирование.
Характеристика земель по формам собственности.
Характеристика планировочной структуры.
Характеристика этажности и степени капитальности.
Характеристика сооружений транспортной инфраструктуры.
Характеристика зон особого регулирования градостроительной
деятельности.
Оформление границ отводов для всех видов использования.
Анализ географического положения.
Анализ динамики развития городской территории.
Типологическая характеристика города.
Перцептивный и аперцептивный анализ городской среды.
Психолого-типологическая дифференциация населения.
Влияние региональных условий на функциональность города.
3. Создание схемы комплексной оценки территории.
Характеристика инженерно-геологических и гидрологический
условий.
Характеристика ресурсного потенциала.
Характеристика экологического состояния территории.
Характеристика обеспеченности транспортной инфраструктурой.
Характеристика обеспеченности инженерной инфраструктурой.
Характеристика обеспеченности социальной инфраструктурой.
Характеристика производственной инфраструктуры.
Характеристика территории зон природного и культурного
наследия.
Выделение зон градостроительной ценности территории.
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. Создание схем развития города.
Составление схем зонирования территории.
Составление схем транспортной инфраструктуры.
Составление схем инженерной инфраструктуры.
Составление схем благоустройства территории.
Определение правил землепользования и застройки.
Указанные положения определяют алгоритм анализа состояния
городской территории для целей конструирования гомеостазного пр остранства, который включает следующие обязательные позиции:
- моделирование городской среды на базе методов геоинформ ационного анализа с использованием данных дистанционного зондир ования;
- применение информационных методов моделирования и пр огнозирования основных природных, социально-экономических и техногенных процессов;
- геоморфологический анализ территории города с фиксацией
границ основных морфолитосистем, характеризующихся преобладанием различных экзогенно-динамических процессов и их сочетаний;
- историко-ландшафтный анализ объектов природного комплекса с определением их генезиса и основных свойств, состояния и средостабилизирующей способности;
- функциональный анализ фрагментов городского ландшафта,
составляющих его природных урочищ и искусственных объектов озеленения как блоков вновь конструируемого эколого -рекреационного
каркаса;
- определение организационно-правовых форм поддержания и
развития экологического каркаса с детерминацией режимов использования городского ландшафта;
- разработка рекреационной системы города как системы специализированных парков, мест сезонного отдыха, туризма и рекре ации;
- определение состояния и перспектив развития буферной пр игородной зоны, а также установление правоотношений между городом
и пригородом.
Предлагаемая
система
создания
информационноаналитического обеспечения управления урбанизированными системами коренным образом отличается от существующих научнопрактических разработок, в первую очередь, своей комплексностью и
учетом, по возможности, всего многообразия факторов, влияющих на
устойчивое и безопасное развитие городской среды. Также она (с уч етом местных ландшафтных, социально-экономических и этнических
особенностей) может быть использована в различных регионах.
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1.3. МЕТО ДЫ И ПО ДХО ДЫ
К О ЦЕНКЕ КАЧЕСТВА СРЕДЫ О БИТАНИЯ
НА ТЕРРИТО РИИ УРБО ЭКО СИСТЕМ МАЛЫХ И СРЕДНИХ ГО РО ДО В
На сегодняшний день в градостроительстве сложились два о сновных подхода к конструированию урболандшафтов – целевой (классический архитектурный) и системный (ландшафтно-географический).
С точки зрения классического архитектурного подхода, доминировавшего в градостроительстве долгое время, природные ландшафты ра ссматриваются как ресурс градообразования, как чистый холст, на который архитекторы могли перенести все свои, порой абсурдные, идеи.
Планирование и застройка территории осуществлялись без учета данных комплексного исследования структуры и динамики ландшафтов в
соответствии с градообразующей целью. Планирование, проектирование городских территорий велось по нормативам, определяющим тр ебования не к городу как к территориально целостному образованию, а
к отдельным его районам, различным по функциям – промышленным
зонам, селитебным территориям, инженерно -транспортным коридорам
и т.д. Доказательством тому может служить современное состояние
городов с проблемами дестабилизации гидрогеологической среды,
загрязнением атмосферы и открытых водных объектов, деградацией
системы насаждений и вытекающими отсюда социальными проблем ами.
В отличие от целевого, ландшафтно-географический подход,
основанный на результатах подробного анализа истории развития и
становления ландшафтов города при комплексном воздействии мо рфолитогенных, гидроклиматических, биотических и социальных фа кторов, учитывающий административно-правовые аспекты, становится
наиболее оптимальным в условиях современного градостроительства.
Он направлен на: обеспечение экологически сбалансированного соч етания урбанизированных и открытых пр остранств; охрану основных
компонентов природной среды – атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвенно-растительного покрова и животного
мира; сохранение особо ценных природных ландшафтов.
Е.Ю. Колбовским [Колбовский, 2008] приводятся ведущие тенденции территориально-отраслевого развития городов в XXI веке, которые должны быть представлены переходом от неуправляемого территориального роста, к структурной реорганизации, что должно пр оявляться в системе задач функционально-планировочного и архитектурно-пространственного развития города. Города не могут и дальше
разрастаться «вширь», наступая на собственные приго роды и погло-
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
щая ценные рекреационные и сельскохозяйственные земли. Это ос обенно важно для городов России и развивающихся государств с их
периферийными бедлендами карьеров и техногенно -измененных земель, непомерно «раздутыми» промзонами, инженерно необустро енными межмагистральными клиньями частного сектора (зачастую лишенными как водопровода, так и канализации). Поэтому важнейшим
содержательным моментом разработки принципов территориального
планирования должен стать приоритет требований безопасности жи знедеятельности. В основу вновь подготавливаемых схем территор иального планирования должен быть положен принципиально новый
подход, базирующийся на понимании динамики развития города как
полифункциональной геоэкосоциосистемы. Планирование развития
урбосистемы должно быть организовано на базе ландшафтного плана
[Колбовский, 2006], понимаемого как базовый документ, анализирующий природную структуру городской территории в связи со складывающимся функциональным зонированием, композиционным р исунком города, санитарно-гигиеническими нормативами, требованиями
технической
и
экологической
безопасности,
ландшафтнопсихологическими принципами.
Разработка городостроительной документации должна базир оваться на необходимости сохранения и развития эколого рекреационного каркаса планировочной структуры города, выполняющего средообразующие, природоохранные, рекреационные и оздоровительные функции и обеспечивающего тем самым улучшение с остояния окружающей среды и создание благоприятных и безопасных
условий для проживания горожан.
Взаимодействие между обществом и окружающей средой пр оисходит в определенных, постоянно изменяющихся, природных, социально-экономических и экологических условиях, на уровне конкре тных экосистем и геосистем. Устоявшееся в науке понятие «геоэкос оциосистема» включает в себя динамично изменяющийся комплекс
природы, социума, личности человека, культуры и эстетики. Все указанные компоненты связаны между собой целой системой взаимосвязей и взаимозависимостей. С этой точки зрения невозможно говорить
о градостроительном проектировании, исходя только из приро дных,
социальных и экологических особенностей. Для того чтобы оптимизировать урбосистему, привести ее в соответствие с современными ре алиями, необходимо рассматривать ее как с точки зрения естес твеннонаучных и социально-экономических подходов, так и психологопедагогического блока дисциплин, с позиций ландшафтного, геос истемного, и междисциплинарного подходов.
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Эколого-географический подход к анализу территории представляет собой совокупность методов изучения взаимо действия природных и природно-антропогенных ландшафтов с обществом. В рамках экологического подхода возможно рассмотрение взаимоотношений между человеком, социумом и окружающей средой. Составной
частью эколого-географического подхода является биомониторинг –
оценка состояния природной среды с помощью живых организмов.
Социально-экономический подход заключается в рассмотрении
взаимодействия природных, экономических, социальных и экологич еских систем.
Ландшафтный подход позволяет выявить закономерности формирования, строения, функционирования, динамики и эволюции, те рриториальной дифференциации и интеграции природных компле ксов –
ландшафтов.
Геосистемный подход является совокупностью методов изуч ения природных и природно-антропогенных ландшафтов путём выявления взаимосвязей между элементами и компонентами ландшафтов и
их связей с другими ландшафтами.
Междисциплинарный подход ориентируется на рассмотрение
разнообразных объектов и явлений, территориально дифференцир ованных, организованных и развивающихся в пространстве.
Геоинформационный подход представляет собой совоку пность
методов, реализуемых с помощью компьютерной техники и позволяющих проводить сбор, хранение, анализ и визуализацию географ ической информации, имеющей пространственную привязку.
Особое место занимает блок методов и подходов, объединяемых
под термином «мониторинг».
Понятие «мониторинг», пришедшее к нам из английского языка,
имеет два значения. Первое, специальное, появилось перед проведением Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде (Сто кгольм, 5 -16 июня 1972 г.). Первые предложения по поводу такой системы были разработаны экспертами специальной комиссии СКОПЕ
(Научный комитет по проблемам окружающей среды) в 1971 г. Упоминания об этой системе можно найти в рекомендациях Стокголь мской конференции; основные элементы мониторинга описаны в работе
[Mann, 1973]. Таким образом, оно прочно вошло в наш обиход до с ередины 1990-х годов.
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 1
Трактовка первого значения понятия «мониторинг»
отдельными исследователями
Содержания определения понятия
Авторы, высказавшие свою точку зрения
Першиков В.И.,
Совинков В.М .
Непрерывное слежение за состоянием окружающей среды и управлением им путем своевременного информирования людей о возможности
наступления неблагоприятных, критических или
недопустимых ситуаций [Першиков, 1995].
Энциклопедические
словари
Наблюдение за состоянием окр ужающей среды
(атмосферы, гидросферы, почвенного и растительного покрова, а также техногенных систем) с
целью ее контроля,
прогноза и охраны.
Крысина Л.П.
«Систематическое наблюдение за каким-нибудь
процессом с целью фиксировать соответствие или
несоответствие результатов этого процесса первоначальным предположениям» [Крысин, 1998. –
С. 451].
Из таблицы 1 видно, что первое значение понятия «мониторинг» отождествлялось только с наблюдением, оценкой и прогнозом
состояния окружающей среды для изучения изменений в связи с хозяйственной деятельностью человека, что подтверждают вышепер ечисленные определения. По-видимому, оно появилось в противовес
или в дополнение термину «контроль», в трактовку которого включалось не только наблюдение и получение информации, но и элементы
активных действий, элементы управления.
Во втором, общем значении стало применяться широко только в
последние годы, о чем свидетельствуют многочисленные публикации
о конкретных направлениях мониторинга.
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 2
Основные виды мониторинга по областям применения
Наименование
Глобальный
(фоновый)
мониторинг
М ониторинг
окружающей
среды
М ониторинг
качества, безопасности пищевых продуктов и здоровья
населения
Экологический
мониторинг
М едицинский
мониторинг
Лесной
торинг
мони-
Санитарный
мониторинг
Основные виды мониторинга
Содержание
Следящая система контроля за общепланетарными изменениями в биосфере, которые связаны с деятельностью человека, обеспечивающая наблюдение, контроль и
прогноз возможных изменений в отношении биосферы
как среды для всего человечества и ее изменений, вызванных деятельностью общества.
Регулярные, выполняемые по единообразной заданной
программе наблюдения природных сред, природных
ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить изменения их состояния и происходящие
в них процессы под влиянием антропогенной деятельности [Дьяченко, 2003].
Система наблюдения, анализа, оценки качества и безопасности пищевых пр одуктов, материалов и изделий,
контактирующих с пищевыми продуктами, питания и
здоровья населения [Постановление, 2000]. Экологический мониторинг. Система наблюдений, оценки и пр огноза
Система наблюдений, оценки и прогноза состояния
окружающей природной среды, источников антропогенных воздействий и своевременного выявления тенденций изменения экосистем для обеспечения принятия
решений в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов [Соглашение, 1999].
Систем апериодических медико-физиологических обследований лиц, подверженных воздействию вредных
веществ с целью защиты их здоровья и профилактики
заболеваний, а также комплекс методов, обеспечивающих «постоянное» слежение за жизненно важными
функциями организма, за состоянием пациента [М ониторинг, 2000]
Система наблюдений, оценки и прогноза состояния и
динамики лесного фонда в целях эффективного управления в области пользования, воспроизводства, охраны,
защиты лесов и повышения их экологических функций
[Положение, 1997].
Комплекс мер по предупредительному надзору и текущему лабораторному контролю за уровнями содержания
вредных факторов в окружающей ср еде с последующим
сопоставлением с гигиеническими нормативами, а также
оценка их влияния на здоровье населения [Пр иказ, 1997].
25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
М ониторинг в
образовании
Социальный
мониторинг
Технический
мониторинг
Социальногигиенический
мониторинг
М ониторинг в
строительстве
М ониторинг
СМ И
М ониторинг
правового пространства
и
правоприменительной практики
Система сбора, обработки, хранения и распростр анения
информации об образовательной системе или отдельных
ее элементах, ориентированная на информационное
обеспечение управления, позволяющая судить о состоянии объекта в любой момент времени и дающая прогноз
его развития [М айоров, 1998].
Вид социологического исследования, при котором сбор
социальной информации осуществляется систематически с использованием сходной методики, выборки и
инструментария исследования [Шмельков, 2000].
Последовательный процесс: измерения информации о
состоянии оцениваемого объекта; передачи информации
по каналу связи с перекодированием и преобразованием
в новые формы представления; декодирования и анализа
переданной информации локальными или системноаналитическими средствами; использование результатов
анализа в системах подготовки принятия решений [Чу лков, 2002].
Система организационных, социальных, медицинских,
санитарно-эпидемиологических,
нау чно-технических,
методологических и иных мероприятий, направленных
на организацию наблюдения за состоянием санитарноэпидемиологического благополучия населения, на оценку и прогнозирование изменений, установление, предупреждение, устранение или уменьшение факторов вредного влияния среды обитания на здоровье человека [Постановление, 2000]
Получение информации о статических и динамических
характеристиках объекта строительства, технологических процессов и средств строительства, технологических процессов и средств строительного производства с
последующей ее обработкой для подготовки и принятия
организационно-управленческого решения [Систематика, 1999].
М ониторинг СМ И является одним из самых эффективных инструментов информирования и принятия решений
для руководителей, специалистов по маркетингу, PR.
[М ониторинг, 2004].
Система, осуществляемая на постоянной основе, деятельность по обобщению и систематизации информации
необходимой для оценки, анализа и пр огноза состояния
и динамики законодательства и практики его применения с целью выявления его соответствия планируемому
результату правового регулирования, а также ожиданиям
участников законодательного процесса, должностных
лиц исполнительных, судебных и иных органов всех
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
М ониторинг
общественного
мнения населения
Социологический
мониторинг
уровней власти, институтов гражданского общества,
граждан [Жужгов, 2004].
Проводится для получения оперативной информации о
мнении горожан по актуальным вопросам общественной
и экономической жизни города, работе органов государственной власти и местного самоуправления на территории [Постановление, 2000].
Системная совокупность регулярно повторяющихся исследований
с
целью
пр едоставления
научноинформационной помощи заинтересованным организациям в реализации социальных программ, соответствующих социокультурным характеристикам и особенностям массового сознания различных поколений населения [Толстых , 1993].
Анализ приведенных определений показывает, что под мониторингом понимается постоянное наблюдение за каким -либо процессом
с целью изучения его динамики и сравнения с ожидаемыми результатами или первоначальными предположениями в какой-либо отрасли.
1.4. АЛГО РИТМ О ЦЕНКИ КАЧЕС ТВА ГО РО ДСКО Й СРЕДЫ О БИТАНИЯ
Поскольку город, с одной стороны, является структурной единицей глобальной системы и, с другой, целостным комплексом вза имосвязанных подсистем, обладающих конкретными свойствами, индивидуальным проявлением, взаимными связями. Большая открытая городская система, построенная на принципах вложенности и самоорганизации, отнесена к динамическим, диссипативным, по характеру п оведения организационным системам с управлением.
В структуре общей системы выделено пять подсистем, определены элементы и установлены связи. Каждая подсистема, по нашему
мнению, представляет определенного вида потенциал, выполняет со бственные функции и играет роль обеспечения действий других по дсистем, а также функционирования и развития общей системы. Связи
между потребностями «реального человека» и целями устойчивого
развития позволили агрегировать подсистемы в новую систему, в р езультате чего внутренняя структура города приняла вид системы обе спечения условий жизни, деятельности и развития человека (рис. 4).
27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 4. Внутренняя структура города как системы обеспечения условий жизнедеятельности и развития города
Такая социально-экономическая система характеризуется пр евышением количества связей над количеством подсистем, учитывает
особенности состояния объекта и способна, на наш взгляд, обеспечить
выполнение функций жизнедеятельности горожан за счет со бственных
ресурсов.
Концепция устойчивого развития города классифицируется
нами для модели социально ориентированной рыночной экономики,
призванной повышать уровень социально-экономического развития и
решать приоритетные задачи удовлетворения потребностей человека.
Конструкция модели основана на управлении целями, обеспечива ющими выбранный сценарий развития, в основу которого положена
концепция человеческого развития (рис. 5).
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 5. Концептуальная модель устойчивого развития города
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
К зонам наблюдения отнесены: среда обитания, благосостояние
и жилищные условия, жизненный и человеческий потенциалы. При
такой концептуальной структуре экономика подчинена потребителю и
предполагает создание условий увеличения трудового вклада человека, реализации способностей, перехода в более высокодоходную гру ппу. В качестве критерия социально-экономического развития принято
соответствие уровня и качества жизни стандартам «идеального гор ода». Социальный подход к построению модели устойчивого развития
обусловлен объективными потребностями человека и общества, пр овозглашен Конституцией РФ и соответствует мировому опыту.
Проанализировав различные информационные массивы соц иально-экономического развития, применяемые в российской и международной статистической практике, можно утверждать, что кач ественные характеристики можно выразить через специально сформ ированную систему показателей. Предлагаем трехуровневую систему,
состоящую на первом уровне из 18 репрезентативных актуальных единичных показателей, характеризующих уровень и качество жизни
населения, на втором – из 5 интегральных показателей (индикаторов),
комплексно отражающих качественные изменения городских подс истем, на третьем – из сводного показателя (индекса устойчивого развития города), обобщающего развитие общей системы.
Сформированная система единичных и интегральных показателей объединяет статистику, отражающую состояние и развитие города
(табл. 3). Стандартизация значений с использованием пороговых нормативно-оценочных интервалов единичных показателей позволила
перейти к единой безразмерной величине для расчета интегральных
показателей.
30
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 3
С целью перехода от знания состояния системы к действию управлению предлагаем алгоритм управления устойчивым развитием,
позволяющий регулировать достижение целей каждой подсистемой и
общей системой (рис. 6).
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 6. Алгоритм управления устойчивым развитием города
Таким образом, проведение социально-экономического мониторинга города позволит решить проблему его устойчивого социальноэкономического развития города.
Выше мы показали, что подходов к пониманию и оценке кач ества городской среды в отечественной и мировой литературе существует много, однако практика показывает, что в современных условиях необходим новый подход, опирающийся на новейшие научные ра зработки, который помог бы разрешить многочисленные проблемы у рбоэкосистем.
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
На наш взгляд, это возможно только в рамках комплексного
междисциплинарного подхода, объединяющего в себе элементы физической, социально-экономической географии, биологии, экологии,
психологии, психофизиологии, технологии и других наук. Наиболее
приемлемым в комплексных исследованиях является ландшафтногеографический подход, предполагающий выявление закономерностей
формирования, строения, функционирования, динамики и эволюции,
территориальной дифференциации природных комплексов – ландшафтов. Наряду с ландшафтным (основным) подходом, при разработке
методики оценки туристско-рекреационного потенциала ландшафтов
использовались и другие подходы (см. выше).
Методика оценки качества среды обитания на территории урб оэкосистем малых и средних городов, разработанная на основе геоинформационного, ландшафтно-географического и геоэкосоциосистемного подходов, позволит объективно и обосновано перейти от «о бщих» принципов оценки территории к разработке конкретных рекомендаций в имеющихся историко-культурных, биоклиматологических,
социально-экономических, экологических и других фоновых у словиях.
При проведении мониторинговых исследований необходимо
проанализировать имеющийся комплекс природных и социально экономических факторов с использованием методов геоинформатики,
затем предусматривается экологическая оценка территории и анализ
нормативно-правовых условий оптимизации землепользования. Учитывая вышесказанное, разработанная методика исследования урб оландшафтов состоит из четырех основных системных блоков:
- анализ ландшафтной структуры территории;
- геоинформационный анализ материалов по оценке качества
среды обитания;
- анализ возможных условий и ограничений хозяйственной де ятельности;
- анализ административно-правового регулирования природопользования на территории урбоэкосистем.
Каждый из указанных блоков включает в себя от 5 до 12 элементов, по которым производится оценка каждого компонента геоэкосоциосистемы. Наглядно методику комплексных исследований урб оландшафтов можно представить в виде следующей схемы (рис. 7).
Необходимо обратить внимание на то, что данная схема может выступать как общая иллюстрация системных блоков комплексных исследований, так и в виде методики оценки качества среды обитания.
