Применение ГИС для мониторинга

 

 

           Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Алтайский государственный аграрный университет»

 

 

Кафедра землеустройства, земельного и городского кадастра

 

Курсовая работа на тему №18:

«Применение ГИС для мониторинга»

 

 

Выполнила: студентка  З/О:

3 ускоренного курса 2 группы

Полина Полина Романовна

Специальность: Кадастр недвижимости

Шифр: 131100

Проверил: Мягкий Петр Алексеевич

Оценка:

 

 

 

 

 

                                         Барнаул 2015

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………......……3

ГЛАВА 1. Применение ГИС для мониторинга…………………………………………..4

1.1. Виды мониторинга и его использование в кадастрах……………………………….4

1.2. Требования к ГИС для мониторинга…………………………………………………7

1.3. Основные функции ГИС для мониторинга………………………...………………10

1.4. Источники данных для мониторинга и характеристики этих данных……………14

1.5. Использование результатов мониторинга в практической деятельности.......................................................................................................................18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………..23

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………...…….24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящее время основным способом повышения качества и эффективности землеустройства стала его автоматизация на основе компьютерных технологий. Современные технологии и соответствующее программное и аппаратное обеспечение позволяют обрабатывать большие объёмы информации, повысить её точность, наглядность и достоверность, получать наиболее эффективные проектные решения, изготавливать качественную землеустроительную документацию. Среди компьютерных технологий в землеустройстве центральное место занимают геоинформационные системы (ГИС).

Сфера применения ГИС-технологий – это управление земельными ресурсами, земельные кадастры; проектирование, инженерные изыскания и планирование в градостроительстве; тематическое картографирование; инвентаризация и учет объектов; морская картография и навигация; анализ рельефа местности; навигация наземного транспорта; управление воздушным движением; геология; мониторинг окружающей среды; управление природоохранными мероприятиями; управление природными ресурсами.

Применение ГИС-технологий для мониторинга земель позволяет создавать карты непосредственно в цифровом виде по координатам, полученным в результате измерений на местности или при обработке материалов дистанционного зондирования.

В государственных программах России много внимания уделяется созданию и развитию ГИС разного ранга и назначения для целей управления.

 

 

 

ГЛАВА 1. Применение ГИС для мониторинга

1. Виды мониторинга и его использование в кадастрах

 

В настоящее время очень остро стоит вопрос о правильном рациональном использовании земель, прежде всего сельскохозяйственных угодий, пашни, где вопрос почвы, её плодородия имеют первостепенное значение. Для эффективной борьбы с негативными процессами и защиты населения от опасных явлений нужна достоверная информация о причинах возникновения и распространения этих процессов.

Мониторинг земель представляет собой систему наблюдений за состоянием земельного фонда для своевременного выявления изменений, их оценки, прогноза, предупреждения и устранения последствий негативных процессов. В настоящее время мониторинг - преимущественно техническая и информационно-аналитическая работа, связанная с применением технических средств контроля за состоянием земель, взятием проб почв и проведением почвенно-геоботанических обследований, анализов и измерений химического и биологического состава почв, их физического состояния. Это - одновременно мера предупредительного, текущего и последующего контроля.

В существующих условиях систему мониторинга земель Российской Федерации можно классифицировать на несколько видов, взяв за основу различные критерии.  Классификация мониторинга земель, основанная на территориальном охвате Российской Федерации, предполагает выделение следующих уровней ведения мониторинга земель:

- глобальный; 

- национальный; 

- региональный; 

- локальный мониторинги.

Глобальный мониторинг организуется международными фондами и структурами, например ООН. Предназначен для изучения глобальных, мировых изменений окружающей среды (изменения климата, загрязнения океана, образования озоновых дыр, опустынивания лесных массивов). В качестве источников информации используются как собственные наблюдения, так и данные национальных систем.

Задачи глобального мониторинга:

·           организация расширенной системы предупреждений об угрозе состояния здоровья населения;

·           оценка глобального загрязнения атмосферы и ее влияния на климат;

·           оценка количества и распределения загрязнения биосистем и трофических цепей;

·           оценка критических проблем в результате с/х деятельности и землепользования;

·           оценка реакций наземных экосистем на влияние окружающей среды;

·           оценка загрязнения океана и состояния морских экосистем;

·           организация международной системы наблюдений про стихийные бедствия;

Национальный (государственный) мониторинг осуществляется государством. При этом не проводятся самостоятельные наблюдения, а используется ведомственная информация и информация систем регионального мониторинга. Национальный мониторинг предназначен для контроля национальных обязательств по охране окружающей среды и реализации программы сохранения окружающей среды на национальном уровне.

Региональный мониторинг организуется на территории области и предусматривает организацию межведомственного контроля за состоянием окружающей среды. С этой целью вся его территория разбивается на полигоны, на которых отбираются пробы воздуха, почвы, растительности и т. д. и производится оценка изменения загрязнения (динамика загрязнения) окружающей среды во времени. Кроме того, региональный мониторинг использует данные локального мониторинга. Результаты обычно используются для обоснования размещения промышленных предприятий на соответствующих территориях.

Локальный мониторинг организуется на конкретных предприятиях и служит для контроля выбросов и сбросов какого-либо предприятия. Локальный мониторинг осуществляется путем отбора проб или анализа состояния окружающей среды в автоматическом режиме.