33
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 7. Системные блоки комплексных исследований оценки качества
среды обитания на основе биомониторинга и ГИС
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В качестве основных частных методик, применяемых с обязательной корректировкой применительно к региональным условиям,
используются: методики оценки литогенной основы ландшафтов Э.А.
Лихачевой и Д.А. Тимофеева и др. [Кофф, 2006]; методики оценки
биоклиматических условий В.Г. Бокша [Бокша, 1980], В.В. Богуцкого
[Воронин, 1981], В.И. Русанова, Е.Г. Головиной [Головина, 1993], А.
Миссенарда, И.К. Григорьева [Григорьев, 1996], И.Г. Парамонова,
А.Д. Дробышева [Клииматические, 2000] и др.; методика оценки ра стительного и животного мира М.П. Шилова [Шилов, 1980]; методики
оценки культурных компонентов ландшафтов Е.Ю. Колбо вского, А.В.
Кулакова [Колбовский, 2003, 2006]; методики оценки пейзажной выр азительности К.И. Эрингиса, Р.А. Будрюнаса [Эрингис, 1975], методики
экологической оценки территории, экодиагностики и расчета экологохозяйственного баланса Б.И. Кочурова [Кочуров, 2003, 2010],
А.В. Антиповой; методики оценки территориального размещения сети
организованного и самодеятельного туризма и рекреации Е.Ю. Ко лбовского [Колбовский, 2006]; методик биомониторинга [Опекунова,
2004; Захаров, 2000], а также методики оценки ограничений неэкологического характера и анализа административно -правового регулирования природопользования.
В каждом из названных аспектов оценки могут основываться на
различных принципах и критериях, наиболее полно отражающих их
особенности. При этом необходимо учитывать, что вовсе не обязательно выражать все показатели в количественной форме, к тому же
это не всегда возможно. Целесообразнее выражать все результаты в
качественных оценках, причем опыт показывает, что не всегда разумно применять излишне детальные шкалы, так как повышение точности
в этом случае часто оказывается «мнимым», а усложнение классиф икации приводит, с одной стороны, к увеличению колич ества ошибок, а
с другой – к проблемам с внедрением полученных результатов в практику.
Методик перевода количественных показателей в качественные
разработано несколько, однако применительно к нашему исследованию наиболее подходящим является следующий способ: сначала ра нжированные ряды оценок с равномерными интервалами разбиваются
на естественные классы по частоте попадания оценок в соответству ющий класс, затем проводятся границы между классами по интервалам
ряда с минимальными частотами, полученную качес твенную шкалу
превращают в десятибалльную и осуществляют простое суммирование
баллов.
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
А.В. Дроздов указывает, что «интегральная оценка потенциала
любого объекта или территории конвенциональна, поскольку она
неизбежно включает качественные показатели и может получить
осмысленную трактовку только в сравнении с оценкой потенциала
другого объекта» [Дроздов, 1999. С. 32-41]. Похожую мысль высказывает Дж. Голд [Голд, 1990]. Это означает, что, во-первых, в зависимости от детальности принятой шкалы при оценивании необходимо
иметь в поле зрения три, пять или семь объектов, и, во-вторых, что
необходимо всегда четко определять, в пределах какого региона выполняются оценка и сравнение потенциалов, поскольку от этого зависит расстановка высших и низших оценочных баллов.
Учитывая вышесказанное, ясно, что выявление и оценку качества среды урболандшафтов имеет смысл проводить как оценку сра внительную, оценивая фиксированный набор компонентов потенциала;
используя для расчета итоговой оценки качественные шкалы в их
балльной форме; вовлекая в сравнительную оценку необходимое число
объектов оценки и четко определяя территориальные рамки сравнения.
Ниже приводится анализ каждого из системных блоков изучения у рболандшафтов и оценки качества среды, используемых в нашем исследовании.
1. Анализ ландшафтной структуры территории предполагает развернутую характеристику природных условий территории. Этому блоку исследований принадлежит явное первенство, так как он является базисом, на основе которого будет (или не будет) выстраиваться вся система. В нашем понимании анализ природных и культурных
ландшафтов и их компонентов должен включать в себя ряд последовательно исследуемых элементов.
Как видно, не все элементы могут подвергаться количественной
оценке (например, невозможно количественно оценить «установление
природно-ландшафтной дифференциации»), поэтому в данном блоке
оцениваются только 7 элементов, а последний элемент является су ммой всех предыдущих. В результате мы получаем комплексную хара ктеристику потенциала ландшафтов, достоверность которой подтве рждается разнообразием применяемых методик. При этом для исследования мы предлагаем использовать только те методики, которые были
разработаны ведущими учеными, а также апробированы в ходе многолетних практических испытаний. Для балльной оценки комфортности
производится оценка всех вышеописанных элементов по десятибалльной шкале, а затем находится среднее арифметическое значение, которое наносится на соответствующую карту.
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. Геоинформационный анализ материалов по оценке кач ества среды обитания предполагает развернутую характеристику м атериалов, полученных на первом этапе работы. Геоинформационный
анализ включает в себя сбор, хранение, анализ и визуализацию информации, а также моделирование процессов, проходящих в ландша фтах.
В данном блоке исследований 2 элемента являются оценива емыми, однако оценка должна вестись с помощью разных методов. В
этом случае приоритет принадлежит картографическому методу и м етодам полевых наблюдений.
3. Анализ возможных условий и ограничений хозяйственной
деятельности является важным блоком исследований. Именно возможные ограничения экологического и неэкологического характера
могут сделать невозможной организацию хозяйственной деятельности
на данной территории. В условиях современного экологического кр изиса к анализу возможных ограничений нужно относиться очень серьезно. К сожалению, при проведении ландшафтных исследований этот
компонент часто либо вовсе выпадает из зоны внимания исследователей, либо рассматривается однобоко, охватывая лишь произвольно
выбранные характеристики. В нашем исследовании мы старались по
возможности максимально полно учесть все возможные аспекты вза имодействия хозяйственной деятельности и ландшафтов.
Основным элементом анализа возможных условий и огранич ений является проведение экологической оценки территории (экоди агностики) по методике, предложенной Б.И. Кочуровым [Кочуров, 2003]. Экологическая оценка – это определение степени пригодности (благоприятности) природно-ландшафтных условий территории
для проживания человека и какого-либо вида хозяйственной деятельности [Кочуров, 2003]. Кроме этой методики предлагается использовать и ряд других, которые в сумме могут существенно повысить э ффективность исследования.
4. Анализ административно-правового регулирования природопользования на территории урбоэкосистем, в отличие от всех
трех рассмотренных выше блоков, как правило, не рассматривается
при оценке качества условий проживания. В самом лучшем случае
речь идет о нескольких вскользь сказанных словах о том, что на терр иторию распространяются какие-либо организационно-правовые ограничения. Данное упущение со стороны исследователей нельзя не
назвать досадным. В условиях современного социума, в котором, в
обстановке отсутствия (или нарушения) нормативно -правовых актов,
идет процесс нарушения многими хозяйственниками элементарных
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
правил природопользования, в результате которых многие компоненты
ландшафтов подверглись деградации и разрушению, игнорирование
правовых вопросов недопустимо.
Включение в анализ элемента, посвященного оценке кадастр овой стоимости ландшафтов, несколько преждевременно, так как кадастровые планы только еще создаются, однако в течение ближайших
лет эта работа должна быть в основном закончена, а результаты ее
должны будут использоваться в практике исследований. На данный же
момент можно говорить только о качественной характеристике стоимости ландшафтов, подтверждая ее результатами экспертной оценки.
Для балльной оценки административно-правового регулирования природопользования производится оценка всех вышеописанных
элементов по десятибалльной шкале (с учетом высказанных зам ечаний
оценка может быть не всегда корректной), а затем находится среднее
арифметическое значение, которое наносится на соответствующую
карту.
В результате проведения работ по предложенной методике становится возможной комплексная оценка среды на территории урб оландшафтов, причем все полученные результаты выражаются колич ественно по разработанным шкалам и могут быть нанесены на соотве тствующие карты территории. Таким образом, на основании разраб отанной методики становится возможным научно обоснованное ра йонирование территории по комфортности условий проживания, а та кже
создание специальных геоинформационных систем. В результате выстраивается комплексная система методов и подходов разных нау чных
направлений, ориентированная на достижение цели разработки и
апробации методики оценки качества среды обитания на геоинформ ационной основе и базе биомониторинга, определения алгоритма ее
использования для решения прикладных задач ландшафтного планирования и определения перспектив устойчивого развития малых и
средних городов.
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1.5. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ГО РО ДСКО Й СРЕДЫ НА
ГЕО ИНФО РМАЦИО ННО Й О С НО ВЕ
Геоинформационные технологии все глубже проникают в ра зные сферы жизни современного общества [Капралов, 2008]. Основной
причиной этого процесса является то, что объем обрабатываем ой информации достиг пределов возможностей человеческого мозга. В р езультате возникают и развиваются системы управления информацией:
кибернетика, информатика, средства управления базами данных и ге оинформационные системы (ГИС). Теоретические и прикладные а спекты создания ГИС разрабатывает геоинформатика – научная дисциплина, изучающая принципы, технику и технологию получения, накопления, передачи, обработки и представления данных как средство получения на их основе новой информации и знаний о пространственновременных явлениях [Тикунов, 2004]. ГИС активно используются аварийными службами, МЧС, милицией, бизнес-структурами, муниципальными органами, промышленными организациями, а также в пр иродопользовании и образовании.
Основным методом геоинформатики является пространственный анализ. Пространственный анализ включает в себя три основных
компонента:
- Система Глобального Позиционирования (GPS);
- Дистанционное Зондирование (Remote Sensing – RS)
- Геоинформационные Системы (Geographic Information Systems
– GIS) – аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий сбор,
хранение, анализ, визуализацию и печать пространственно распределенных данных.
Актуальные проблемы рационального природопользования
напрямую связаны с концепцией устойчивого развития и связанными с
ней проблемами отношения человека с окружающей природной ср едой и повышения эффективности неразрушающего использования
природных ресурсов. Экологический анализ территории относится к
современным высоко технологичным направлениям пространственн ого анализа, опирающегося на космическую дистанционную информ ацию, технологические средства геоинформационных систем, матем атические методы анализа и целенаправленные, строго обоснованные
полевые исследования [Трифонова, 2005]. В современных у словиях
геоэкологический анализ приобретает ведущее значение в организации
и обосновании хозяйственной деятельности и становится необходимой
составной частью проектирования. К тому же он является важной сф е-
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
рой коммерческой деятельности, определяя развитие программных
средств ГИС, анализа данных, моделирования и экспертизы.
Современные специалисты должны в совершенстве владеть новыми геоинформационными технологиями, без которых невозможно
создание современного коммерческого продукта. Однако существу ющие технические средств и математический аппарат анализа данных
эффективны только в руках компетентных экспертов, понимающих
природные процессы, экономические, экологические и социальные
аспекты отношения человека к среде и используемым ресу рсам [Новаковский, 2000]. Разнообразие вариантов оценок, методов
составления высококачественных карт, высокосовершенных моделей
для расчетов возможных последствий может быть очень велико, однако в каждом конкретном случае из всего этого множества нужно выбирать максимально простой, но достаточный для данных условий и
конкретной задачи вариант решения, отвечающий международным
стандартам.
К настоящему времени разработаны различные программные
продукты, ориентированные на инженерное решение задач экологии,
природопользования, ландшафтного планирования, проектирования и
управления [Сборник, 2005]. Особое место занимает это направление в
ландшафтном управлении лесным и сельским хозяйством, проектир овании систем охраняемых природных территорий и территориальном
планировании [Тикунов, 1997]. Программные продукты имеют различное целевое назначение и выполняют как функции экспертных с истем, так и динамических моделей, ориентированных на различные
иерархические уровни и позволяющие рассчитывать оптимальную
схему действий в пространстве и во времени. При этом степень владения многими сотрудниками учреждений и организаций современными
методиками пространственного анализа территории, основанными на
дистанционной информации и ГИС-технологиях, недостаточна [Тикунов, 2004]. Существует явное отставание современных отечественных
работ в области экологии и природопользования от зарубежных как в
части программного обеспечения, так и в доступном диапазоне методов исследования [Основы, 2004].
Основными источниками пространственной информации при
проведении исследований по оценке качества городской среды являются:
- космическая спектрозональная съемка;
- цифровая модель рельефа;
- аэрофотосъемка;
- топографические и тематические карты;
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- полевые исследования.
Основными методами анализа пространственной информации
являются:
- геоинформационные системы;
- обработка дистанционной информации;
- GPS – технологии;
- статистический анализ.
Типовая логическая схема использования дистанционной информации, цифровой модели рельефа и материалов биомониторинга
при тематическом картографировании урболандшафтов и оценке качества среды обитания приведена ниже.
Использование инструментария ГИС делает возможным анализ
больших объемов информации и представление полученных данных в
наглядном виде. При проведении исследований по оценке качества
среды обитания предполагается использование возможностей ГИС
ArcGIS, ArcView GIS, MapInfo, AutodeskMap, Surfer, Erdas Imagine и
других, а также данных дистанционного зондирования.
На основании анализа современных геоинформационных с истем становится возможной разработка геоинформационных проектов
по оценке качества среды обитания, которая может быть представлена
в следующем виде:
1. Определение плана работ.
2. Сбор первичной информации (работа в архивах, фондах, библиотеках и др.).
3. Проведение полевых исследований, определение координат
ключевых точек, формирование архива фотоизображений.
4. Регистрация растрового изображения (топографической ка рты).
5. Координатное геокодирование.
6. Оцифровка зарегистрированного изображения средствами
ГИС.
7. Построение таблиц атрибутивных характеристик.
8. Ввод пространственных и связанных с ними атрибутивных
данных.
9. Коррекция и уточнение полученных материалов.
10. Окончательное оформление карты и ее публикация.
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 8. Логическая схема использования дистанционной информаци и,
цифровой модели рельефа и материалов биомониторинга при тематическом картографировании урболандшафтов и оценке качества
среды обитания
В результате выполненной работы разрабатывается методика
создания ГИС городов, первым пунктом которой является составление
общего плана работ.
На втором этапе проводился сбор первичной информации о с остоянии ландшафтов с использованием методов биомониторинга, р абота в архивах, изучение фондов и др.
42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 9. Принципиальная схема алгоритма создания ГИС -проектов по
оценке качества городской среды
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Третьим этапом является проведение полевых исследований,
которые осуществлялись с использованием портативного навигатора
GPS, позволявшего получать координаты местонахождения объекта с
точностью до 3-4 м. В ходе работы получаются географические координаты ключевых точек изучаемой территории и основных объектов в
системе WGS 84. Также делаются цифровые фотографии, пригодные
для использования в ГИС.
Камеральная работа начинается с регистрации полученного
растрового изображения (его преобразования из условной системы
координат, в систему координат, связанную с поверхностью). Регистрация проводится с использованием встроенных средств ГИС
(ArcGIS 10.0, MapInfo Professional 7.5 и др.). На растровой подложке
отмечаются ключевые точки объекта и вводятся соответствующие им
значения географических координат, полученные с использованием
портативного GPS-навигатора. После проведения регистрации изо бражения становится доступной процедура определения расстояний и
площадей.
Следующим этапом является координатное геокодирование
объектов, которое представляло собой компьютерный вариант накалывания булавок на настенную карту. В ГИС вводятся значения широты
и долготы каждого объекта, которые затем отображаются на зарегистрированной карте.
Шестой этап – оцифровка зарегистрированного изображения
средствами ГИС – создаются отдельные слои, содержащие информ ацию об отдельных компонентах ГИС: растровая подложка, изолинии
высот, места проведении исследований, очаги экологической напр яженности и др.
После создания карты составляются и заполняются таблицы атрибутивных характеристик (базы данных).
На завершающих этапах работы проводятся корректирующие
мероприятия, исправляются ошибки и неточности. ГИС оформляются
в печатном и электронном варианте, пригодном для размещения в сети
Internet и использования в интерактивном режиме.
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2. ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ПРОЕКТОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
2.1. ОБЗО Р СПЕЦИАЛИЗИРО ВАННЫХ ГИС-ПРИЛО ЖЕНИЙ
На российском рынке активно используются около двадцати
геоинформационных систем, которые можно считать полнофункци ональными, то есть позволяющими выполнять весь спектр работ по
сбору, хранению, обработке и визуализации информации. Среди них
можно выделить как отечественные, так и зарубежные разработки [Тикунов, 2005]:
ГИС зарубежного производства:
- ArcGIS 10.0;
- ArcView 3.3;
- MapInfo Professional;
- GeoMedia Professional;
- Autodesk Map 3D;
- WinGIS.
ГИС отечественного производства:
- ГеоГраф;
- ГИС «Карта», Панорама;
- Zulu;
- WinPlan.
Ниже приведены результаты анализа функциональных возможностей геоинформационных систем, необходимых для проведения и сследований по оценке качества среды обитания на территории урб оэкосистем малых и средних городов.
Все названные системы работают на платформе Windows, только некоторые из них могут работать под управлением других операционных систем (например, ArcView – UNIX). Всеми системами поддерживается обмен пространственной информацией (экспорт и импорт) с
большинством ГИС и САПР посредством основных обменных форм атов (SHP, E00, MIF, DWG, DXF, WMF и др.). при этом только отечественные системы поддерживают российские форматы F1M (Роскартография) и SXF (Военно-топографическая служба).
Все названные системы обеспечивают работу с растровой информацией, в частности. С форматами TIFF, JPEG, GIF, BMP, WMF.
Профессиональные ГИС позволяют работать с несколькими десятками
форматов растровых данных, в том числе в формате GeoTIFF, позволяющем передавать информацию о привязке растра к реальным ге ографическим координатам.
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Большинство форматов данных в ГИС являются «закрытыми»,
то есть карту, созданную в одной системе, Вы не сможете открыть и
редактировать в другой. Выбор программного обеспечения обуславливается следующими основными факторами:
- стоимостью (именно этот момент является ключевым);
- функциональными возможностями;
- простотой использования.
В приложении приведена характеристика наиболее функциональных программных продуктов. На основании анализа ГИСприложений, наиболее подходящих для оценки качества среды обитания на территории урбоэкосистем, определено, что наибольшие возможности исследователям предоставляют полнофункциональные ге оинформационные системы ArcGIS 10.0, ArcView GIS 3.3 и MapInfo
Professional. Кроме того предлагается использовать программное обеспечение для моделирования компонентов геосистем (Surfer 8 и др), а
также дешифрирования данных дистанционного зондирования (Erdas
Imagine 8 и др.). Основным источником пространственной информ ации
являются
ресурсы
системы
Landsat
(http://www.landsat.org/worldclickmap.html).
2.2. ARC GIS (ESRI)
Среди всех ГИС, распространенных в России, наиболее развитыми функциональными возможностями обладает ArcGIS, которая
представляет собой семейство программных продуктов американской
компании ESRI (Environmental Systems Research Institute – англ. Институт исследования систем окружающей среды). Последняя версия
программы имеет номер ArcGIS 10. Структура этой ГИС представляет
собой совокупность модулей, каждый из которых предназначен для
выполнения специфических функций и поставляется отдельно. Осно вными инструментами являются ArcMap – средство создания и редактирования карт, ArcCatalog – средство управления данными,
ArcToolbox – средство управления дополнительными модулями пр ограммы, а также ArcReader – бесплатная программа для просмотра
карт. ArcGis 10 может поставляться в трех основных лицензиях
(ArcView, ArcEditor и ArcInfo). Среди наиболее распространенных м одулей необходимо выделить Spatial Analyst, предназначенный для проведения пространственного анализа, основанного на данных в растр овом формате; и 3D Analyst – модуль для трехмерного моделирования и
визуализации.
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 10. ArcGIS 10 (ESRI)
Функциональные возможности ArcGIS 10 практически неограниченны, с его помощью можно выполнить проект любой сложности,
имеется русская локализация программы и большое количество спр авочной литературы. Но при этом данный продукт сложен в осво ении и
имеет очень высокую цену.
Рис. 11. Фрагмент ГИС «Шуйский уезд Владимирской губернии», созданной в ArcGIS 10
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Примерная стоимость базового набора инструментов составляет
более 2500 у.е., а полный комплект программы обойдется Вам как м инимум в 30000 у.е. Именно по этой причине ArcGIS является эталоном
программного обеспечения ГИС, но при этом на практике используется редко.
2.3. MAPINFO (MAPINFO CO RP.)
Основным конкурентом компании ESRI на российском рынке
является компания MapInfo Corp, которая в 1987 году разработала ГИС
MapInfo Professional (текущая реализация носит номер 10.5). Благодаря
простоте интерфейса, богатым функциональным возможностям и ум еренной стоимости MapInfo Professional стала самой массовой геоинформационной системой в нашей стране.
Рис. 12. MapInfo Professional 7.5
Структура меню и основные функции программы приближены к
распространенным офисным программам, что облегчает работу с ГИС.
Система дополнительных модулей в MapInfo Professional не такая развернутая и функциональная, как в ArcGIS, но вполне достаточная для
большинства задач и при этом легкая в использовании. Система позволяет проводить весь спектр работ по созданию ГИС-проекта от привязки растра до публикации результатов с помощью бесплатной пр ограммы ProViewer.
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 13. Фрагмент ГИС «Шуйский некрополь», созданной в ГИС
MapInfo Professional 7.5
Традиционным для коммерческих ГИС недостатком MapInfo
Professional является высокая стоимость продукта: базовая версия пр ограммы стоит около 3000 у.е. Но при этом функциональные возможн ости программы не уступают более дорогому ArcGIS.
2.4. ERDAS IMAGINE (ERDAS INC .)
Помимо полнофункциональных ГИС необходимо остановиться
на программах, которые позволяют качественно проводить отдельные
геоинформационные операции, но при этом не обладают полным
набором функций, характерных для большинства коммерческих пр одуктов. Среди наиболее популярных программных продуктов такого
рода необходимо назвать ERDAS IMAGINE, разработанный компанией ERDAS Inc.
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 14. ERDAS IMAGINE 9.1
Программа предназначена для работы с растровыми данными, в
первую очередь, данными дистанционного зондирования Земли (ко смоснимками). Ее отличает грамотно организованный интерфейс, а
также большое количество востренных алгоритмов для анализа ко смоснимков. Кроме того, ERDAS IMAGINE способен конвертировать
большое количество популярных ГИС-форматов, а также просматривать как растровые, так и векторные ГИС-проекты.
Рис. 15. Пример расчета индекса NDVI в ERDAS IMAGINE
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Стоимость программы превышает 4000 у.е.
2.5. S URFER (GO LDEN S O FTWARE)
Среди основных инструментов пользователя ГИС необходимо
выделить небольшую программу Surfer, которая, не являясь по своей
сути полнофункциональной ГИС, позволяет проводить широкий
спектр операций по анализу пространственных данных.
Рис. 16. Surfer 8
Главным достоинством Surfer является то, что он позволяет
проводить анализ данных, представленных в электронных таблицах
MS Excel, не имеющих пространственной привязки. Программа проста
в работе и позволяет обойтись без использования громоздких и дор огих модулей для трехмерной визуализации данных, включенных в
«большие» ГИС.
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 17. Пример построения цифровой модели рельефа и анализа п оверхности ареала распространения ребристых морен, выполненного с
использованием Surfer 8
Однако нужно учитывать факт, который часто игнорируется исследователями [Силкин, 2008], – Surfer был разработан для анализа
распределения веществ и газов, поэтому переносить его результаты на
земную поверхность нужно с определенной долей осторожности.
Примерная стоимость программы около 800 у.е.
2.6. QGIS (QGIS)
До последнего времени существовавшие бесплатные ГИС обладали крайне слабым арсеналом доступных функций. Пользователям
приходилось использовать связки из нескольких бесплатных программ
(Shpview, GISExplorer, ETGeoWizards и др.). При этом проявлялись все
проблемы, характерные для трансформации данных и преобразования
форматов. Ситуация резко изменилась после появления на рынке пр ограммы Quantum GIS (QGIS). Текущая реализация программы имеет
номер 1.6 и может быть совершенно бесплатно скачана с сайта производителя http://qgis.org.
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 18. QGIS 1.6.0
На первый взгляд кажется удивительным, что продукт такого
высокого класса распространяется бесплатно. Основной причиной такого «подарка» является то, что программа выпускается под Стандар тной Общественной Лицензией (GNU) и изначально была разработана
для операционной системы Linux. Версии, работающие под Windows,
также сохранили бесплатный статус.
Такое большое внимание к условиям использования QGIS вызвано тем, что на сегодняшний день это лучшее программное обеспечение для выполнения учебно-научных исследований. Оно содержит
модули, необходимые для проведения всех этапов работы: от регистрации растрового изображения и создания системы слоев до геои нформационного анализа и экспорта готового изображения. Помимо
бесплатности и функциональности QGIS имеет две важные характеристики: обладает наиболее «дружественным» русифицирова нным (!)
пользовательским интерфейсом из всех распространенных ГИС и п озволяет работать с самым популярным форматом данных в ГИС –
шейп-файлами системы ArcGIS/ArcView. То есть карту, созданную в
ArcGIS, Вы сможете послойно открыть в QGIS, и наоборот.
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 19. Интерфейс QGIS
Бесплатный статус программы проявляется только в том, что ее
дистрибутив не содержит учебных материалов, но этот недостаток
легко компенсируется наличием большого количества шейп-файлов в
сети Интернет.
2.7. GO O GLE EARTH (GO O GLE)
Google Earth еще одна бесплатная, но достаточно функциональная программа, занимающая достойное место в арсенале разработч иков ГИС-проектов. Главным отличием этой программы от других геопорталов является то, что она запускается не в обычном браузере (как
Google Maps), а является самостоятельным приложением. Это позволило значительно повысить функциональные возможности. Например,
в Google Earth реализованы функции просмотра исторических снимков, имитации полета на самолете, а также размещения в проекте
трехмерных объектов, создаваемых средствами Google SketchUp.
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 20. Google Earth 5.2
К классическим ГИС Google Earth отнести трудно, так как она
предназначена только для работы с космоснимками уже внесенными в
базу данных, доступа к которой у пользователей нет. Однако все о сновные элементы и функции ГИС в ней реализованы. Google Earth является одной из лучших программ для создания геоинформационных
порталов, так как содержит ДДЗЗ всей поверхности Земли в очень хорошем качестве.
2.8. У СЛО ВИЯ ПО ЛЬЗО ВАНИЯ ГИС
Подавляющее большинство ГИС являются платными программами, причем стоят они очень дорого. Поэтому при выборе программных продуктов для проведения исследования необходимо делать непростой выбор между функциональностью коммерческих программ и
доступностью бесплатных. Ближе всего к идеальному сочетанию этих
параметров подходит QGIS, которая позволяет решать подавляющее
большинство практических задач. Однако при анализе космоснимков
сложно обойтись без ERDAS IMAGINE, а анализ поверхностей лучше
всего проводить в Surfer.
Лучшим вариантом работы является использование пробных
версий программ, которые можно найти на сайтах производителей.
Пробные версии работают, как правило, 30-60 дней и позволяют полноценно выполнить проект. Затем программу необходимо удалить с
компьютера. При необходимости можно повторить процедуру установки. Это трудоемкая операция, но она позволит сэкономить значи-
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тельные средства и выполнить работу по созданию ГИС-проекта на
высоком уровне.
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. АЛГОРИТМ СОЗДАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ
ПРОЕКТОВ УРБОЭКОСИСТЕМ
3.1. АЛГО РИТМИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕДУРЫ СО ЗДАНИЯ ГИС-ПРО ЕКТА
В первом разделе мы уже говорили о том, как создается ГИСпроект оценки качества городской среды и какие части в него входят.
При проведении учебных и научных исследований помимо просмо тра
графической и табличной информации часто возникает необходимость
в анализе данных. С учетом этого на следующем рисунке представлен
обобщенный алгоритм создания ГИС-проекта. Конкретный проект
может содержать какие-либо дополнительные блоки или не содержать
тех, которые приведены здесь, но общая схема останется прим ерно
такой.
Рис. 21. Алгоритм создания ГИС-проекта
Выполняя работу по приведенному алгоритму легко создать
ГИС-проект, а также провести аналитическую работу и представить ее
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
результаты в наглядном виде. Ниже будет представлен пример создания ГИС-проекта для территории города Шуя Ивановской области.
3.2. ИСХО ДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ С О ЗДАНИЯ ГИС-ПРО ЕКТА?
Выбор исходных материалов для проведения исследования
определяется целями и масштабом работы. Если проект посвящен изучению природных условий какого-либо небольшого участка территории (площадью несколько квадратных километров), то лучшим выб ором будут данные дистанционного зондирования Земли, бесплатные
варианты которых позволяют детально анализировать объекты разм ером крупнее 15 м (Landsat и др.). Если проект предназначен для анализа территории городского округа (десятки квадратных километров) с
высокой степенью застройки, то лучше всего остановиться на топографических картах крупного масштаба, так как космоснимки будет
сложно дешифрировать. При рассмотрении территории муниципального района (сотни квадратных километров) потребуются карты масштаба 1:200000 или 1:500000. Анализируя Субъект Федерации или
Россию в целом, эффективными будут мелкомасштабные карты. То же
относится и к исследованиям в масштабе всей Земли.
В
подавляющем
большинстве
случаев
экономикогеографические исследования проводятся в намного более мелком
масштабе, чем физико-географические и геоэкологические. При выполнении проектов историко-географической направленности логичным представляется использование в качестве топографической основы карт, выпущенных в XVIII-начале XX века. Качество картографического отображения на них часто оказывается неожиданно хорошим.
При этом современные ГИС позволяют совмещать карты разных лет
выпуска и анализировать их совместно. Пример подобного проекта
будет приведен ниже.
Во всех случаях, когда требуется проведение анализ рельефа,
необходимо выбирать карты в максимально крупном масштабе.
Помимо картографических данных для выполнения проекта потребуются результаты проведенных исследований, которые будут являться основным содержанием атрибутивных таблиц. Для наполнения
таблиц используются материалы полевых исследований, статистич еские показатели, фотографии, базы данных, архивные и фондовые источники и т.д.
Какой бы набор исходных материалов не использовался нужно
стремиться к тому, чтобы максимально синтезировать разные исто чники информации. В этом случае снижается вероятность ошибок и
повышается информативность проекта.
58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.3. ВЫБО Р ПРО ГРАММНЫХ СРЕДСТВ
Важным моментом является выбор программного обеспечения
для создания ГИС-проекта, от которого зависит функциональность и
объективность данных. В качестве примера приводится ГИС территории среднего города Шуя Ивановской области по материалам топографической карты, космоснимка и данных полевых исследований.
Предполагается, что этап сбора первичной информации пройден
и в нашем распоряжении имеются все необходимые картографич еские
материалы и результаты исследовательской работы. Теперь пора перейти к настройке программного обеспечения. Выше мы уже договорились, что будем использовать в своей работе QGIS, поэтому необходимо познакомиться с этой программной поближе.
3.4. ПО ЛЬЗО ВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС QGIS
Непосредственно наша работа начинается с получения дистр ибутива (установочного комплекта) программы QGIS. К счастью бесплатный статус программы делает данную процедуру предельно пр остой. На сайте компании QGIS Вы в любой момент можете скачать
последнюю версию программы (http://www.qgis.org/wiki/Download).
Запустите установочный файл и дождитесь, пока программа
установки скопирует и сконфигурирует файлы.
Рис. 22. Установка QGIS
59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
После завершения установки на рабочем столе и в списке уста-
новленных программ появится ярлык программы.
Двойной щелчок по ярлыку запустит программу. Однако после
первого запуска программа может иметь английский интерфейс. Для
установки русского языка в меню «Установки» (Options) нужно выбрать опцию «Параметры» (Parameters) и установить русский язык на
вкладке Язык (Locale).
Рис. 23. Интерфейс QGIS при первом запуске
Пользовательский интерфейс QGIS прост, но при этом довольно
функционален. В верхней части находится главная панель, которая
служит для доступа ко всем доступным операциям.
Рис. 24. Главная панель QGIS
Для быстрого доступа к функциям программы служат дополнительные панели.
Рис. 25. Панели Файл, Управлений слоями, Оцифровка
Рис. 26. Панели Навигация, Подписи, Растр, GRASS
60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 27. Панели Дополнительные функции оцифровки, Атрибуты
Рис. 28. Панель Модули
Рис. 29. Панель Свойства проекта
Дополнительные панели можно размещать по своему усмотрению с помощью инструмента «Управление панелями». Для его активизации просто щелкните правой кнопкой мыши в любом свобо дном
месте панели управления QGIS.
Рис. 30. Диалог «Управление слоями»
Можно настроить интерфейс QGIS любым удобным образом. В
любой момент времени можно как включить, так и отключить каждую
панель инструментов.
3.5. РЕГИСТРАЦИЯ ИЗО БРАЖЕНИЯ
Первым этапом работы будет привязка отсканированной карты
исследуемой территории к географическим координатам. Для этого в
меню «Модули» запускаем инструмент «Привязка растров». Выбираем
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
первый пункт меню «Открыть растр» и указываем адрес к отсканир ованной карте. Изображение должно открыться в окне программы.
Привязку растра проще всего проводить к прямоугольным координатам, точные значения которых легко найти на пересечении линий координатной сетки.
Рис. 31. Привязка растров.
Выберите инструмент «Добавить точку» и укажите им на пер есечение квадратов. Затем введите значения координат, соответству ющие этой точке. Обратите внимание на то, что в прямоугольной системе координаты вводятся в метрах. Таким образом, координата Х (до лгота) имеет значение 7642000, а координата Y (широта) – 6309000. Три
последних нуля в записях значений координат появились потому, что
на карте значения указаны в километрах, которые нам потребовалось
перевести в метры. После нажатия на кнопку «ОК», на карте отобр азится введенная точка, а в нижней части окна привязки растра отобразятся ее координаты.
Подобным образом нужно ввести координаты как минимум
трех-четырех точек в разных частях изображения и одной в центре. В
этом случае компьютер сможет точно определить координаты каждого
пикселя изображения. Чем больше точек привязки введено, тем точнее
будут результаты.
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 32. Привязка точек. Точки привязки отмечены на карте, значения
координат отображены в нижней части окна
После расстановки точек привязки необходимо в меню «Пар аметры» выбрать инструмент «Параметры тр ансформации».
Рис. 33. Привязка точек. Установка проекции
В поле «Целевой растр» введите имя привязываемого растра
(оно вводится автоматически и имеет вид имя_modified.tif). Также обязательно нужно выбрать целевую систему координат. QGIS предлагает
несколько сотен координатных систем. Так как привязывается топографическая карта, выбирается проекция, находящаяся в разделе
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
«Прямоугольные системы координат/Transverse Mercator/Pulkovo
1942/Gauss-Kruger zone 7». Номер зоны проекции Гаусса-Крюгера
определяется по первой цифре в записи долготы. После введения всех
этих установок нужно обязательно поставить отметку в поле «Создать
файл привязки». Теперь все готово для проведения привязки растра.
Нажимаем на кнопку «Начать привязку растра» главного меню модуля. В папке с привязываемым растром должен появиться файл с им енем исходного файла и расширением *.wld – это файл привязки, в котором хранится информация о координатах крайних точек изображ ения и используемой системе координат.
Теперь можно закрыть модуль привязки растра. При этом будет
предложено сохранить введенные точки привязи. В главном меню
QGIS выберите «Слой/Добавить растровый слой» и выберите привязанный растр. Он должен открыться, а в менеджере слоев появится
название введенного слоя.
Для корректного измерения расстояний и площадей нужно
установить проекцию карты так, чтобы она совпадала с проекцией
привязанного файла. Для этого в меню «Установки» выберите пункт
«Свойства проекта» и установите используемую проекцию. Все коо рдинаты и расстояния должны быть отображены точно. Проверьте это
на панели «Свойства проекта» в нижней части экрана.
Рис. 34. Результат привязки растра
Исходный растр привязан и помещен в программу, теперь имеется возможность измерить ряд геостатистических параметров.
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ О СНО ВНЫХ ПРО СТРАНСТВЕННЫХ ПАРАМЕТРО В
ПРИВЯЗАННО ГО РАСТРА
Одной из важных функций геоинформационных систем являе тся возможность определения координат каждой точки изображения.
После проведения регистрации нужно переместить указатель мыши на
точку, координаты которой нужно определить. Точные значения коо рдинат отобразятся на панели свойств проекта. Там же указывается текущий масштаб карты.
Измерить расстояния на карте можно с помощью инструмента
«Измерить линию», расположенного на панели «Атрибуты». Ва м нужно выбрать инструмент измерения расстояний и отметить начальную и
конечную точку линии. В появившемся диалоговом окне будет отображено значение расстояния, выраженное в тех единицах измерения,
которые установлены в свойствах проекта.
Рис. 35. Измерение расстояний
Многие ГИС-проекты создаются только для определения расстояний и площадей. Поэтому если главной целью было опр еделение
картографических параметров привязанного растра, то работу можно
считать выполненной. Процедура привязки изображения опер ативна и
легко выполняется даже начинающими пользователями.
3.7. СО ЗДАНИЕ ГРАФИЧЕСКО Й ЧАСТИ ПРО ЕКТА
Для проведения векторизации карты потребуется разработать
структуру слоев. Это ответственный этап работы, так как именно от
него во многом зависит итоговый результат. Дело в том, что можно все
линейные объекты (реки, каналы, мелиоративные канавы и др.) пом е65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
стить в один слой «Гидрография», а можно разнести по разным. Определив то, какие объекты будут подвергаться оцифровке, можно пр иступать к созданию векторных слоев.
Выберите команду «Слой/Создать/Создать новый shape-файл».
В категории «Тип» нужно выбрать то, какие объекты будут отобр ажаться в слое. Разместить в точечной теме линии или полигоны не п олучится, поэтому отнеситесь к этому выбору внимательно. Затем нужно установить систему координат, которая должна точно соответствовать системе координат проекта. Имя первого поля таблицы выбирае тся произвольно, но лучше использовать английские символы, так как
при открытии файла в какой-либо другой программе русский текст
может читаться некорректно. В нашем примере поле таблицы имеет
название River_Line. Поля «Тип», «Размер», «Точность» и «Атрибуты»
нужны для работы с таблицами, потом можно будет их изменить.
Рис. 36. Диалог создания нового векторного слоя
После выбора установок запускается диалог сохранения файла.
Нужно указать папку, в которой будет находиться проект.
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 37. Папка с сохраненным shape-файлом (подписан тип содерж имого каждого элемента)
Обратите внимание на то, что один shape-файл состоит из пяти
или более файлов, каждый из которых имеет одно и то же название и
разные расширения. В этих файлах хранится графическая и табличная
информация, а также сведения о связях между ними. Еще раз повторим: «Один shape-файл состоит из нескольких отдельных файлов на
жестком диске компьютера». Эта особенность хранения данных в
ГИС часто вызывает затруднения у начинающих пользователей.
Теперь можно начать оцифровку карты. В качестве первого
объекта векторизации выше мы создали слой с речной сетью линейного типа. Теперь нам нужно включить его в содержание нашего прое кта. Выбираем меню «Слой/Добавить векторный слой» и в открывше мся окне выбираем слой River_Line.shp. После этого он добавится в
список панели «Слой». Теперь можно включить или отключить отображение этого и любого другого слоя, соответственно изменится вид
карты.
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 38. Включенный слой River_Line в панели «Слои»
Для начала создания водных объектов нужно выделить название
слоя в менеджере и войти в режим редактирования (нажать на кнопку
«Слой/Режим редактирования»). После этого станут доступными
функции панели «Оцифровка». Наиболее функциональным является
инструмент «Создать линию», который изменяет вид в зависимости от
того какой тип слоя выбран (точка, линия и полигон). Инструментом
«Создать линию» обводим оцифровываемую реку Зиновка, поочередно указывая на разные точки линии и шелкая левой кнопкой мыши.
Когда линия подходит к краю экрана, стрелками на клавиатуре мы
перемещаем изображение и продолжаем оцифровку. После достижения конца линии щелкаем правой кнопкой мыши и открываем окно
ввода атрибутов. Если цифровые или текстовые данные мы пока не
вводим, то оставляем это поле пустым и продолжаем оцифровку. В
том случае, если точка выставлена неправильно, инструментом «Редактирование узлов» она выделяется и перетаскивается указателем
мыши. Также можно создавать дополнительные (щелкая левой кнопкой мыши в свободном месте линии) или удалять существующие то чки (выделяя их и нажимая на клавишу Delete).
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 39. Оцифровка реки Зиновка
Таким же образом проводится оцифровка точек и полигонов.
Нужно учитывать то, что некоторые объекты могут на одной своей
части быть линейными, а на другой – полигональными (например, реки). В этом случае придется создавать два разных слоя и вносить в них
части объекта.
Рис. 40. Совмещенные слои ГИС «Шуя»
В результате должна получиться иерархия тематических слоев,
каждый из которых посвящен определенному типу объектов. Совокупность слоев ГИС «Шуя» представлена на рисунке.
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.8. СО ЗДАНИЕ АТРИБУТИВНЫХ ТАБЛИЦ
Создание электронных таблиц, каждая строка которых связана с
графическим объектом на географической карте, является одним из
важнейших этапов разработки ГИС-проекта. Атрибутивная таблица
каждого слоя в QGIS создается автоматически при создании shapeфайла (этот шаг мы рассматривали выше). Можно задать названия
столбцов (поля) и определить их тип. В QGIS имеется возможность
определить три типа данных, вносимых в таблицу: целое число, дес ятичное число и текст. Если для поля определен какой-нибудь тип, то
ввести данные другого рода в ячейку будет невозможно, например, в
числовое поле нельзя поместить текст.
Если уже есть созданная таблица, и необходимо изменить ее
структуру и добавить поле, то нужно выбрать слой в соответствующей
панели, войти в режим редактирования и в контекстном меню слоя
(вызываемом правой кнопкой мыши) указать пункт «Открыть таблицу
атрибутов». В нижней части открывшейся таблицы необходимо выбрать пункт «Добавить поле» и установить все требуемые пар аметры.
Особо нужно остановиться на пунктах «Размер» и «Точ ность». Размер
– это количество знаков, которое планируется вводить в ячейку таблицы. Для текстового поля можно вводить до 256 символов. Для целых
чисел максимальная длина составляет 10 знаков, а для десятичных – 20
знаков до и 5 после запятой (определяется в разделе «Точность»). После нажатия на кнопку ОК поле будет добавлено в таблицу и в режиме
редактирования можно вводить соответствующие значения.