Существуют следующие виды мониторинга по назначению:

- стандартный;

- оперативный (кризисный);

- специальный;

- фоновый

Стандартный мониторинг обычно осуществляется по вполне определенному числу параметров наблюдения. Например,  4 или 5 компонентов ОС, атмосфера (CO, CO2, NOx, SO2). Стандартный мониторинг, как правило, проводится на всех иерархических уровнях.

Оперативный (кризисный) мониторинг проводится на катастрофически опасных объектах. Изучаются только те объекты, которые свидетельствуют о начале аварии и ее протекании. Например, при аварии аммиакопровода контролируется содержание аммиака.

Специальный мониторинг проводится, как правило, на какое-либо загрязнение, что возникло на территории в результате природной или техногенной катастрофы, а также в результате продолжительного воздействия техногенного объекта. Например, вокруг хвостохранилища с радиоактивными элементами ведется мониторинг на радиоактивность (радиационный мониторинг). При наличии разломов в земной коре может быть организован специальный мониторинг за выделениями радона.

Фоновый мониторинг организуется в заповедных местах  и служит для сопоставления окружающей среды на техногенно-нагруженных  территориях по сравнению с состоянием близкому к природному.

Мониторинг является основой для ведения земельного кадастра, оценки эколого-экономической ущербов (рисков), планировании природоохранных мероприятий.

Так же необходимо упомянуть о том, что углубление земельной реформы в России вызывает необходимость дальнейшего совершенствования правового механизма охраны почв как природного ресурса, внесения соответствующих поправок в природоохранительное, земельное и административное законодательство, укрепления судебной системы и усиления государственного земельного контроля.

 

1. 2. Требования к ГИС для мониторинга

 

Геоинформационная технология зародилась в начале 60-х годов для автоматизации ряда операций по обработке географических данных. Первые системы создавались при отсутствии программного обеспечения, наличии примитивной вычислительной техники и устройств ввода-вывода графических данных.

Развитие информационных систем шло как по пути увеличения обрабатываемых объемов данных, так и усложнения структуры хранящейся информации. Поэтому информационные массивы, предназначенные для обработки на ЭВМ, организуются в базы данных (БД). Для обеспечения достаточно сложных операций по поиску и выборке данных в БД, их объединению в информационные массивы требуемой структуры разрабатываются системы управления базами данных.

В настоящий момент ГИС представляют собой сложную информационную систему, включающую мощную операционную систему, интерфейс пользователя, системы ведения без данных, отображения графической информации.

ГИС - это компьютерные системы сбора, хранения, выборки, анализа и отображения пространственных данных. Создание автоматизированных систем природной информации входит в круг задач геоэкоинформатики - научного направления, разрабатывающего теорию, методы и технологию информационного обеспечения и автоматизации биосферных и геоэкологических исследований в целях рационализации природопользования и охраны природы.

ГИС является эффективным средством для изучения интегральных эффектов антропогенного воздействия на окружающую среду, поскольку она аккумулирует и обрабатывает данные за длительный период времени для крупных географических регионов.

Появление в последние годы массового интереса к построению ГИС требует выработки принципов оценки создаваемых информационных систем, их классификации, определения потенциальных возможностей. В определенной мере это возможно при выработке требований к идеальной ГИС:

1. Возможность обработки  массивов покомпонентной гетерогенной  пространственно-координированной  информации.

2. Способность поддерживать  базы данных для широкого класса  географических объектов.

3. Возможность диалогового  режима работы пользователя.

4. Гибкая конфигурация  системы, возможность быстрой настройки  системы на решение разнообразных  задач.

5. Способность «воспринимать»  и обрабатывать пространственные  особенности геоэкологических ситуаций.

Разработка ГИС включает этап проектирования структуры, определения целей и задач, потенциальных пользователей. Проектирование ГИС, как сложной информационной системы, требует использования методов системного анализа, с помощью которых решаются следующие задачи :

- построение концептуальной модели ГИС, определение ее подсистем, характера взаимосвязи между ними;

- структуризация географической  информации с учетом специфики  обработки, хранения и представления  на ЭВМ и автоматических устройствах;

- определение этапов преобразования и обработки поступающей природной и социально-экономической информации;

- создание человеко-машинных систем для математического моделирования природных и социально-экономических процессов в структуре ГИС.

Использование информационной технологии в геоэкологии предполагает автоматизацию процессов сбора и анализа параметров геосистем.

Этапы информационной технологии в создании и эксплуатации ГИС включают следующие стадии: сбор первичных данных, ввод и хранение данных, анализ данных, анализ сценариев и принятие решений. Необходимо отметить, что выделенные этапы являются наиболее общими и повторяются при создании конкретных ГИС, различаясь в деталях, связанных с целями и задачами ГИС, а также техническими возможностями системы.

Очевидно, что источники информации, процедура ее получения, методы анализа должны рассматриваться как этапы единого технологического процесса, объединяемого общностью целей и задач построения и эксплуатации ГИС. Это означает, что в основу проектирования и создания ГИС должна быть положена единая методология. Поскольку ГИС можно рассматривать как средство машинного представления данных и знаний комплекса наук о Земле, то в качестве методологической основы ГИС должно быть выбрано направление их построения как инструментария познания закономерностей структуры и организации геосистем при помощи средств информатики, включающего математическое моделирование и машинную графику.