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 41. Добавление поля в атрибутивной таблице
Ввод атрибутивных данных проводится двумя основными способами:
1. После размещения на карте объекта (точки, линии или полигона) на экране появляется окно, в котором можно ввести все атриб утивные характеристики;
2. После создания объекта в диалоге «Атрибуты» данные не
вводятся, а поля заполняются позже в режиме редактирования таблицы.
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 42. Два способа ввода данных в атрибутивные таблицы. Вверху –
через диалог «Атрибуты», внизу – через таблицу атрибутов.
Обязательно нужно следить за тем, чтобы при изменении та блицы был включен режим редактирования. Сохранение изменений в
таблице осуществляется при выполнении команды «Сохранить пр оект» в меню «Файл».
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.9. КО МПО НО ВКА ГИС-ПРО ЕКТА
QGIS позволяет проводить компоновку карты с помощью инструмента «Создать макет», расположенного в меню «Файл». После
запуска окна управления макетами необходимо выбрать функцию
«Добавить карту» и на условном листе бумаги обвести ее границы.
После этого изображение будет размещено на рабочем листе. С пом ощью кнопок «Добавить легенду», «Добавить фигуры», «Добавить
текст» и многих других можно разместить на листе все необходимые
элементы, оформить надписи и рамки. Точная компоновка карты ос уществляется с помощью инструментов «Выбрать/переместить элемент» и «Переместить содержимое элемента».
Рис. 43. Компоновка карты
Сохранение изображения осуществляется с помощью меню
«Файл/Экспорт в изображение». Итоговая карта может быть сохранена
во всех популярных графических форматах (*.jpg, *.tiff, *.bmp). Важно
отметить, что карту можно сохранить в популярном формате *.pdf.
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.10. ПРО СТРАНСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ В QGIS
Теперь мы можем перейти к самому захватывающему аспекту
использования ГИС – пространственному анализу. Несмотря на свой
бесплатный статус QGIS позволяет проводить широкий спектр работ
по анализу данных, введенных в атрибутивные таблицы. Одной из
наиболее востребованных операций является расчет геостатистики –
определение площади, периметра и других параметров объектов.
Для определения площади полигона любой формы необходимо
выбрать название соответствующего слоя и с помощью инструмента
«Определить объекты» указать измеряемый объект. В откры вшемся
окне «Результаты определения» необходимо выбрать раздел «Выведенные», в котором отображается площадь объекта.
Рис. 44. Определение площади полигона неправильной формы (площадь
выбранного полигона составляет 4,107 га)
Важным элементом анализа рельефа территории является пр оведение морфометрического анализа. Для этого необходимо выпо лнить интерполяцию растра – построить цифровую модель рельефа. С
помощью QGIS эта работа не является такой сложной, как во многих
других ГИС. Прежде всего, необходимо выбрать инструмент «Модули/Интерполяция» и настроить основные параметры.
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 45. Модуль интерполяции
Особое внимание нужно уделить выбору атрибута интерполяции – поля таблицы, в котором приведены значения высоты. После
окончания интерполяции нужно выбрать функцию «Локальное растяжение гистограммы» – отобразится цифровая модель рельефа.
Рис. 46. Цифровая модель рельефа
Впоследствии можно проводить анализ цифровой модели рельефа, строить линии профиля, вычислять уклоны и крутизну склонов.
Однако для анализа рельефа больше подходят специализированные
программы (Surfer, ArcGIS и др.), об этом мы поговорим ниже.
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Анализ векторных слоев проводится с помощью инструментов
меню «Вектор/Анализ», например, можно рассчитать анализ базовой
статистики для любого поля в таблицах.
Рис. 47. Базовая статистика слоя изолиний высоты
Также в меню «Вектор» можно провести анализ пересечения
линий, трансформацию линий в полигоны, точек в линии и многие
другие операции. Для их выполнения нужно выбрать исходный слой и
анализируемое поле.
Аналитические возможности QGIS позволяют выполнять полный спектр работ, однако основная функция программы заключается в
подготовке материалов для последующей обработки в специализир ованных программах. Формат shape-файлов является открытым и распространенным, поэтому документы, созданные в нем, могут использоваться во многих сторонних ГИС. Об основных принципах анализа
данных мы поговорим ниже.
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3.11. ПУБЛИКАЦИЯ ГИС-ПРО ЕКТА
Сохранить результаты работы по созданию ГИС-проекта можно
выполнив команду «Файл/Сохранить проект». В открывшемся окне
необходимо ввести название карты и указать путь на жестком диске,
где будет храниться файл проекта *.qgs. В этом документе хр анятся
ссылки на shape-файлы, составляющие слои электронной карты.
Часто у пользователей возникает затруднение, связанное с тем,
что при переносе карты с одного компьютера на другой проект не м ожет быть открыт. Причина заключается в том, что QGIS ссылается на
конкретные адреса файлов, которые зависят от имени диска и названия
папки размещения shape-файлов. Если программа не может найти
нужные файлы, то она просит указать точный адрес их местонахождения с помощью следующего диалога.
Рис. 48. Диалог «Недостающие слои»
При появлении подобного окна нужно указать в поле «Новый
источник» точный адрес соответствующего shape-файла.
QGIS предоставляет множество вариантов экспорта карты от
простой трансформации в растровое изображение до преобразования в
форматы популярных ГИС и размещения файлов карты на странице в
Интернете.
Выполнение приведенного в начале главы алгоритма позволит
создавать картографические произведения высокого уровня за макс и-
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
мально короткое время. Однако в такой интеллектуальной раб оте, как
создание электронных карт, недостаточно просто выполнять работу по
шаблону. Для каждого конкретного проекта нужно будет разрабатывать свои шаги реализации проекта, подбирать исходные материалы,
разрабатывать структуру слоев, совмещать данные, проводить процедуру анализа и публиковать полученные картографические произведения.
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ
УРБОЭКОСИСТЕМ
4.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТО ЯНИЯ ЛАНДШАФТО В И ИХ КО МПО НЕНТО В
Анализ возможных условий и ограничений хозяйственной де ятельности часто выпадает из поля зрения исследователей. В настоящее
время существуют методики, учитывающие, преимущественно, только
физическое воздействие [Меллума, 1975; Чижова, 1977; Каваляускас, 1988]. При этом необходимо учитывать, что антропогенная де ятельность воздействует на ландшафты комплексно, с неизменным
«эффектом последствий», которые учесть очень трудно.
Игнорирование экологических факторов при организации хозяйственной деятельности уже привело ко многим негативным моментам
на территории Ивановской области (деградируют пригородные леса,
загрязнена акватория реки Тезы в черте города и около населенных
пунктов и т.д.). Это делает необходимым комплексный анализ экологических условий ландшафтов региона и определение предельно допустимых рекреационных нагрузок [Воронов, 1998]. Для проведения
комплексного анализа экологических условий территории необходимо
проведение серьезных исследований по общепринятым методикам [Антипова, 1987]. На наш взгляд, в этом отношении наибольшие
возможности предоставляет методика экодиагностики (экологической
оценки) территории, разработанная Б.И. Кочуровым [Кочуров, 1997].
Однако эта методика слабо приспособлена к специфике урболандша фтов, поэтому, чтобы ее применить, необходимо сначала отобрать
наиболее важные для нашего исследования показатели и провести по
ним оценку. В результате мы получим комплексную характеристику
экологического состояния ландшафтов и сможем оценить возможности развития хозяйственной деятельности на территории.
При экологической оценке природно-ландшафтная дифференциация территории рассматривается как пространственная р еальность,
обладающая определенными пространственными особенностями, пр оявляющимися в экологически значимых свойствах ландшафтов, а также тех, которые представляют особую ценность. Отбор этих свойств
(критериев)
–
один
из
ключевых
методов
исследования [Антипова, 2002].
Методологической
основой
природноландшафтной
дифференциации
является
разработанная
Б.И. Кочуровым таблица-матрица, приведенная в таблице [Кочуров, 2003].
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Анализируя приведенные данные, можно сделать вывод о том,
что наиболее ценными для организации хозяйственной деятельности
являются ландшафты долины реки Тезы и моренные ландшафты мо сковского возраста.
Таким образом, в ходе природно-ландшафтной дифференциации
территории Ивановской области выявлены свойства основных ландшафтов, характеризующихся значительным уровнем изменения и свидетельствующих о возникших общерегиональных (прослеживающихся
во всех выявленных типах ландшафтов) и индивидуальных (характе рных только для данного ландшафта) экологических проблемах.
Таблица 4
Природно-ланд шафтная дифференциация территории
Ивановской области
Ландшафты
1. Пологоволнистая,
участками плоская моренная равнина, слабо
расчлененная речной и
овражно-балочной сетью
с комплексом дерновоподзолистых,
дерновоподзолистых глееватых и
дерново-глеевых супесчаных, средне и легкосуглинистых почв, подстилаемых тяжелыми суглинками и глинами валунными и галечниковыми под еловыми травянокустарничковыми, бер езовыми лесами и сельскохозяйственными землями
на месте еловых травянокустарничковых лесов.
2. Пологоволнистая,
участками
слабохолмистая моренная равнина,
расчлененная
довольно
густой речной сетью с
комплексом
дерновоподзолистых,
дерновоподзолистых слабоглеева-
Экологически значимые
Наиболее ценные характеристики ландшафтов
Естественная
биопродуктивность средняя –
0,4-0,6 т/га в год.
Ценные породы леса с
невысоким
приростом
древесины (ель – 2 м3 в
год, береза – 1,4 м3 в
год).
Ценные дикорастущие и
лекарственные растения.
Хозяйственно-ценные
болота.
Редкие
промысловые
виды фауны.
М есторождения гравия.
Рекреационные ресурсы
регионального уровня.
природные факторы
Неблагоприятные
природные факторы
До 40 % смытых
почв.
Содержание гумуса
1,5-1,7 %.
Подзолистый горизонт 11см.
Оврагообразование.
Сильная вырубленность лесов.
Повышенная
пожароопасность лесов.
Естественная
биопродуктивность средняя –
0,4-0,6 т/га в год.
Ценные породы леса с
невысоким
приростом
древесины (ель – 2 м3 в
год, береза – 1,4 м3 в
год).
Более 40 % смытых
почв.
Содержание гумуса
1,5-1,7 %.
Подзолистый горизонт 12 см.
Оврагообразование.
Сильная вырублен-
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
тых
и
дерновоподзолистых
глеевых
глинистых, тяжелосуглинистых и средне и легкосуглинистых почв, подстилаемых
тяжелыми
суглинками и глинами
валунными и галечниковыми под березовыми,
осиновыми лесами на
месте еловых сложных ,
сосновыми лесами и сельскохозяйственными землями.
3. Плоская,
участками
пологоволнистая водноледниковая равнина, слабо расчлененная речной
сетью с комплексом дерново-подзолистых, дерново-подзолистых глеевых,
дерново-подзолисто глеевых и дерново-глеевых
супесчаных и песчаных
почв, подстилаемых суглинками и глинами валунными и галечниковыми под сосновыми лесами, березовыми, осиновыми лесами на месте
еловых сложных и еловых
травяно-кустарничковых
и сельскохозяйственными
землями.
4. Плоская,
участками
пологоволнистая водноледниковая равнина, расчлененная речной сетью с
комплексом
дерновоподзолистых,
дерновоподзолисто глееватых и
дерново-подзолисто глеевых средне и легкосуглинистых почв, подстилаемых тяжелыми суглинками и глинами валунными
Ценные дикорастущие и
лекарственные растения.
Хозяйственно-ценные
болота.
Редкие
промысловые
виды фауны.
- М есторождения гравия.
- Рекреационные ресу рсы регионального уровня.
ность лесов.
Повышенная
пожароопасность лесов.
Повышенная активность
эрозионных
процессов.
Бонитет почв средний
(0,6-0,7 по областной
шкале).
Леса из ценных пород с
низкой продуктивностью
(ель – 2 м3 в год, береза –
1,4 м3 в год).
М есторождения торфа,
гравия, кирпичных и
черепичных глин, известняков и доломитов.
Зона
распространения
редких растений.
М естообитания ценной
дикой фауны.
Рекреационные ресурсы
регионального уровня.
Повышенная
пожароопасность лесов.
Сильная вырубленность лесов.
Оврагообразование.
Денудация почв.
Обмеление малых и
средних рек.
Карстовые и эрозионные процессы.
Бонитет почв средний
(0,6-0,7 по областной
шкале).
Леса из ценных пород с
низкой продуктивностью
(ель – 2 м3 в год, береза –
1,4 м3 в год).
М есторождения торфа,
гравия, кирпичных и
черепичных глин, известняков и доломитов.
Зона
распространения
Повышенная
пожароопасность лесов.
Сильная вырубленность лесов.
Оврагообразование.
Денудация почв.
Обмеление малых и
средних рек.
Карстовые и эрозионные процессы.
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
и галечниковыми под
сосновыми лесами, бер езовыми, осиновыми лесами на месте еловых сложных и сельскохозяйственными землями.
5. Пологоволнистая водноледниковая
равнина,
расчлененная речной и
овражно-балочной сетью
с комплексом дерновоподзолистых,
дерновоподзолистых
смытых,
дерново-подзолистых
глееватых и дерновоподзолистых
глеевых
песчаных, супесчаных и
легкосуглинистых почв,
подстилаемых суглинками и глинами валунными
и галечниковыми под
сосновыми лесами и бер езовыми лесами на месте
еловых
травянокустарничковых и сельскохозяйственными землями.
6. Верхнечетвертичная
аккумулятивная озерноледниковая терраса с
комплексом
дерновоподзолистых и дерновоподзолисто
глееватых
супесчаных и песчаных
почв под сосновыми лесами, пойменными лугами, кустарниками и сельскохозяйственными землями.
редких растений.
М естообитания ценной
дикой фауны.
Рекреационные ресурсы
регионального уровня.
Бонитет почв средний
(0,6-0,7 по областной
шкале).
Леса из ценных пород с
низкой продуктивностью
(ель – 2 м3 в год, береза –
1,4 м3 в год).
М есторождения торфа,
гравия, кирпичных и
черепичных глин, известняков и доломитов.
Зона
распространения
редких растений.
М естообитания ценной
дикой фауны.
Рекреационные ресурсы
регионального уровня.
Повышенная
пожароопасность лесов.
Сильная вырубленность лесов.
Оврагообразование.
Денудация почв.
Обмеление малых и
средних рек.
Карстовые и эрозионные процессы.
Бонитет почв средний
(0,6-0,7 по областной
шкале).
Леса из ценных пород с
низкой продуктивностью
(ель – 2 м3 в год, береза –
1,4 м3 в год).
М есторождения торфа,
гравия, кирпичных и
черепичных глин, известняков и доломитов.
Зона
распространения
редких растений.
М естообитания ценной
дикой фауны.
Рекреационные ресурсы
регионального уровня.
Интразональные ландшафты
Повышенная
пожароопасность лесов.
Сильная вырубленность лесов.
Карстовые и эрозионные процессы.
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
7. Верхнечетвертичная
аллювиальная цокольная
2 надпойменная терраса с
дерново-подзолистыми
песчаными почвами под
сосновыми лесами, пойменными лугами, кустарниками и сельскохозяйственными землями.
8. Верхнечетвертичная
аллювиальная 1 надпойменная терраса с комплексом
дерновоподзолистых,
дерновоподзолистых глеевых и
аллювиальных дерновых
песчаных и легкосуглинистых почв под сосновыми лесами, пойменными лугами, кустарниками
и сельскохозяйственными землями.
9. Современная аллювиальная пойменная терр аса с аллювиальными луговыми суглинистыми и
супесчаными
почвами
под пойменными лугами,
кустарниками, сосновыми лесами и сельскохозяйственными землями.
Высокий бонитет почв
(0,8 по областной шкале).
Наивысшая по региону
естественная биопродуктивность.
М еста гнездования редких птиц.
Охотничьи угодья.
Рекреационные ресурсы
государственного и р егионального уровня.
Высокий бонитет почв
(0,8 по областной шкале).
Наивысшая по региону
естественная биопродуктивность.
М еста гнездования редких птиц.
Охотничьи угодья.
Рекреационные ресурсы
государственного и р егионального уровня.
Эрозионные
и
оползневые процессы.
Заболачивание.
Высокий бонитет почв
(0,9 по областной шкале).
Наивысшая по району
естественная биопродуктивность.
Источник питьевой воды.
Нерестилища и места
нагула различных видов
рыб.
М еста гнездования редких птиц.
Охотничьи угодья.
М есторождения
торфа,
кирпичных и черепичных
глин, известняков.
Рекреационные ресурсы
регионального уровня.
Эрозионные
и
оползневые процессы.
Частичное
обмеление рек.
Заболачивание прирусловых территорий.
83
Эрозионные
и
оползневые процессы.
Заболачивание.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.2. У СТАНО ВЛЕНИЕ АНТРО ПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЛАНДШАФТЫ
Наряду с изучением природно-ландшафтной дифференциации
территории анализ антропогенной нагрузки на ландшафты имеет р ешающее значение для выявления и определения экологических проблем, напрямую влияющих на возможность развития хозяйственной
деятельности на территории. Антропогенная нагрузка на ландшафты
оценивается по видам использования земель и характеру заселения
территории [Балашов, 1984; Шакиров, 2003].
В нашей работе приведено экологическое ранжирование осно вных ландшафтов территории Ивановской области по виду использования территории и степени антропогенного воздействия по схеме, пре дложенной Б.И. Кочуровым [Кочуров, 2003] (таблица 5).
Таблица 5
Ранжирование основных ландшафтов Ивановской области
по виду использования территории и степени антропогенного воздействия
Вид использования
территории
1. Неиспользуемые
земли, (%)
Ранг
2. Земли, используемые как естественные угодья.
2.1. Природоохранные, (кол-во)
Ранг
2.2.
Охотничьи
промысловые угодья (%)
Ранг
2.3.
Пастбищные
угодья (%)
1
10
2
10
3
20
Ландшафты
4
5
6
10
20
5
7
5
8
20
9
30
3
-
3
1
2
2
3
-
2
1
4
-
4
-
2
-
1
-
1
20
1
30
2
40
1
30
1
30
1
10
1
30
1
30
1
50
4
10
3
20
2
30
3
10
3
20
5
10
3
30
3
30
1
40
Ранг
2.4. Лесопромышленные земли (%)
1
60
2
50
3
30
1
70
2
40
1
50
3
20
3
40
4
10
Ранг
2.5.
Природнорекреационные земли (%)
6
20
5
40
3
60
7
10
4
40
5
30
2
20
4
20
1
60
84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Вид использования
территории
Ранг
3. Возделываемые
земли
3.1. Выгоны и сенокосы
Ранг
3.2.
М ноголетние
культурные насаждения
1
4
10
2
2
20
3
1
30
Ландшафты
4
5
6
5
2
3
10
20
10
7
4
30
8
4
30
9
1
40
1
10
2
20
3
20
1
5
2
10
1
10
3
10
3
10
4
10
Ранг
3.3. Пахотные земли
Ранг
4. Застроенные земли
4.1. Гидротехнические сооружения
Ранг
4.2.
Основные
транспортные кор идоры
2
60
5
-
1
30
3
-
1
60
5
-
3
10
1
-
2
50
4
-
2
50
4
-
2
50
4
-
2
50
4
-
2
20
1
3
1
2
1
11
1
8
1
3
1
5
1
7
1
1
1
2
2
9
Ранг
4.3. Пригородная и
сельская усадебная
застройка, (%)
2
10
8
20
6
20
3
5
4
10
5
5
1
-
2
5
7
5
Ранг
4.4. Непромышленные и малопромышленные города
3
1
4
2
4
1
2
-
3
-
2
1
1
1
2
1
2
1
Ранг
4.5. Ареалы разр аботок минерального
сырья, (кол-во)
2
4
3
6
2
3
1
-
1
-
2
2
2
-
2
-
2
1
Ранг
4.6. Индустриальные города – пром.
узлы третьего вида,
(кол-во)
Ранг
5
1
6
2
4
1
1
-
1
-
3
1
1
1
1
1
2
1
2
3
2
1
1
2
2
2
2
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Вид использования
территории
4.9. Зоны размещения предприятий и
регионов, представляющих
радиационную опасность
Ранг
5. Свалки, захоронения токсичных и
радиоактивных веществ, (кол-во)
Ранг
Суммарный ранг
Итоговый ранг
Ландшафты
5
6
1
1
-
2
1
3
1
4
-
1
-
2
2
2
1
1
-
1
-
1
44
4
3
52
6
2
45
5
1
36
2
1
35
1
7
1
8
1
9
1
2
-
2
-
2
-
2
-
1
44
4
1
37
3
1
39
4
1
36
2
В целом можно сделать вывод о том, что наиболее негативное
антропогенное воздействие на ландшафты испытывают моренные ра внины, а также водноледниковые слаборасчлененные равнины. Расчлененные зандровые равнины и ландшафты речных долин находятся под
меньшим антропогенным прессом. Это важный результат, который
определенно свидетельствует о том, что именно долины рек должны
быть исключены из хозяйственной деятельности и использоваться,
главным образом, в качестве природоохранных зон и для рекреацио нной деятельности.
Плотность населения Ивановской области для оценки экологических проблем можно охарактеризовать 4 уровнями:
- территории с плотностью населения менее 1 человека на км 2 –
малоосвоенные земли с большим участием естественных ландшафтов;
- плотность 1-200 человек на км 2 – территория со средней интенсивностью использования;
- плотность 200-1000 человек на км 2 – интенсивно освоенные
земли;
- плотность 1000 человек на км 2 и более – территории, на которых преобладают застроенные земли.
На территории Ивановской области основные типы ландшафтов
имеют плотность населения от 1 до 32 человек на км 2 . Таким образом,
все они относятся к территориям со средней интенсивностью использования. На территории городов плотность населения составляет 16001850 человека на км 2 , что свидетельствует о высокой интенсивности
использования земель.
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таким образом, можно сделать вывод о том, что наиболее негативное антропогенное воздействие на природные комплексы испытывают ландшафты моренных равнин, а также водноледниковых слаб орасчлененных равнин. Расчлененные зандровые равнины и ландшафты
речных долин находятся под меньшим антропогенным прессом.
4.3. ВЫЯСНЕНИЕ ПО ТЕНЦИАЛЬНЫХ ВО ЗМО ЖНО СТЕЙ ЛАНДШАФТО В
ПРО ТИВО СТО ЯТЬ АНТРО ПО ГЕННЫМ НАГРУЗКАМ
Устойчивость природных комплексов является одним из фундаментальных понятий геоэкологии. Определению этого понятия в ге ографии посвящены многие работы [Исаченко, 1990; Новичков, 2004].
Разные авторы определяют устойчивость природной среды поразному. Многие подразделяют понятие «устойчивость» на спосо бность: 1) к сопротивлению воздействиям [Бланцуа, 1993] и 2) к восстановлению свойств, нарушенных внешним воздействием [Богом олов, 1997]. Роль критерия устойчивости имеет большое значение при
определении тех или иных изменений в условиях усиления антроп огенного пресса на природные комплексы. А.Д. Арманд [Арманд, 1983]
для определения понятия «устойчивость» предлагает термин «гоме остазис» (по аналогии с термином «гомеостаз» для живых организмов,
который определяет состояние внутреннего динамического равновесия, поддерживаемого регулярным возобновлением основной структуры системы [Глазовский, 1991]).
По результатам исследования можно вывести относительный
ранг потенциала устойчивости ландшафтов к антропогенным воздействиям (таблица 6). На основании таблицы можно сделать вывод о
том, что наивысшим рангом потенциала устойчивости обладают
ландшафты речных долин, за ними следуют озерно -ледниковые террасы и расчлененные водноледниковые равнины. Моренные равнины и
слаборасчлененные водноледниковые равнины наиболее подвержены
антропогенным воздействиям.
Таблица 6
Относительный ранг потенциала устойчивости ландшафтов
Ивановской области к антропогенным
воздействиям
Ландшафты
Оценка параметров природных условий
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Геологическое
строение
9
8
7
5
6
4
3
2
1
Релье
ф
Климат.
Гидрологический
режим
По
чвы
Растительный
покров
8
4
9
7
5
6
3
2
1
9
8
7
6
4
5
3
2
1
8
9
6
7
5
2
4
3
1
8
9
7
4
5
6
3
1
2
Способность к
самоочищению
8
4
9
7
5
6
3
2
1
Относительный
ранг
ландшафта
IX
VII
VIII
VI
V
IV
III
II
I
4.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКО ЛОГИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ И О ЦЕНКА СТЕПЕНИ
ИХ О СТРО ТЫ
Каждому виду использования земель соответствует определенная степень антропогенного воздействия на территории. В порядке
возрастания нагрузок на природные ландшафты в Ивановской области
выделяются следующие группы видов использования земель:
1. Неиспользуемые земли (включая леса) или используемые
преимущества в естественном виде (природоохранные, природно рекреационные и т.д.).
2. Сельскохозяйственные земли со сравнительно малой степенью преобразования природной среды (сенокосы, пастбища, многолетние насаждения).
3. Сельскохозяйственные земли со значительной степенью пр еобразования природной среды (пахотные, мелиорированные).
4. Застроенные земли (земли поселений, транспорта, промы шленности, нарушенные земли).
Одним из наиболее характерных негативных последствий а нтропогенных нагрузок является эрозия почв. Процесс эрозии развивается на тех территориях, где величина антропогенной нагр узки превышает потенциал устойчивости ландшафтов [Кочуров, 1995]. Используя величину эрозии в виде индикатора нагрузки, можно не только получить сравнительную характеристику территориальных единиц,
но и определить степень остроты экологической ситуации. В связи с
этим производилось ранжирование видов использования земель с уч етом объема эродированной почвы и массы твердых частиц, выбрас ываемых в воздух на городских и промышленных землях, по системе
балльных оценок [Котляков, 1990].
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для исчисления суммарной антропогенной нагрузки использовалась следующая формула:
n
An   Si  Bi ,
i 1
где S – площадь вида (i-го) использования земель, в %; В –
бальная оценка антропогенной нагрузки по i-му виду с учетом корректировки по дополнительным факторам; n – число групп.
Суммарная антропогенная нагрузка по видам используемых земель в Ивановской области имеет следующее распределение:
Для неиспользуемых земель:
А10 = 8,7 × 3 = 26,1 (%);
Для сельскохозяйственных земель со сравнительно малой интенсивностью использования:
А10 = 12 × 8 = 96 (%);
Для сельскохозяйственных земель с высокой интенсивностью
использования:
А10 = 24 × 12 = 288 (%);
Для застроенных земель;
А10 = 9 × 15 = 135 (%).
Представляет интерес не только суммарная антропогенная
нагрузка, но и ее составляющие, то есть оценка антропогенной нагрузки по отдельным видам использования земель. Так как в них проявляются определенные факторы воздействий, то сопоставление антропогенных нагрузок по отдельным видам земель позволяет ранжировать
различные факторы нагрузок по величине воздействия на природный
ландшафт.
Оценка экологического состояния территории в целом по изм енению свойств природной среды (ландшафтов) с учетом последствий
для здоровья населения, природно-ресурсного потенциала и генетической целостности ландшафтов проведена Б.И. Кочуровым при работе
над составлением комплексного районирования территории России по
экологической и социально-экономической ситуации [Кочуров, 1994,
2001]. Для территории Ивановской области она выглядит следующим
образом (таблица 7):
Таблица 7
Оценка степени антропогенного воздействия
на основные ландшафты Ивановской области
Оценка
1
2
3
Удовлетворительная
89
4
Ландшафт
5
6
7
8
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Напряженная
Критическая
Кризисная
Катастрофическая
+
+
+
+
+
+
+
+
+
- по доле городских земель в общей площади субъекта – уровень
остроты катастрофический;
- по уровню урбанизации – катастрофический;
- по объему внутреннего регионального продукта – кризисный;
- по доли сырьевых отраслей – кризисный;
- по доле собственных доходов субъекта – катастрофический;
- по собственным расходам субъекта – кризисный;
- по средним денежным доходам населения – критический;
- по уровню популяционного здоровья – катастрофический.
Таким образом, по результатам выполненных исследований
определено, что в целом по степени напряженности оценка экологич еского состояния территории Ивановской области очень высокая. Ряд
ландшафтов (моренные равнины и слаборасчлененные водноледниковые равнины), обладая высокой степенью антропогенной нагрузки,
имеют низкий потенциал устойчивости, что неизбежно приводит к
негативным экологическим последствиям и требует принятия нео тложных мер по минимизации негативного воздействия и восстановлению естественного состояния природных комплексов.
90
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 49. Геоэкологическая карта Шуйского муниципального района
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 50. Геоэкологическая карта территории города Шуя
Результаты проведенной комплексной экодиагностики территории впервые позволяют комплексно охарактеризовать пригодность
его территории для организации разных видов хозяйственной деятельности. Однако, учитывая специфику хозяйственной деятельности на
урболандшафтах и характер эксплуатации природных условий и р есурсов, необходимо определение предельно допустимых нагрузок на
ландшафты, результаты которого приведены ниже.
92
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДО ПУСТИМЫХ АНТРО ПО ГЕННЫХ
НАГРУЗО К. ИНЖЕНЕРНАЯ О ЦЕНКА ЛАНДШАФТО В
Определение предельно допустимых антропогенных нагрузок и
инженерная оценка ландшафтов выступают в качестве важного блока
геоэкологических исследований, так как именно инженерные особенности оказывают определяющее влияние на строительство инфр аструктуры, а также на безопасность различных видов хозяйственной
деятельности. В технических науках (в первую очередь – в строительстве) применяются разные схемы оценки инженерных условий [Лазарев, 2004], однако, как правило, они имеют специальное назначение и
слабо применимы к специфике нашего исследования. В свою очередь,
географами также разработаны методики, позволяющие ко мплексно
оценивать инженерные особенности ландшафтов. Наиболее интересной разработкой является предложенная Е.Ю. Колбовским методика
экспресс-оценки различных форм рельефа и связанных с ними ландшафтов. Однако разработана она была для ландшафтов Верхневолжья,
что потребовало ее корректировки применительно к условиям Ивановской области. По этой методике инженерные условия оценивались по
четырем параметрам, каждый из которых оценивался по трехбалльной
системе: несущая способность грунтов; развитие эрозионных проце ссов; развитие дестабилизирующих процессов; развитие процессов подтопления. Результаты экспресс-оценки инженерных условий ландшафтов Ивановской области приведены в таблице 5.
По результатам экспресс-оценки инженерных условий можно
сделать вывод о том, что наиболее благоприятные условия для развития инфраструктуры предоставляют моренные равнины, на территории которых слабо развиты дестабилизирующие процессы, за ними
следуют водноледниковые равнины, отличающиеся заметным заболачиванием территории и активизацией карстовых процессов. Озерно ледниковые равнины и речные долины имеют примерно одинаковые
значения показателей, из неблагоприятных факторов здесь можно
назвать низкую несущую способность грунтов и высокий процент заболоченных земель. Наиболее низкие значения получили малые эрозионные формы (карстовые воронки и т.д.).
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Таблица 8
Инженерная оценка ландшафтов Ивановской области
Классы ландшафтов
Пологоволнистая, участками плоская моренная равнина, слабо расчлененная речной и овражнобалочной сетью
Пологоволнистая, участками слабохолмистая моренная равнина, расчлененная довольно густой речной сетью, с карстовыми формами рельефа
Плоская, участками пологоволнистая водноледниковая равнина, слабо расчлененная речной сетью с
карстовыми формами рельефа
Плоская, участками пологоволнистая водноледниковая равнина, расчлененная речной сетью с карстовыми формами рельефа
Пологоволнистая водноледниковая равнина, расчлененная речной и овражно-балочной сетью, с
карстовыми формами рельефа
Отложения озерных ледниковых террас
Плоская и пологоволнистая озерно-ледниковые
равнина различных уровней стояния московского
приледникового озера
Верхнечетвертичная аллювиальная цокольная 2
надпойменная терраса
Верхнечетвертичная аллювиальная 1 надпойменная
терраса
Современная аллювиальная пойменная терр аса
М алые эрозионные формы, как правило, карстовые
воронки и переувлажненные ложбины стока поверхностных вод с постоянным или временным водотоком
I
3
Признаки
II III IV
3
3
2

11
3
2
2
3
10
2
2
2
2
8
2
1
1
2
6
2
1
1
2
6
1
1
1
1
1
2
2
1
5
5
1
1
1
2
5
1
1
1
2
5
1
0
1
1
1
1
0
0
3
2
Проведенная оценка позволяет обоснованно подойти к выбору
территорий для размещения крупных хозяйственных объектов, однако
она рассматривает, в основном, естественные ландшафты. В условиях
города (а именно он является центром притяжения хозяйственной деятельности) необходимо дополнить ее результатами схемы определения
инженерных условий ландшафтов, разработанной Лихачевой Э.А. [Рельеф, 2002] применительно к условиям малых городов России. А втор
предлагает использовать ее для оценки эколого-геоморфологических
условий, однако, на наш взгляд, благодаря своей многофакторности
94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(она включает 56 позиций) методика вполне может быть использована
и для комплексной оценки геоэкологических условий.
Инженерная оценка городов показала, что на территории не развиты опасные природные явления и процессы, которые могли бы быть
ограничителем для организации хозяйственной деятельности. Распр остраненным негативным фактором можно считать только развитое
заболачивание обширных территорий и обезлесение.
4.6. РАСЧЕТ ЭКО ЛО ГО -ХО ЗЯЙСТВЕННО ГО БАЛАНСА ТЕРРИТО РИИ
При проведении геоэкологических исследований часто не пр оизводится расчет эколого-хозяйственного баланса, который, понашему мнению, является очень важным элементом исследования у рболандшафтов [Кочуров, 1987]. Именно на основе расчета экологохозяйственного баланса возможна оценка степени противоречий пр иродопользования в границах ландшафтов, совершенствование стру ктуры землепользования, создание новых структур природопользования
в соответствии со структурными элементами ландшафта, ориентация
на
постоянное
расширение
жизнеобеспечивающих
функций [Кочуров, 1997].
Эколого-хозяйственный баланс ландшафтов рассчитывается по
следующей формуле:
ЭХБрекр. 
Skk  5 ,
Skk  1,2,3
где S – площадь, К – комфортность территории (К = 1 есть показатель наивысшей комфортности ландшафтов, К = 5 – показатель
наихудшей комфортности). Соответственно, значения ЭКБрекр., равные
1 и менее, говорят о высоком потенциале ландшафта и перспективности природопользования на его территории.
В имеющейся литературе нам не удалось найти разработанных
критериев определения территорий с наименьшей комфортностью.
Поэтому мы самостоятельно разработали следующие критерии, пр именимые для большей части территории Центральной России:
- развитие процессов обезлесения;
- площадь заболоченных и избыточно увлажненных земель;
- площадь полигонов ТБО;
- площадь сельскохозяйственных угодий;
- площадь промышленной застройки и бедлендов;
- площадь военных объектов;
- площадь объектов специального или стратегического назначения;
- площадь транспортных магистралей;
95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- площадь кризисных ландшафтов.
При расчете эколого-хозяйственного баланса ландшафтов целесообразным представляется рассмотрение в качестве объекта исследования физико-географических районов, так как административнотерриториальное деление, проведенное на основании произвольных
признаков и без учета ландшафтных особенностей, не всегда оказывается подходящим для этих целей.
Результаты расчета эколого-хозяйственного баланса ландшафтов показывают, что наиболее благоприятна для хозяйственной деятельности поверхность второй надпойменной террасы, сложенной ле гкими грунтами, покрытой сосновыми или березовыми лесами и отличающейся низким процентом заболоченности. Остальные участки ре чных долин либо обезлесены, либо забо лочены. Озерно-ледниковые
равнины имеют низкий показатель ЭХБ из-за высокой заболоченности
и слабо расчлененного рельефа. Расчлененные речными долинами
водноледниковые равнины являются намного более привлекательными
для застройки, чем нерасчлененные, заним ающие самое последнее
место по показателю ЭХБ (0,41). То же относится и к моренным ра внинам: если расчлененные речной и овражно -балочной сетью моренные равнины имеют показатель 0,22, то нерасчлененные и, соотве тственно, повышенно увлажненные – 0,34. Таким образом, в условиях
Ивановской области именно заболачивание и обезлесение территории
оказывают решающее воздействие на привлекательность территории
для хозяйственного освоения, именно они могут быть названы гла вными неблагоприятными природными фактор ами.
96
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ЭКОДИАГНОСТИКИ УРБОЭКОСИСТЕМ МАЛЫХ И
СРЕДНИХ ГОРОДОВ.
5.1. Б АЗА ДАННЫХ «ЭКО ДИАГНО СТИКА ГО РО ДО В ИВАНО ВСКО Й
О БЛАСТИ »
Результаты работы по созданию ГИС-проектов городских урбоэкосистем приведены в созданной базе данные «Экодиагностика городов Ивановской области». Описание базы данные приведено ниже.
Правообладатель: ФГБОУ ВПО «Шуйский государственный
педагогический университет».
База данных: Геоинформационная система «Экодиагностика городов Ивановской области».
Аннотация: База данных содержит информацию об экологич еской оценке урболандшафтов малых и средних городов Ивановской
области на основе расчета индекса NDVI и полевых исследований. БД
обеспечивает отображение городов Ивановской области в разных
масштабах; послойное представление информации (87 тематических
слоя); отображение информ ации о каждом из внесенных в БД объекте;
поиск по запросу; вычисление картометрических характеристик. Пре дставленная в БД информация имеет географическую привязку
(Pulkovo_1942_GK_Zone_7N). БД имеет возможность пополнения за
счет включения новых записей. БД предназначена для использования в
работе органов муниципального управления, НИР и в сфере образования.
Тип ЭВМ: IBM PC-совмест. ПК.
СУБД: ГИС ArcGis ArcView (ESRI), версия 9.0 или выше (текущая реализация 10.0).
ОС: Windows.
Объем базы данных: 531 Мб.
97
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 51. Общий вид базы данных
Рис. 52. Фрагмент базы данных с отображением г. Кинешма
(масштаб 1:62000)
98
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 53. Фрагмент электронной таблицы материалов
по экодиагностике г . Шуя
Рис. 54. Результаты экодиагностики территории Ивановской обл асти по показателю «Антропогенная нагрузка. Численность насел ения».
База данных «Экодиагностика городов Ивановской области»
представлена в Роспатент для государственной регистрации. Ознакомиться с ее материалами можно на сайте www.geotown.ru.
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
5.2. ГИС «КАЧЕСТВО УРБОЭКОСИСТЕМЫ ГО РОДСКО ГО О КРУГА ШУЯ
ИВАНО ВСКО Й О БЛАСТИ »
Эффективное решение проблем современных малых и средних
городов возможно только на основе создания специализированных
геоинформационных проектов, содержащих информацию о состоянии
компонентов урболандшафтов, и позволяющих проводить работы по
сбору, хранению, анализу и визуализации пространственной и связа нной с ней атрибутивной информ ации. Результаты работы по созданию
ГИС по результатам оценки качества среды обитания на территории
урбоэкосистем приведены ниже.
Структура специализированной ГИС может быть представлена
в виде следующей схемы (рис. 15). Она состоит из двух основных
компонентов: картографического модуля и электро нной таблицы. Блоки связаны между собой системой связей и представляют единую базу
данных.
Рис. 55. Принципиальная схема ГИС по оценке качества городской
среды
В результате работы по созданию специализированной ГИС по
итогам оценки качества среды обитания на территории урбоэкосистем
подготовлена база данных, содержащая картографический модуль с
привязкой к системе координат WGS-84 и электронную таблицу атрибутивных характеристик. База данных создана в формате ГИС ArcGIS
100
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
10.0 (ESRI). Она содержит информацию о компонентах урбоэкосистемы городского округа Шуя Ивановской области.
ГИС «Качество урбоэкосистемы городского округа Шуя Ивановской области (ГИС «Шуя») представляет собой специализирова нную базу данных, созданную в формате ГИС ArcGIS 10.0 (ESRI). База
данных предназначена для использования в практической работе органов государственного и муниципального управления; в научноисследовательских и проектных работах; в сфере образования, при
реализации курсов географического краеведения, а также при самоо бразовании и в познавательных целях. База данных содержит информ ацию о компонентах урбоэкосистемы городского округа Шуя. В атр ибутивных таблицах, посвященных оценке качества городской среды,
приведена информация о географических и прямоугольных координ атах ключевых точек, характере горных пород, механическом составе
подстилающих пород, их цвете, рельефе, абсолютной высоте, крутизне
и экспозиции склонов, микрорельефе, современных геоморфологич еских процессах, водном балансе, степени увлажнения, глубине залегания грунтовых вод, флоре и фауне, антропогенных процессах, лан дшафтах, pH, результатах биоиндикации и экологической оценке терр итории. База данных обеспечивает отображение городского округа Шуя
и его окрестностей в разных масштабах; послойное представление информации (24 тематических слоя, в том числе цифровая модель рель ефа); отображение информации о каждом из внесенных в базу данных
объекте; поиск по запросу; произвольные выборки информации по
различным критериям из БД; вычисление картометрических характеристик по цифровым данным; геокодирование; построение буферных
зон и классификации. Представленная в базе данных информация им еет географическую привязку в системе координат WGS 84 (формат
координат Hddd.Ddddd°). Базовой «подложкой» для базы данных служат открытые данные дистанционного зондирования Земли системы
Landsat 7 ETM+ (пространственное разрешение 15 м), зарегистрир ованные с помощью встроенных средств ГИС ArcGIS ArcView 10.0
(ESRI). Топографическая основа уточнялась в ходе проведения полевых исследований на территории городского округа. Первичная информация была получена в результате проведения многолетних пра ктических и лабораторных работ. База данных имеет возможность пополнения за счет включения новых записей. База данных является о ткрытой и комплексной, она позволяет обеспечивать легкость модиф икации, отладки, систематизации, хранения, визуализации и распр остранения данных.
Тип ЭВМ: IBM PC-совмест. ПК.
101
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СУБД: ГИС ArcGis ArcView (ESRI), версия 9.0 или выше (текущая реализация 10.0).
ОС: Windows.
Объем базы данных: 245 Мб.
Основные иллюстративные материалы, идентифицирующие б азу данных, приведены ниже.
Рис. 56. База данных ГИС «Шуя» с открытой таблицей атрибути вных характеристик, соответствующей ключевым точкам мониторинга
102
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 57. Топографическая основа ГИС «Шуя» масштаба 1:10000
Рис. 58. ДДЗЗ ГИС «Шуя», пространственное разрешение 15 м
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 59. Основное диалоговое окно ГИС «Шуя»
Рис. 60. Оцифрованные изогипсы и отметки высот ГИС «Шуя»
104
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 61. Анализ цифровой модели рельефа ГИС «Шуя»
В ГИС «Шуя» включен ряд тематических карт, необходимых
для проведения исследований по оценке комфортности городской ср еды.
105
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 62. Карта природного и культурного наследия г.о. Шуя
106
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 63. Карта природного и культурного наследия г.о. Шуя (фрагмент)
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 64. Геоэкологическая карта г.о. Шуя
108
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 65. Гипсометрическая карта г.о. Шуя
109
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 66. Геоморфологическая карта г.о. Шуя
Результатом комплексного изучения территории городского
округа является создание ландшафтной карты – синтезирующей информацию об основных компонентах урбоэкосистемы. Ландшафтная
карта представляет собой информационную базу для проведения и сследований по мониторингу состояния городской среды и выбора точек для детального изучения природного комплекса.
110
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 67. Ландшафтная карта г.о. Шуя
Формат базы данных является открытым и комплексным, он
позволяет обеспечивать легкость модификации, отладки, систематизации, хранения, визуализации и распространения данных. Дальнейшее
пополнение базы данных позволит проводить районирование террито-
111
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
рии по степени комфортности проживания на территории урбоэкос истем малых и средних городов.
Разработанные программные продукты позволяют эффективно
оценивать влияние комплекса факторов окружающей среды на состо яние организма человека и проводить комплекс работ по районированию территории с учетом степени комфортности условий проживания
населения.
5.3. Б АЗА ДАННЫХ О СО СТО ЯНИИ КО МПО НЕНТО В УРБО ЭКО СИСТЕМ
МАЛЫХ И СРЕДНИХ ГО РО ДО В
Геоинформационные технологии в последние десятилетия активно развиваются и в той или иной мере используются для решения
широкого круга научно-практических задач. К ведущим ГИС большинство исследователей относит ArcView, ArcGIS, MapInfo, AudeskMap 3D, Erdas Imagine Virtual GIS и Surfer [Тикунов, 2005]. Для анализа пространственного распределения рассчитанных показателей по
территории нами были использованы методы и модели, реализу емые в
геоинформационных системах. В частности, были использованы во зможности ГИС ArcView 3.2, MapInfo 7.5 и Surfer 8. Например, при
определении качества урбоэкосистем в качестве картографической
основы была использована топографическая карта масштаба 1:100 000,
векторизованная с использованием графического пакета CorelDraw 12.
В ГИС ArcView 3.2 была создана точечная тема с атрибутивной информацией, содержащая среднегодовые значения рассчитанных биоклиматических индексов для каждой метеорологической станции (вс его анализировалось 18 гидрометеорологических станций и постов).
Затем с использованием модулей Spatial Analyst и 3D Analyst была построена тема с изолиниями распределения значений индексов по те рритории, а также TIN-темы из тем с изолиниями высот. Результаты
выполненной работы на примере распределения значений индекса
ЭЭТ приведены на рисунках 68 и 69.
112
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 68. Диалоговое окно базы данных ГИС ArcView 3.2
на примере расчета ЭЭТ
Рис. 69. Пространственное распределение значений показателя ЭЭТ
по территории Ивановской области
(изолинии проведены через 0,1 градуса ЭЭТ)
113
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Расчет биометеорологических индексов является трудоемкой
процедурой, поэтому является необходимой разработка специализир ованных прикладных программ. В рамках настоящего проекта была
создана программа для ЭВМ «Биометеорология 1.0». Описание функциональных возможностей программы приведено ниже.
Программа для ЭВМ «Биометеорология 1.0» предназначена для
научных работников, педагогов, а также пользователей, которые пр оводят расчет биоклиматических показателей (индексов). Программа
предоставляет возможность для вычисления следующих индексов:
эквивалентная эффективная температура (ЭЭТ), нормальная эквивалентная эффективная температура (НЭЭТ), биологически активная
температура (БАТ), интенсивность теплового баланса человека (Q),
индекс теплоизоляции одежды (С) и индекс патогенности метеоситу ации В.Г. Бокша (I). Вычисление биоклиматических индексов осуществляется на основе базовой информации о состоянии метеоэлеме нтов: температуре, относительной влажности воздуха и скорости ветра,
для определения индекса патогенности метеоситуации необходимы
данные об атмосферном давлении и облачности. Результат расчета
биоклиматических индексов выводится в цифровой форме, а также в
виде текстовых описаний и графических объектов. В программе им еется раздел справочной информации, в котором приведены подробные
сведения об алгоритме расчета и сфере применения всех используемых
показателей. Программа позволяет эффективно определять возде йствие погоды момента на состояние организма человека и разрабатывать рекомендации по снижению степени выраженности метеопатологии. Применяется в области образования и оценки качества окружающей природной среды.
Тип ЭВМ: IBM PC-совмест. ПК.
Язык: Microsoft Visual Basic 6.0.
ОС: Windows 98/Me/2000/XP/2003/ Vista/7.
Объём программы: 1,2 Мб.
114
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 70. Обложка диска программы «Биометеорология 1.0»
115
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Рис. 71. Пример диалогового окна программы
«Биометеорология 1.0» на примере расчета
индекса патогенности метеорологической ситуации В.Г. Бокша
Программа позволяет автоматически проводить расчет биом етеорологических показателей, что облегчает определение погоды момента и служит основой для создания специализированных баз да нных.
5.4. ИСПО ЛЬЗО ВАНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ ГИС В РЕАЛЬНО М СЕКТО РЕ
ЭКО НО МИКИ
Полученная в результате проведения поисковых НИР научная
продукция может быть использована в различных сферах общественно-экономической жизни. Одним из приоритетных направлений является определение вероятности возникновения чрезвычайных ситуаций
на территории малых и средних городов.
Оценка риска опасных погодных явлений на урболандша фтах
13 июня 2010 года в Центральной России отмечался ураган, который нанес значительный экономический и экологический ущерб,
116
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
повалил множество деревьев. Для определения риска опасных пого дных явлений было проведено исследование с целью анализа после дствий урагана. Задачами исследования являлось: ознакомление с данными МЧС; выявление доминирующего биологического вида среди
упавших деревьев; составление карты поваленных деревьев на терр итории города; анализ полученных данных.
Согласно наблюдениям в наибольшей степени от урагана пострадали тополя, что говорит об их малой устойчивости к сильным
ветрам.
Рис. 72. Картосхема распределения упавших деревьев в результате
урагана 2010 г.
Анализируя составленную картосхему, были выявлены выделить следующие закономерности:
- наибольшее количество упавших деревьев наблюдается вдоль
активных транспортных магистралей города, таких как ул. Свердлова,
ул. Советская, ул. Ленина и др.;
- в основном пострадали районы, находящиеся на возвышенных
участках, например, Северные, Дубковские и Афанасьевские улицы.
Это связано с:
- нарушением ветровых потоков вдоль оживленных улиц;
117
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
- устаревшими защитными лесонасаждениями транспортных
магистралей, которые и пострадали в первую очередь;
- отсутствием природного барьера для сильных и ураганных
ветров вокруг города.
Для предотвращения аналогичных ситуаций в будущем необходимо проводит такие мероприятия, как:
- посадка вдоль улиц ветроустойчивых видов;
- кронирование старых и больных деревьев.
Морфодинамический анализ рельефа
Составленная посредством возможностей ГИС цифро вая модель
рельефа позволяет проводить выявление основных гидродинамических
потоков на территории и водосборные ячейки осадков и талых вод. На
рисунке показана распределение основных потоковых структур по
территории г.о. Шуя.
Рис. 73. Основные гидродинамические потоки г.о. Шуя
118
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
SWOT-анализ урбоэкосистем
Малые города – районные центры являются стержнем в решение многих проблем социально-экономического развития сельских
территорий, их рассредоточенность позволяет осуществлять управление обширной территорией, решать социально-экономические задачи
развития в целом регионе. В условиях становления рыночных отношений недостатки малых городов, свойственные им как типу поселений (монопрофильная функциональная структура и слабое развитие
городского хозяйства, меньшие занятость трудоспособного населения
и возможность реализации социально-культурных потребностей населения), еще более обострились. Монофункциональная структура хозяйства, ориентация в прошлом градообразующих предприятий на р егиональный и федеральный рынки сбыта определили большую зависимость малых городов от колебаний в ведущем производстве. Снижение или полное отсутствие государственного заказа привело и к падению объемов производства, усилилась социальная напряженность
(рост безработицы, показатели которой в десятки раз превышают показатели больших городов; снижение уровня жизни населения).
Особую тревогу вызывает обострение демографических пр облем: снижение естественного прироста сопровождается мифацио нным оттоком, причем малые города перестали быть центрами притяжения населения из своего ближайшего окружения. Не обладая достаточным внутренним потенциалом, малые города в настоящее время
теряют «подпитку» со стороны сельской местности, растет доля лиц
старше трудоспособного возраста.
Кроме того, обусловлена тем, что в условиях изменения социально-экономических отношений в стране в результате радикальных
реформ одной из важных проблем, требующей решения, является о рганизация взаимодействия федеральных, региональных и местных
уровней управления. Изучение механизма взаимодействия органов
государственной власти, субъектов РФ и местного самоуправления,
особенностей формирования бюджетов муниципальных образований
является одним из условий выработки стратегии межбюджетных о тношений, направленной на стабилизацию ситуации в малых городах.
Социально-экономический рост этих поселений будет являться важным условием экономической и политической независимости и бе зопасности дальневосточного региона страны. Во всем мире небольшие
города являются хранителями культурного наследия и национальной
оригинальности, основными чертами которых является неповтор имость и колоритность. В России малые города - города с населением
менее 50 тыс. человек - составляют около 2/3 всех городов страны.
119
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Именно они (вкупе со средними городами) должны быть каркасом системы расселения развитого государства, однако, социальноэкономические преобразования последних лет зачастую проводились
без учета специфики малых населенных пунктов, что не только не сп особствовало их развитию, но и вовсе усугубило кризисные явления.
Основными проблемами малых городов РФ являются: ограниченность
экономической базы и невыгодные конкурентные позиции в привлеч ении квалифицированных кадров и инвестиций; технологическая о тсталость большинства промышленных предприятий, высокий уровень
износа основных фондов, недостаток мест приложения труда и рост
безработицы; крайне неблагоприятная демографическая ситуация –
миграция молодежи в более крупные города, естественная убыль нас еления, низкий уровень развития здравоохранения; недостаточный
уровень развития социально-культурной сферы и низкий уровень развития инженерно-инфраструктурных объектов; наличие городских
поселений с преобладанием одной отрасли промышленности, что
означает полную зависимость поселения от градообр азующего предприятия.
Для решения этих и других проблем малых населенных пунктов
необходимо создание условий для их экономического, социального и
культурного развития с целью превращения в устойчивые саморазвивающиеся административные единицы путем активизации собственных экономических возможностей в сочетании с политикой избир ательной поддержки проблемных городов.
Разработка программ,
нацеленных на возрождение данных населенных пунктов, на федеральном и региональном уровнях будет придавать поддержке боле е
целенаправленный характер, ни в коем случае не отрицая наличие
местных инициатив.
При определении перспектив развития малых городов необходимо опираться на их функциональное значение, учитывая внешний
потенциал развития, связанный с общим вектором развития страны;
необходимо принимать во внимание благоприятные для развития и
ограничивающие его факторы. Местные органы власти должны разр аботать собственную стратегию развития муниципального образования,
основанную на его конкурентоспособных преимуществах. Наличие
полной своевременной и достоверной информации о процессах, пр оисходящих в различных отраслях и сферах жизнедеятельности любого
города, в том числе и малого города, является необходимым у словием
организации эффективного управления его развитием. В то же время
перед муниципальными органами власти и управления стоят следу ющие проблемы: эффективной организации сбора информации ввиду
120
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
огромного количества показателей, характеризующих социально экономическое положение муниципального образования; объективной
оценки происходящих в городе изменений; прогнозирования развития
социально-экономических процессов; своевременной разработки регулирующих воздействий, направленных на поддержку позитивных и
ослабление негативных тенденций. Очевидно, что для определения
генеральных целей города, выбора приоритетов и стратегий его развития, недостаточно иметь системную концепцию горо дской среды. На
основе построенной концепции должен быть проведен анализ диагн остики всех подсистем города и связей между ними. В результате проведенного анализа будут выявлены проблемы города, на решение которых и будут направлены генеральные цели и стратегии городского
развития.
Исходя из практики стратегического планирования, подобный
анализ должен проводиться с помощью SWOT-матрицы. Для эффективного функционирования малого города, стратегии его развития
можно предложить схему-матрицу выявления рисков в стратегии развития малого города (таблица 9). На основе предложенной матрицы
возможные направления развития малого города можно определить на
пересечении квадрантов сильных и слабых сторон, а также угроз и
возможностей.
В стратегии выделены [Исаков, 2008] возможные направления
развития муниципального сообщества с учетом результатов SWOTанализа:
Таблица 9
Матрица (SWOT-анализа) как инструмент выявления рисков
в стратегии развития малого города
S – сильные стороны
W – слабые стороны
T– угрозы и риски
O – возможности
Направления S T Использовать сильные стороны для
нейтрализации угроз и рисков
Направления WT Избегать угроз, минимизировать
слабые стороны
Направления S O Использовать
сильные стороны, чтобы воспользоваться возможности
Направления WO Воспользоваться возможностью для минимизации слабых сторон
Направление ST – строится на сочетании сильных сторон и
угроз, предполагает использование сильных сторон для нейтрализации
угроз и рисков; Направление SO – строится на сочетании сильных
сторон и возможностей, предполагает использование сильных сторон,
чтобы воспользоваться возможностями; Направление WO – строится
121
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
на сочетании слабых сторон и возможностей, предполагает использовать возможности для избегания угроз и минимизации рисков;
Направление WT – строится на сочетании слабых сторон и угроз,
предполагает избегать угрозы и минимизировать риски.
На основе матрицы SWOT-анализа необходимо выделить базовые стратегии и модели поведения органа местного самоуправления,
ориентированные на возможную экспозицию факторов риска.
122
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследование городов в условиях современного исторического
переломного момента развития цивилизации приобретает повышенный интерес, ибо города не только сохраняют, но и продолжают ко нцентрировать экономический, демографической, финансовый, культурный и интеллектуальный потенциал общества. Качественные изм енения, происходящие в России в последние годы, обусловили необходимость переосмысления традиционных подходов и поиска новых
прикладных отраслей знаний, относящихся к проблемам регионального и муниципального развития, в том числе на уровне городских пос елений разной величины, групп людности и функциональной ориентации. Особую научную значимость представляет анализ трансформ ирующихся малых и средних городов в период вхождения российской
экономики в фазу рыночных отношений.
Это самая многочисленная категория городов, на до лю которых
приходится почти 85% общего количества городов страны. Актуализация исследования сущностно-содержательных особенностей функционирования и развития небольших городов в структуре национальной
и региональной экономики определяется несколькими основными
причинами, среди которых выделяются следующие.
Во-первых, объективно обусловленная устойчивость и масс овость малых и средних городов содействует превращению их в одну
из форм наиболее эффективного комплексного использования ресу рсов территории и решения важных экономических задач государства.
Вместе с тем, отставшие в своем социально-экономическом развитии,
они продолжают играть роль «второстепенных» городов (в отличие от
крупных, занимающих центральное положение), что способствует не
только углублению пространственной дифференциации, но существенно снижает уровень их инвестиционной привлекательности и
ограничивает степень их участия в интеграции и кооперации на ра зличных территориальных уровнях.
Во-вторых, образование и развитие малых и средних городов –
это реализация потребности общества, с одной стороны, в организац ионном центре той или иной территории; с другой – в специфической
городской среде, которая обладает качественно иными (по сравнению
с крупными городами) свойствами и характеристиками. Однако дискуссионность научных концепций и позиций в определении пороговых границ, численности, социально-экономического облика как малого, так и среднего городов, не привели к единому мнению по поводу
123
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
сущностных характеристик этой категории поселений и продолжают
оставаться недостаточно исследованными.
В-третьих, переход России к новому обществу в период инфо рмационно-технологических преобразований и глобализации эконом ики определяет новую миссию малых и средних городов, развива ющихся в качестве составных частей региональных и локальных горо дских систем расселения, включающих городские (и сельские) поселения всех типов. При этом в них формируется совершенно иная комб инация функциональных доминант, спосо бная: адекватно реагировать
на изменение рыночной конъюнктуры, заметно усилить значимость в
экономической структуре небольших городов сферы услуг, содействовать развитию предпринимательства, повышать их конкурентные пр еимущества, а также значительно активизировать приток инвестицио нных ресурсов.
В-четвертых, в период становления местного самоуправления
требуется пересмотр стратегической ориентации малых и средних
городов, нацеленной на воссоздание способностей этой категории
городских поселений к сам остоятельному развитию (саморазвитию)
преимущественно на базе собственных ресурсов и возможностей с
учетом их специфики.
Однако отсутствие опыта и не достаточное методическое обе спечение в области эффективного городского (муниципального) план ирования, дающего возможность увязывать разнонаправленные цели,
многообразные ресурсы и обеспечить устойчивое, управляемое развитие на местном уровне, приводит к ряду отрицательных последствий,
ликвидация которых требует дополнительных сил и материальных
ресурсов.
Исходя из этого, особо возрастает роль методов локального воздействия, направленных на полную реализацию всех потенциальных
ресурсов небольших городов и формирование новой городской политики на уровне федеральных, региональных и местных властей.
Изменение геополитической, социально-демографической ситуации, организации взаимодействия государственных, региональных и
местных органов управления, трансформация экономических отношений вызывают необходимость изучения российских городов в целом, в
том числе и малых. Использование современных информацио нных
технологий на базе ГИС является одним из приоритетных напра влений
разработки проектов устойчивого развития городских территорий.
124
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация
и биотестирование / Мелехова О.П., Сарапульцева Е. И., Евсеева Т.И.
и др. – М.: Академия, 2008. – 288 с.
2. Бокша В.Г., Богудский Б.В. Медицинская климатология и
климатотерапия. – Киев: ЗдоровА, 1980. – 262 с.
3. Большой юридический словарь / Под ред. А.Я. Сухарева,
В.Д. Зорькина, В.Е. Крутских. – М., 1997. – 378 c.
4. Воронин Н.Н. Основы медицинской и биологической клим атологии. – М.: Медицина, 1981. – 350 с.
5. Географические проблемы организации туризма и отдыха / Отв. ред. Б.Н. Лиханов. – Вып. 1. – М.: Турист, 1975. – 144 с.
6. География
рекреационных систем
СССР / Отв. ред.
В.С. Преображенский, В.М. Кривошеев. – М.: Наука, 1980. – 320 с.
7. Голд Дж. Психология и география: Основы поведенческой
географии. – М.: Прогресс, 1990. – 278 с.
8. Головина Е.Г., Русанов В.И., Некоторые вопросы биомете орологии. – СПб.: Изд-во РГГМИ, 1993. – 90 с.
9. Головина Е.Г., Русанова В.И. Некоторые вопросы биометеорологии. – СПб: Изд-во РГГМИ, 1993. – 90 с.
10. Градостроительный кодекс РФ. – М.: Омега-Л, 2004. – 67 с.
11. Григорьев И.И. Погода и здоровье. – М.: Медицина, 1996.
12. Дроздов А.В. Экотуризм в России: состояние, общие и нормативные проблемы, некоторые перспективы // Туризм и охрана окружающей среды в русской Арктике: Сборник докладов международного
семинара, Архангельск, 6-8 ноября 1998 г. – М.: МГАТ, 1999. – С. 1721.
13. Дьяченко Г.И. Мониторинг окружающей среды (экологический мониторинг): Учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во ИГТУ, 2003.
– 64 с.
14. Евсеев А.В., Красовская Т.М., Мироненко Н.С. Оценка рекреационного потенциала Севера России. – Смоленск: Маджента,
1996. – 192 с.
15. Жердев В.Н., Зязина Т.В. Методические подходы к изучению рекреационного природопользования // Проблемы региональной
экологии. – 2004. – №2. – С. 117-124.
16. Жужгов И. В. Проблемы реализации концепции мониторинга правового пространства и правоприменительной практики // Сбо рник научных трудов. Серия «Право». Вып. 5. – Ставрополь: Северо-
125
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Кавказский государственный технический университет, 2004. – C. 4749.
17. Закон УР «Лесной кодекс Удмуртской республики» от
5.03.92 г. // Удмуртская правда. 1992. 15 марта.
18. Захаров В.М. и др. Здоровье среды: методика оценки: Методическое руководство для заповедников). – М.: 2000.
19. Земельный кодекс Российской Федерации. – М.: Цитадель,
2002. – 112 с.
20. Ивашкина И.В., Кочуров б.И. Урбоэкодиагностика: методология и принципы исследования городских территорий // Экология
урбанизированных территорий. – 2010. – № 1. – С. 6-13.
21. Иллюстрированный энциклопедический словарь. – М: Большая Российская энциклопедия, 1999. – 467 c.
22. Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика. – М.: Academia, 2008. – 384 с.
23. Климатические условия Ивановского региона. Составление
медицинских прогнозов погоды и профилактика метеотропных реа кций у детей: Информационное письмо / Григорьев К.И., Дробышев
А.Д. – Иваново: Изд-во ИвГУ, 2000. – 68 с.
24. Климатические условия Ивановского региона. Составление
медицинских прогнозов погоды и профилактика метеотропных реа кций у детей //Информационное письмо. – Иваново: Изд-во ИЭК
Минэнерго РФ, 2000. – 30 с.
25. Колбовский Е.Ю., Кулаков А.В. Экология рекреации и туризма: ландшафтно-географический анализ на примере Верхневолжья.
– Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 2002. – 170 с.
26. Колбовский Е.Ю. Ландшафтное планирование. – М.: Академия, 2008. – 336 с.
27. Кофф Г.Л., Лихачева Э.А., Тимофеев Д.А. Геоэкология
Москвы: методология и методы оценки состояния городской терр итории. – М.: Медиа-Пресс, 2006. – 200 с.
28. Кочуров Б.И. Экодиагностика и сбалансированное развитие:
Учебное пособие. – Москва–Смоленск: Маджента, 2003. – 384 с.
29. Краткое руководство по составлению медицинских прогнозов погоды. – М.: Гидрометеоиздат, 1974. – 13 с.
30. Крысин Л.П. Толковый словарь иноязычных слов. – М.: Русская энциклопедия, 1998. – 848 с.
31. Лесной кодекс Российской Федерации. – М.: Омега-Л, 2006.
– 88 с.
32. Лесные экосистемы и атмосферное загрязнение / Под ред.
В.А. Алексеева. – Л.: Наука, 1990. – 200 с.
126
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
33. Лиханов Б.Н., Ступина Н.М. Программа характеристик природных компонентов и ландшафтов при проектировании рекреацио нных комплексов // Географические проблемы организации туризма и
отдыха / Отв. ред. Б.Н. Лиханов. – Вып. 1. – М.: Турист, 1975. – С. 3043.
34. Майоров А.Н. Мониторинг в образовании. – СПб.: Изд-во
«Образование», 1998. – 334 с.
35. Марков Д.С. Методологические подходы к оценке туристско-рекреационного потенциала Ивановской области // Молодая наука
– развитию Ивановской области: Тезисы докладов научно й конференции. (Иваново, 19-25 апреля 2005 г). – Иваново: Иван. гос. ун-т, 2005. –
С. 192-195.
Мартин Ю.Л. Антропотолерантность наземных биоценозов и
прикладная экология. – Таллин, 1977. – 232 с.
36. Новаковский, Б.А., Прасолова, А.И., Прасолов С.В. Цифровая картография: цифровые модели и электронные карты. – М.: Изд-во
МГУ, 2000. – 116 с.
37. Опекунова М.Г. Биоиндикация загрязнений. – СПб.: Изд-во
Санкт-Петербургского университета, 2004. – 266 с.
38. Основы геоинформатики: В 2 кн. / Под ред. В.С. Тикунова. –
М.: Академия, 2004. – 832 с.
39. Першиков В.И., Совинков В.М. Толковый словарь по информатике. – М.: Финансы и статистика, 1995. – 357 с.
40. Постановление Администрации г. Ижевска № 427 «Об организации социально-гигиенического мониторинга в г. Ижевске» от
25.12.95 г. // Удмуртская правда. 1995. 28 дек.
41. Постановление Администрации г.Ижевска № 179 «О ежем есячном мониторинге общественного мнения населения г. Ижевска» от
27.04.2000 г. // Удмуртская правда. 2000. 30 апр.
42. Постановление Правительства РФ № 426 «Об утверждении
Положения о социально-гигиеническом мониторинге» от 1 июня 2000
г. // Российская газета. 2000. № 111.
43. Преображенский В.С. Физико-географические аспекты и
проблемы организации отдыха // Географические проблемы организации туризма и отдыха / Отв. ред. Б.Н. Лиханов. – Вып. 1. – М.: Турист,
1975. – С. 5-15.
44. Преображенский В.С. Физико-географические аспекты и
проблемы организации отдыха // Географические проблемы организации туризма и отдыха / Отв. ред. Б.Н. Лиханов. – Вып. 1. – М.: Турист,
1975. – С. 5-15.
127
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
45. Российская юридическая энциклопедия / Под ред. А.Я. Сухарева. – М., 1999. – 545 c.
46. Русанов В.И. Комплексные метеорологические показатели и
методы оценки для медицинских целей. – Томск: Изд-во Томского
госуниверситета, 1981. – 86 с.
47. Сборник задач и упражнений по геоинформатике: Учеб. пособие / В.С. Тикунов и др. – М.:Академия, 2005. – 560 с.
48. Систематехника строительства. Энциклопедический словарь.
Под ред. А.А. Гусакова. /Фонд «Новое тысячелетие». – М., 1999. – 431
с.
49. Советский энциклопедический словарь. Изд. четвертое,
испр. и доп. – М.: Советская энциклопедия, 1989. – 838 c.
50. Тикунов, В.С. Моделирование в картографии. – М.: Изд-во
МГУ, 1997. – 405 с.
51. Толстых А.В. Жизненные ориентации учителей, учащихся и
родителей Тулы. / Социологический мониторинг. Научное обеспеч ение работ по Федеральной целевой программе «Дети Чернобыля». –
Вып. 1. – М., 1993. – С. 73-101.
52. Трифонова, Т.А., Мищенко, Н.В., Краснощеков, А.Н. Геоинформационные системы и дистанционное зондирование в экологич еских исследованиях: Учеб. пособие. – М.: Академический проект,
2005. – 352 с.
53. Федеральный закон от 14 марта 1995 г. №33-ФЗ «Об особо
охраняемых природных территориях» (с изм. и доп. от 30 декабря
2001 г.) // СЗ РФ. – 1995. – №12.
54. Фомин Б.И. и др. Проблемы экологического мониторинга и
моделирование экосистем. – СПб., 1992. – Т. 14. – 103 с.
55. Чумаченко
Н.А.
Геоинформационное
медико географическое изучение города (на примере г. Балаково Саратовской
области) // Проблемы региональной экологии. – 2009. – № 3. – С. 191196.
56. Шилов М.П. Памятники природы Ивановской области (критерии выделения, формы и пути охраны примечательных приро дных
объектов). – Иваново: ИвГУ, 1980. – 98 с.
57. Шкаликов В.А., Бобров Е.А. Социально-экологические проблемы города. – Смоленск. Изд-во СГУ, 2009. – 272 с.
58. Эрингис К.И., Будрюнас Р.А. Сущность и методика детального эколого-эстетического исследования пейзажей // Экология и эстетика ландшафта. – Вильнюс: Минтис, 1975. – С. 107-170.
59. Mann R.E. Global Environmental Monitoring System (GEMS)
Action Plan for Phase 1 SCOPE. Rep 3. Toronto, 1973. 130 p.
128
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
60. Головчиц В.А., Чумаков Л.С. Биологический мониторинг
окружающей среды // http://greenbell.by.com/greenphone/monitoring.htm
технологий
61. Соглашение о сотрудничестве в области экологического м ониторинга
(Саратов,
13
января
1999)
/
/http://www.ecoortal.kz/modules.php?name=News&file=article&sid=83.
62. Мониторинг медицинской деятельности в системе ее ко мплексной оценки // apteki.nnov.ru/docs/305/3-4-1.html
63. Шмельков А.В. Мониторинг социально-экономического развития территории [Электронный ресурс] // Режим доступа:
http://www.socioesearch.ru/cnt/publications/fldrSciencePublications/cntSA
V_Monitoring
64. Чулков В.О. Инфографическое моделирование системоте хнического мониторинга в строительном проектировании и произво дстве
[Электронный
ресурс]
//
Режим
доступа:http://sapr.mgsu.ru/biblio/sistemot/ch_10.htm
65. Мониторинг - это для Вас! [Электронный ресурс] // Режим
доступа: http://monitoring.park.ru
66. Приказ Минздрава РФ от 19 августа 1997 г. № 249 «Понятие
о санитарно-гигиеническом мониторинге».
67. Положение о лесопатологическом мониторинге от 12.09.97 г.
Распоряжение Правительства РФ № 1773-р «О проведении ежемесячно
мониторинга социально-экономических процессов» от 15.05.99.
68. Постановление Правительства РФ от 22 ноября 2000 г. №
883 «Об организации и проведении мониторинга качества, безопасности пищевых продуктов и здоровья населения».
129
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Тезаурус
Алгоритм – точный набор инструкций, описывающих порядок
действий исполнителя для достижения результата решения задачи за
конечное время.
База данных – представленная в объективной форме совоку пность самостоятельных материалов (статей, расчетов, нормативных
актов, судебных решений и иных подобных материалов), систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и
обработаны с помощью электронной вычислительной машины.
Биомониторинг – мониторинг с помощью живых организмов.
Векторизация – преобразование изображения из растрового
представления в векторное; процесс, обратный растеризации.
Геоинформатика – наука, технология и производственная деятельность по научному обоснованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию географических информационных систем,
по разработке геоинформационных технологий, по приложению ГИС
для практических и научных целей.
Геоинформационная система (ГИС, также географическая информационная система) – информационная система, предназначенная
для сбора, хранения, анализа и графической визуализации простра нственных данных и связанной с ними информации о представленных в
ГИС объектах.
Геоинформационные технологии – совокупность методов и приемов практического использования достижений геоинформатики для
манипулирования пространственно-временными данными, их сбора,
представления и обработки, в том числе анализа.
Геокодирование – процесс назначения географических идентификаторов (таких как географические координаты, выраженные в виде
широты и долготы) объектам карты и записям данных.
ГИС-проект – совокупность электронных документов, организованных в единую базу данных, включающую исходные материалы, а
также слои, создаваемые пользователями для выполнения задач по
сбору, хранению, анализу и визуализации пространственной информ ации.
Дистанционное зондирование Земли – наблюдение поверхности
Земли авиационными и космическими средствами, оснащёнными ра зличными видами съемочной аппаратуры.
130
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Зандры – равнинные поверхности, сформировавшиеся у окраин
древних покровных ледников потоками талых вод и сложенных песками с гравием и галечником.
Изолиния – условное обозначение на карте, чертеже, схеме или
графике, представляющее собой линию, в каждой точке которой изм еряемая величина сохраняет одинаковое значение.
Меридиан – половина линии сечения поверхности земного шара
плоскостью, проведённой через какую-либо точку земной поверхности
и ось вращения Земли.
Мониторинг окружающей среды – регулярные, выполняемые
по единообразной заданной программе наблюдения природных сред,
природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие
выделить изменения их состояния и происходящие в них процессы под
влиянием антропогенной деятельности.
Морена – 1. Неотсортированные, неслоистые ледниковые отложения, состоящие из суглинков, глин, реже щебня и песков. Включает
гравий, гальку, валуны, в том числе эрратические. 2. Форма рельефа:
моренные равнины, конечные моренные хо лмы, гряды и др.
Отмывка рельефа – способ изображения рельефа местности м етодом теневой пластики при косом, реже отвесном освещении; отмы вка создаёт иллюзию выпуклости изображённого рельефа.
Параллель – линия сечения поверхности земного шара плоскостью, параллельной плоскости экватора.
Проекция – математически определенный способ отображения
поверхности эллипсоида на плоскости; суть проекций связана с тем,
что фигуру Земли – эллипсоид, не развертываемый в плоскость, зам еняют на другую фигуру, развёртываемую на плоскость; при этом с
эллипсоида на другую фигуру переносят сетку параллелей и меридианов. Вид этой сетки бывает разный в зависимости от того, какой фигурой заменяется эллипсоид.
Пунсон (фр. poinçon – штемпель) – условный знак населенного
пункта в виде кружка на мелкомасштабных географических картах.
Растеризация – преобразование изображения из векторного
представления в растровое; процесс, обратный векторизации.
Скриншот (снимок экрана) – изображение, полученное компьютером и показывающее в точности то, что видит пользователь на
экране монитора или другого визуального устройства вывода (как пр авило, без курсора мыши). Обычно это цифровое изображение получ ается операционной системой или другой программой по команде пользователя.
131
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Топографическая карта – уменьшенное и обобщенное изображение земной поверхности, созданное по единой математической о снове и оформлению, передающее размещение и свойства основных
природных и социально-экономических объектов местности.
Цифровая модель рельефа (англ. Digital terrain model, (DTM);
digital elevation model, (DEM) и др.) – средство цифрового представления 3-мерных пространственных объектов (поверхностей, рельефов) в
виде трехмерных данных как совокупности высот или отметок глубин
и иных значений аппликат (координаты Z) в узлах регулярной сети с
образованием матрицы высот, нерегулярной треугольной сети (TIN)
или как совокупность записей горизонталей (изогипс, изобат) или
иных изолиний.
Эллипсоид – поверхность в трёхмерном пространстве, полученная деформацией сферы вдоль трёх взаимно перпендикулярных осей;
эллипсоид более точно, чем сфера, отражает идеализированную п оверхность Земли.
GPS (от английского Global Positioning System – глобальная система позиционирования) спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение времени и расстояния с помощью навигационных
спутников.
132
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение 2
Характеристика форматов файлов
В ГИС используется большое количество форматов хранения
информации. Рассмотрим их основные характеристики.
Растровые форматы
JPEG (Joint Photographic Experts Group) – формат хранения сжатых изображений. Формат позволяет сжимать полноцветные изобр ажения глубиной от 6 до 24 бит на пиксель с высокой скоростью и э ффективностью. Основной принцип создания файлов *.jpg – сжатие
изображений с потерей качества. При создании файлов в этом формате
можно точно устанавливать степень сжатия, балансируя между разм ером и качеством изображения. Это основной формат растровой граф ики в ГИС.
TIFF (Tagged Image File Format) – формат хранения несжатых
растровых изображений. Этот формат позволяет сохранять изображения хорошего качества с большой глубиной цвета, он является стандартом растровой графики. Однако изображения в этом формате им еют очень большой размер. Важной особенностью tiff-файлов является
способность хранить географические координаты (формат GeoTIFF).
GeoTIFF (Geographic Tagged Image File Format) основной формат хранения данных дистанционного зондирования Земли. Файлы в
этом формате позволяют хранить информацию о координатной пр ивязке изображения.
GIF (Graphics Interchange Format) – графический формат, предназначенный для хранения растровых изображений с ограниченным
количеством цветов. Главный принцип формата заключается в сжатии
изображения за счет сокращения количества используемых цветов.
Вместо миллионов оттенков используется до 256 цветов, что приводит
к значительной экономии места на жестком диске. Формат наиболее
подходит для сохранения в растровом формате векторных изображений с четкими границами и ограниченным количеством цветов.
BMP (bitmap) – основной графический формат хранения растровых изображений, имеет широкие настройки глубины цвета (от 1 до
48 бит на пиксель). Формат bmp используется для хранения файлов,
при использовании которых главную роль играет распространенность
формата.
133
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Векторные форматы
CDR (CorelDraw) – векторный графический формат, использу емый системой CorelDraw. CDR гарантирует высокое качество изображений при небольшом объеме. Главным недостатком формата являе тся его «закрытость», большинство распространенных программ не м огут работать с ним без конвертации.
PDF (Portable Document Format) – основной формат публикации
документов. Для просмотра файлов PDF можно воспользоваться бесплатной программой AdobeAcrobat. Преимуществом формата является
возможность сжатия информации.
Форматы ГИС
Arcview Shapefile – торговая марка ESRI, файлы этого формата
могут содержать точки, линии и полигоны. Каждый объект в файле
представляет собой один графический объект в сочетании с его атр ибутами.
DXF (Drawing eXchange Format) – обменный формат системы
AutoCAD.
MIF (MapInfo Interchenge Format) – обменный формат системы
MapInfo.
GRID (grid – решетка, сеть) – формат регулярной сетки, одноканальный растровый слой, каждому пикселю которого присвоено
определенное значение (высоты над уровнем моря, количества оса дков, температуры и т.д.). Представляет собой основной инструмент для
анализа рельефа.
TIN (Triangulated Irregular Network) – линейная нерегулярная
сеть, представляющая собой систему неравносторонних треугольников. Используется для построения цифровых моделей рельефа.
QGS (Quantum Geographic Information System) – обменный формат системы QGIS.
134
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение 3
Ведущие разработчики программного обеспечения для работы с
пространственными данными
Название компании
Название продукта
Сайт компании-поставщика
AutoDesk
AutoDesk
CAD Overlay
http://usa.autodesk.com/
BAE Systems
Socet Set
http://www.vitec.com/products/socetset/
Bentley Systems
M icrostation
GeoGraphics
http://www.bentley.com/en-us/
Blue
M arble
Geographics
Geo
http://www.bluemarblegeo.com/index.php
RSI
ENVI
http://www.rsinc.com/
Leica
GeoSystems
ERDAS
http://gis.leica-geosystems.com/
ErM apper
ErM apper
http://www.ermapper.com/
ESRI
ArcInfo,
ArcGIS
http://www.esri.com/
Clark Labs
IDRISI 32
http://www.clarklabs.org
Intergraph
GeoM edia
Professional
http://imgs.intergraph.com/
M anifold
M anifold®
System
http://www.manifold.net/
M apinfo
M apinfo
Professional
http://www.mapinfo.com/
M icroImages
TNTmips
http://www.microimages.com/
Paragon Imaging
ELT
http://www.paragon.com/
PCI geomatics
Geomatica 9
http://www.pcigeomatics.com/
RACURS
PHOTOM OD
http://www.racurs.ru/
135
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение 4
Интернет-ресурсы, посвященные ГИС
http://www.gisa.ru/wbuch.html
Словари картографической терминологии (ГИС, ЦМР, оверлей, и др.)
http://www.gis.report.ru
Аннотированное
ГИС-тематики
http://www.gis-lab.info
Сайт для профессионалов и любителей в области Геоинформационных
систем (ГИС) и Дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
http://www.esti-map.ru/
Эсти-Мар - официальный российский
представитель MapInfo (описания всего семейства продуктов MapInfo, последние новости, цены и др.)
http://www.dataplus.ru/
Дата+ – официальный дистрибьютор
компаний ESRI, LEICA Geosystem.
Информация
и руководства по
ArcView, ArcGIS, ERDAS Imagine.
Литература, статьи, форумы.
http://gisa.ru/assoc.html
Гис-Ассоциация
Последние новости в мире геоинформационных технологий, конференции,
библиотека, статьи, и даже предложение/поиск работы
http://www.geocomm.com/
единое хранилище
программ и данных
136
ссылки
на
сайты
географических
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение 5
Наиболее крупные проекты по созданию кадастров ландшафтных
характеристик в цифровых форматах
Проект
Цель проекта
Результаты
Gap Analysis Program (GAP), США,
http://www.calmit.unl.edu/gapmap/_vti_bin/
shtml.exe/report.html/map,
http://www.gap.uidaho.edu/handbook/Land
CoverMapping/UNESCO/ default.html
Совершенствование
сети особо
охраняемых
территорий
Карты
растительности
и
ландшафтного покрова масштаба
1:100 000
CORINE, Европейское сообщество,
http://www.nature.coe.int/defajlt.asp.
Региональное управление природными
ресурсами
Карты
ландшафтного покрова
NATURA-2000
Создание
сети особо
охраняемых
территорий
Карты
ландшафтного покрова
«sibTREES», Россия-США,
http://www.ifi.rssi.ru/sibtrees .
Инвентаризация, изучение и мониторинг
бореальных
лесов России
Карты
бореальных лесов
137
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение 6
Сравнительные характеристики основных источников данных
дистанционного зондирования
СканируюСтрана
Число
РазрешеШиПовторяещая систеканание, м
рина
мость съемма
лов
захваки, дней
та, км
SPOT
Фран5
PAN 2,5- 60
26
ция
HRV 5
1-3
10
HRV 20
4
TERRA
США
36
1, 2
250 2330
1
MODIS
3-7
500 км
х
8-36
100 10°
0
широты
Landsat
7 США
8
1-5 и 30
185
16
ETM+
7
60
6
15
8
TERRA
США
14
VNI
15
60
1
ASTER
R 1- 30
3
90
SWI
R 49
TIR
1014
EO-1
США
220
30
7,7х42
16
HYPERION
EO-1 ALI
США
10
30
37х42
16
IKONOS-2
США
5
1
1
11
1-3
2-5
4
NOAA
5
1100
110 2399
1
AVHRR
0
LAC
138
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приложение 7
Примеры каталогов дистанционных материалов
Название каталогов дистанционных материалов
http://glcf.umiacs.umd.edu/index.shtml- The GLCF is «...the best open
source for Landsat TM and Landsat ETM on the planet...» – лучший открытый ресурс снимков Landsat TM в мире.
http://www.spot-vegetation.com – в рамках программы Vegetation каждые 10 дней на основе съемки SPOT на весь мир создаются трехканальные сцены с разрешением 1 км.
http://edcsns17.cr.usgs.gov/EarthExplorer/ – EarthExplorer – Официальный каталог снимков системы Landsat всех поколений.
http://www.landsat.org/worldclickmap.html – Landsat.org – Более удобный каталог для поиска нужного снимка. Можно выбрать сцену на
карте.
https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/mrsid.pl – GeoCover™ – каталог трехканальных покрытий LANDSAT 5/7 с разрешением 28,5-30 м на весь
мир.
http://geoengine.nima.mil/- – Geospatial Engine. Каталог покрытий космической съемки системы SPOT с 10 м разрешением на местности.
139
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
140
Surfer
QGIS
Erdas Imagine
MapInfo
Векторные
форматы
данных,
в
которые возможна
запись
или
конвертация
информации
ArcView
Векторные
форматы
данных,
из
которых
возможны
чтение
или
конвертация
информации
Растровые
Векторные топологические
Векторные
нетопологические
Векторные с Zкоординатой
Динамическая сегментация
Регулярные
решетки (ГРИД)
Нерегулярные точки (TIN)
Shape
DXF
MID/MIF
Tab MapInfo
E00
Покрытия ArcGIS
DWG
F1M
Другие
Shape
DXF
MID/MIF
Tab MapInfo
E00
Покрытия ArcGIS
DWG
F1M
Другие
ArcGIS
Модели данных, используемых
в
системе
Autodesk Map
Приложение 8
Функциональные возможности программных средств ГИС
Название
Функциональные
возможности
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Растровые
форматы
данных
Геодезия
ДДЗ
Традиционные носители
Запросы
Картометрия
Landsat TM
SPOT
Erdas Imagine
TIFF
GeoTIFF
JPEG
BMP
GIF
Другие
Полевая регистрация
Предварительная
обработка и редактирование данных
Прием
Геометрическая
коррекция
Построение ЦМР
Дешифрирование
Сканирование
Привязка растра
Геометрическая
коррекция растра
Проекционные
преобразования
растра
Векторизация ручная
Векторизация полуавтоматическая
Векторизация автоматическая
Анализ топологии
Расстояния
Длины
Площади
Объемы
Дирекционные
углы
141
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Статистика
Оверлей
Буферные
зоны
Сетевой анализ
Растровый
анализ
Анализ поверхностей
Тематическая картография
Графики,
разрезы,
профили,
колонки
Трехмерная
визуализация
Области деятельности в
которых
применяется
продукт
Кластеризация,
районирование
Факторный анализ
Корреляционный
анализ
Построение изолиний
Построение
вторичных характеристик поверхностей
Переход от TINмодели к GRIDмодели
Переход от изолиний
к
GRIDмодели
3D интерполяция
Федеральное
управление
Региональное
управление
Муниципальное
управление
Корпоративное
управление
142
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Недвижимость
Землепользование
Архитектура
Градостроительство
Финансы, бизнес
Инженерные сети
Инженерные изыскания
Проектирование и
строительство
Геодезия
Картография
Милиция, ГИБДД
Транспортное обслуживание
Оборона
МЧС
Экология
Недропользование
Природопользование
Нефтегазовая отрасль
Демография, статистика
Образование
Бытовое использование
Другие
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Приложение 9
Структура описания и оценки эколого-геоморфологических
условий города Шуя (разработана на основании данных СНиП,
санитарных норм и экспертных оценок)
Позиция
Характеристика
143
Оценка
в бал-
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лах
1
2
3
А. О це нка инженерно-геоморфологических и инже нерно-ге ологических усл овий
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Ре ль е ф
Характер поверхности (описание): Рельеф представляет собой сочетания
различных морфологических типов. На западе он представлен пологоволнистой, участками слабохолмистой моренной равниной, расчлененной довольно густой речной сетью, на северо-востоке и юго-востоке развита морена
напора. Центральные территории заняты плоской, участками пологоволнистой водноледниковой равниной, слабо расчлененной речной сетью. На востоке располагается заболоченная плоская и пологоволнистая озерноледниковая равнина московского приледникового озера. С северо-запада на
юг территорию города пересекает речная долина реки Теза, с выраженной 2й и 1-й надпойменной террасой и заболоченной поймой. Рассеченности рельефа способствует также наличие долин притоков Т езы (Мотовилихи, Сехи,
Мардаса и Зиновки).
Пре имущественные уклоны поверхности
до 10 %
от 10 до 30%
1
менее 10% и более 30%
Глубина расчленения
15-25 м/км2
25-35 м/км2
1
менее 5 м/км2 и более 35 м/км2
Густота расчленения
1 км/км2
1-2 км/км2
1
Практически не расчлененные
Сильно расчлененные более 2 км/км 2
Почвы
Плодородные (дерновые, черноземы)
Относительно плодородные (подзолистые, выщелоченные, кислые,
1
слабозасоленные)
Неплодородные (солонцы, солончаки, лишенные почвенного слоя
бедленды)
Ме ханический состав грунтов
Легкие и средние суглинки, супеси
Пески, глины, средние и тяжелые суглинки
1
Грубо обломочные породы, скальные породы (при сплошном залегании)
Просадочные породы (лессы), илы, слабые грунты
Урове нь грунтовых вод на большей части территории города
(от поверхности)
от 2 до 1,5 м
от 1,5 до 0,5 м и от 2 до 3 м
менее 0,5 м и более 5 м
0
Площадь города, периодически затапливаемая паводковыми
водами
менее 10%
144
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
9.
10.
11.
12.
13.
14.
10-20%
более 20% (указать сколько)
Затопляемость паводковыми водами
Незатопляемые террасовые поверхности
Затопляемость не более 15 дней
Более 15 дней
Пе риодичность затоплений
Катастрофических паводков не отмечалось
Раз в сто лет (10% обеспеченности)
Раз в 25 лет (4-5% обеспеченности и чаще
Заболоченность и бессточные участки
Отсутствуют
Легкоосушаемая заболоченность вследствие избыточных атмосферных осадков
Болота грунтового питания, трудноосушаемые
О вражная эрозия
Стабилизировавшиеся овраги глубиной до 5 м с пологими склонами
Т о же глубиной до 5 м с крутыми и обрывистыми склонами или
глубиной более 5 м, но с пологими склонами
Действующие овраги
О ползни
Отсутствуют
Отдельные оползневые склоны неглубокого заложения, требу ющие укрепления
Многочисленные оползневые склоны неглубокого заложения,
требующие укрепления; отдельные оползни глубокого заложения
Карст
Отсутствует
Незначительное число неглубоких воронок затухающего каста
Закарстованные территории со значительным количеством воронок, наличием подземных пустот
15.
Суффозия
Отсутствует
Отмечаются редкие просадки
На территории заметно развиты суффозионные пр оцессы
16.
Пе ре работка берегов
Отсутствует
Явления размыва берегов в ряде мест, но зона пер еработки не превышает по ширине 10 м
Значительный размыв и переработка берегов с зоной переработки,
превышающей по ширине 10 м; реки с блуждающими руслами
17.
Се йсмичность
Менее 6 баллов
7-8 баллов
9 и более баллов
Б. О це нка влияния рель е фа на микроклиматические усл овия
18.
Характе ристика ветрового режима
145
1
1
2
0
2
2
2
1
1
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19.
20.
21.
22.
Хорошо проветриваемые и защищенные от сильных и вредоно сных бурь и ветров территории
Наличие на территории города участков, не защищенных от сильных и вредоносных ветров и бурь
Замкнутые котловины с длительным застоем во здуха
Расположение по отношению к источникам сильного загрязнения
Т ерритории, расположенные с наветренной стороны по отношению к источникам сильного загрязнения атмосферы
Расположенные с подветренной стороны к источникам загрязнения
– город находится в зоне действия промышленных источников
загрязнения атмосферы
Источники загрязнения находятся в городе (в городе нах одится ряд
текстильных, машиностроительных и деревообрабатывающих
предприятий, сильно влияющих на состояние атмосферы)
О сновные климатические характеристики города (климат умеренно-континентальный, с прохладным летом и умеренно холо дной зимой, климатические условия не препятствуют развитию
города)
Микроклиматические характеристики (инсоляция)
2
Нормально инсолируемые в течение всего года территории
2
0
2
Около 30% площади – сильно затененные склоны
Наличие более 50% площади с пониженной инсоляцией
Влияние рель ефа на формирование микроклимата города
Водораздельные поверхности и открытые верхние части склонов
4
Склоны южной экспозиции
Берега водоемов (моря, крупных озер, водохранилищ)
Склоны северной экспозиции
Склоны восточной и западной экспозиции
Долины, котловины, нижние части склонов
Замкнутые котловины
В. О це нка техногенных преобразований рельефа и санитарного состояния территории и города
23.
Те хноге нные изменения рель ефа
Создание уклонов, обеспечивающих сток осадков, безопасное
движение транспорта
Спрямление, углубление и обводнение русел рек
1
Подсыпка пойм и террас
Углубление береговой линии и оползневых склонов
Засыпка русел малых рек и перевод поверхностного стока в по дземный
Другие мероприятия по вертикальной планировке
24.
Те хноге нные преобразования рельефа (в результате вертикальной планировки улучшилось):
а) санитарное состояние территории
б) эстетический облик города
в) комфорт проживания населения
146
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
25.
26.
27.
28.
29.
30.
Вертикальная планировка частично улучшила (указать, что именно: а, б, в)
Вертикальная планировка местами ухудшила какие-либо позиции
(а, б, в)
Мощность техногенных отложений на большей части города не
превышают
2-3 м
3-6 м
Более 6 м
Изме не ние расчлененности территории
Незначительное (не более 2-3 м/км2 )
Значительные изменения глубины расчленения (глубины и густоты)
Общая планировка территории с изменением глубины и густоты
расчленения более чем на 10 м/км 2 и более чем на 1-2 км/км2
Наличие карьеров и других выработок в пределах города и его
окре стностях
Карьеров и выработок нет
Неглубокие единичные карьеры и ямы местного назнач ения
Многочисленные неглубокие карьеры
Карьер(ы) промышленной добычи полезных ископаемых
Динамические нагрузки на поверхность (транспортная вибрация)
Низкого уровня: какие-либо изменения геологического субстрата и
инженерных объектов не отмечены (слабый транспортный поток)
Среднего уровня: возможны изменения грунтов и инженерных
объектов (мелкие трещины в домах, неровности дорожного покрытия и др.; наличие в городе постоянного грузового транспортного
потока или трамвая)
Высокого уровня: возможны деформации поверхности, зданий и
сооружений; активизация оползневых процессов
Покрытие и состояние дорог (хор./уд. состояние):
Асфальт
Брусчатка
Грунтовое
Смешанный тип покрытия дороги
Видимые признаки санитарного состояния города
Мусор у домов и вдоль дорог
Т рещины на фасаде зданий
Покосившиеся дома
Просевшие дома
Плесень на фундаментах
Сырость в подвалах домов
Комары в домах
«Нездоровые места» (гниющие водоемы, вековые лужи, свалки и
т.д.)
Сажа на поверхности почвы
Пыль на растениях
Цветение водоемов
147
а, б, в
2
1
-1
1
1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Захламление рекреационных зон
-1
Угнетенное состояние растений. Отсутствие этих и других призна-1
ков может рассматриваться как положительная оценка санитарного
состояния суммой
За наличие этих и других признаков выфчитается из общей суммы
оценки санитарного состояния города по одному баллу (max + 12)
31.
О зе ле нение территории
Город-сад (более 30%)
3
20-30%
10-20%
Менее 10%
32.
Тип озе ленения
Окружающие город леса естественно входят в г ород
Комплексное озеленение (сады, палисадники, газоны, огороды):
5
приусадебное и уличное (городское)
Преобладает приусадебное озеленение
Городское озеленение практически отсутствует (только приусадебное – приватное)
Городское озеленение неудовлетворительное
«Зелеными зонами» являются неухоженные территории (пустыри и
т.п.)
33.
Влияние рель ефа на расположе ние «зеленых зон»
«Зеленые зоны» приурочены к неудобьям (крутым склонам, затап2
ливаемой пойме и т.д.)
«Зеленые зоны» подчеркивают пластику рельефа
Явного влияния рельефа на расположение «зеленых зон» не
наблюдается
Г. О це нка степени урбанизации и социального комфорта (коммунальных удобств)
и санитарного состояния территории города
34.
Сте пе нь урбанизации территории в целом
Плотность застройки менее 15%
15-30%
Более 30-60%
0
35.
О це нка уровня «цивилизованности» города (тип водоснабжения)
Водопровод
Колонки
Колодцы
Смешанный тип водоснабжения
2
36.
Источники пить евой воды
Река, озеро (наземные, открытые)
Подземные горизонты (артезианские скважины)
Грунтовые воды (колодезная вода)
Смешанные
2
37.
Наличие очистных сооруже ний на водозаборе
Есть
2
Нет
38.
Каче ство пить евой воды (опрос населения)
Хорошая вода (можно пить не кипяченой)
Относительно хорошая
1
148
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
Плохая вода (есть запах, привкус, окраска)
Наличие канализации
Бытовая и ливневая
Отсутствие какой-либо
Отсутствие и той и другой
Тип отопления
Центральное (Т ЭЦ, ГРЭС и др.)
Смешанное (центральное и домовое)
Т олько домовое (печное)
О це нка характера инфраструктуры
Сочетание социальной и культурно-исторической
Сочетание социальной (селитебной) и промышленной
Промышленная инфраструктура подчинила развитие социальной
О це нка социаль ной инфраструктуры (детские сады, школы,
поликлиники, больницы, торговая сеть, объекты общественного
питания, спортивные площадки и др.) – опрос:
Хорошо развита социальная инфраструктура (достаточная для
данного города)
Социальная инфраструктура не полностью удовлетворяет потребности населения
Социальная инфраструктура не удовлетворяет потребности населения
О це нка влияния рельефа на промышленную инфраструктуру.
Расположение (строительство) промышленных зданий проведено:
Без учета микроклиматических особенностей терр итории и без
учета распространения потоков загрязнения
С учетом микроклиматических особенностей
С учетом микроклиматических условий и условий распространения потоков загрязнений
О це нка инфраструктуры приема и обслуживания туристов и
отдыхающих
5 «звезд»
3 «звезды»
Без звезд (но есть)
Отсутствует инфраструктура приема и обслуживания туристов и
отдыхающих
Транспортная доступность (от ж/д станции, аэропорта, вокзала)
Не более 30 мин.
30-60 мин
Более 60 мин.
Д. О це нка эсте тических и ландшафтно -архитектурных условий
46.
О це нка привлекатель ности малого города по комплексу
ландшафтно-архитектурных и социаль ных признаков
Город представляет собой историко-культурный памятник; город –
религиозный центр
Город-курорт (использование бальнеологических полезных ископаемых: грязи, минеральные воды) в санаторно -курортных и лечебных учреждениях города и ближайшего пригорода
149
1
1
1
2
0
4
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
47.
48.
49.
Исторический уездный город; город-посад; город – центр прикладного и ремесленного искусства
Город – туристический центр
Малая провинция
Серая посредственность, легкоузнаваемый, типичный
Захолустье
Современный город вокруг исторического центра
Современный город (на новом месте): наукоград
Ж/д станция
Промышленный центр
Уче т рель ефа в планировке города ландшафтно архите ктурных решениях городской застройки
Город хорошо вписан в рельеф (особенности приро дного рельефа
удачно учтены при планировке и застройке г орода)
Изменения рельефа носят «художественный» характер (снижены
резкие перегибы и крутые склоны, нет тотального выравнивания;
созданы пруды, искусственные горки и другие)
Рельеф местности частично учтен при строительстве города
При планировке города рельеф не учитывался, город как ландшафтно-архитектурный ансамбль не воспринимается
Историко-архитектурная оценка городской застройки
По историческому плану
Сохранение исторической структуры в новом плане
Сохранение исторического центра и застройка новых территорий
по современным, стилизованным в духе исторической застройки,
проектам
Сохранение исторического центра и застройка окраин по новым,
плохо сочетающимся с исторической, проектам
Отсутствие исторического центра, только отдельные здания в застройке нового типа
Современная планировка и застройка (отсутствует истор ический
центр и отдельные исторические здания):
а) низкоэтажная, оригинальная
б) «хрущобы»
Плановая характеристика застройки
Компактная застройка:
а) на стрелке рек
б) на возвышенности
в) в низине
Вытянутое расположение застройки в соотношении сторон 1:4:
9
2
4
10
а) вдоль ж/д, автомагистрали
б) вдоль береговой линии
Вытянутое расположение застройки в соотношении сторон 1:9:
а) вдоль ж/д, автомагистрали
б) вдоль береговой линии
Город «разбросан» по холмам
Е. О це нка эсте тических и ландшафтно -архитектурных условий (описание)
150
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
50.
О це нка по визуаль ному эстетическому восприят ию куль турноисторических памятников: расположение в рельефе, визуальный о блик,
состояние
Объекты
НалиСостояние
Возможночие
Хор Уд Неуд сти осмотра
(число)
(посещения)
.
.
.
Музеи
5
4
Есть
Памятники архитектуры
Археологические
памятники
Памятники садово-паркового
искусства
Действующие
объекты религиозного поклонения
Экологические
тропы
Памятники природы
Культурноисторические
Культовые
51.
52.
158
3
0
-
11
4
Не у всех
3
Есть
Есть
4
6
3
Есть
58
3
Есть
173
3
Есть
8
3
Есть
Гражданские
8
3
Есть
Военные (рвы,
валы, стены и
т.д.)
Скульптурные
2
3
Есть
Садово-парковые
11
3
Есть
Гидротехнические
Природные:
2
3
Есть
66
3
Есть
9
Есть
4
Оценка экспертная по числу объектов (и по их ценности): 10 баллов – особо ценный объект федерального уровня; 20 баллов – международного уровня
Наличие (отсутствие) точек визуального раскрытия ландша фта города
Наличие (отсутствие) точек визуального раскрытия ландша фта окре стностей города
Наличие в окрестностях города объектов для исторического,
познавательного и религиозного туризма (10-12 км). Экспертная
оценка по числу и ценности объектов: 10 баллов – особо ценные
объекты федерального уровня; 20 баллов – объекты международного уровня
151
8
2
2
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Ж. О це нка ре кре ационных возможностей пригорода
53.
Наличие мест для отдыха
(однодневного и многодневного) в черте досту пности (5-6 км)
Дачные участки, туристические базы, дома отдыха, кемпинги,
санатории, другие стационарные места отдыха – максимальная
оценка – 6 баллов, минимальная – 0
Наличие (отсутствие):
Лесных массивов (охотничьи угодья)
Водоемов: рек, озер и др.
Заповедников, заказников
Мест для туризма: исторического, познавательного, религиозного
Максимальная оценка – 15 баллов, минимальная – 0
54.
О це нка «природности» внешнего окруже ния города
Город со всех сторон окружен лесами
Город окружен разнообразными привлекательными ландшафтами,
в том числе и природно-архитектурными
В окрестностях города достаточно природных объектов, привлекательных для однодневного отдыха
В ближайших окрестностях города около 30% площади внешнего
окружения принадлежит промышленным ландшафтам
Около 50%
Более 50%
Город окружен лесами и сельскохозяйственными полями
З. О це нка возможностей территориаль ного развития
55.
56.
Наличие ограничений землепользования (по Земельному законодате ль ству)
Т ерритории орошаемых, осушаемых и ценных сельскохозяйственных земель
Охранные зоны водозаборных сооружений и водоохранные, защитные и другие леса высшей категории
Полосы ЛЭП и отводы железных дорог
Т ерритории залегания полезных ископаемых
Водоохранные зоны водохранилищ
Неудобные земли: активное развитие природных и приро днотехнологических процессов или потенциально опасных
Т ерритории с неблагоприятными микроклиматическими характ еристиками
Т ерритории добычи полезных ископаемых
«Опасные соседи» (промышленные предприятия, полиг оны)
Максимальная оценка – 10, минимальная – 0. Отсутствие (+1 балл
за каждый признак) или наличие (0 баллов за каждый признак)
ограничений для территориального развития
Влияние рель ефа на развитие города. Для развития города
можно исполь зовать
Т олько неудобья
«Заречье»
Рельеф не является ограничителем
152
5
2
2
0
13
10
1
0
0
0
1
1
1
0
0
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
153
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Научное издание
Марков Дмитрий Сергеевич,
Яковенко Наталия Владимировна
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
Монография
Подписано к печати 28.02.2012 г. Формат 60х84 1/8.
Бумага ксероксная. Печать ризография. Гарнитура Таймс.
Усл. печ. листов 9,7. Тираж 500 экз. Заказ № 3420
Издательство ФГБОУ ВПО «ШГПУ»
155908, г. Шуя Ивановской области, ул. Кооперативная, 24.
Тел. (49351)4-65-94.
Отпечатано в типографии ФГБОУ ВПО
«Шуйский государственный педагогический университет»
155908, г. Шуя Ивановской области, ул. Кооперативная, 24
154
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
63
Размер файла
6 646 Кб
Теги
городской, среды, оценки, технология, качества, 10095, геоинформационные
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа