авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Разработка методики оценкиэкологического состояния территориипо топографическим картам

-- [ Страница 2 ] --

Оценка территории по картам достигается приёма­ми картографического ме­тода исследования, включающего работу с прямо снимаемыми с карты и с произ­водными параметрами объек­тов (процес­сов и явлений) – скрытая информация. Прямо снимаемые с карты параметры указаны на карте (в числовом или тексто­вом виде); их можно получить путём прямых геометрических из­мере­­ний (высота, длина, ширина, площадь объекта и т.п.). Эти параметры могут быть получены также в виде семантической атрибутив­ной информации объекта, если карта составлена в электронном виде. Производные параметры (как и производ­ные карты) получают путем пре­образова­ния прямых; они требуют вычислений и анализа (лесис­тость, рас­пахан­ность территории, густота речной сети и т.д.). Именно в получении производных параметров реализуются графо­ана­литические приемы (картометрия, морфометрия), приёмы матема­тического анализа карт и математической статистики. Производные параметры могут быть получены и вторично – по первичным, ранее определенным произ­вод­ным (например, полу­чение средневзвешенного уклона для рек с не­рав­номер­ным профилем по укло­нам её отдельных участков). На основании анализа прямых и производных характеристик оценивается эко­ло­гичес­кое состояние. Оценка может включать абсолютные, относи­тельные и условные показатели в принятой системе единиц для конкрет­ного исследу­емого объекта (процесса, явления).

Антропогенные воз­действия очень кратко рассмотрены по основным классам социально-экономических объектов (см. рис. 1-а). В диссертации дан подробный текст, имеющий вместе со сводками (базами) показателей и способов их определения характер методических установок (рекомендаций) по интерпретации экологического значения объектов каждого раздела. Результаты оценки достаточно полно отражены также в статье автора [2].

Границы не относятся прямо к антропогенным объектам, но могут быть использованы для выде­ления ареала исследования или ареала ограничения спектра хозяй­ствен­ной деятельности: границы заповедников, водоохран­ных зон, санитарно-защитных зон для ЛЭП различного напряжения и др.

Населенные пункты, показываемые на картах все без исключения, разделяются по типу поселения, людности, административному значению. Отображаются структура, планировка и характер застройки в сочетании составных частей поселений: застроенные территории с характеристиками плотности, огнестойкости кварталов; транспортные территории; зеленые насаждения; сады и огороды; пустыри; неудобные земли и воды. Показано, что население непосредственно влияет на состояние природной среды через демографическое давление. Кроме того, несложно выделить зону максимально активной антропогенной деятельности, определить показатель территориальной концентрации населения и характер расселения (очаговое, ареальное, полосное, сплошное). Социально значимы экологические показатели загрязнений (воздуха, воды, почвы), определяемые численностью населения, испытывающего такие нагрузки. Расположение кварталов, озелененность, распространение строений разного назначения говорят о комфортности условий проживания, а наличие памятников свидетельствует об историческом и культурном значении территории.

Промышленность, энергетика. Изображения промышленных предприятий, рода их производства, линий связи и электропередач позволяют косвенно и по экспертным оценкам оценить индексы экологической опасности от разных отраслей промышленности и энергетики и локализовать сочетания экологически наиболее опасных производств, ареалы электромагнитных загрязнений. Особенно четко обозначаются на картах признаки добывающей промышленности (шахты, надшахтные здания, скважины, нефтяные колодцы, карьеры, терриконы, отвалы, трубопроводы и др.), что позволяет как прямо судить о степени нарушенности земель – верхних слоев литосферы, так и косвенно – гидрологических и гидрогеологических условий с химическим и физическим загрязнением, что в свою очередь характеризует условия существования биоты.

Сельскохозяйственные угодья. По топографическим картам без труда определяются земли, занятые сельскохозяйственными угодьями – одним из наиболее сильных и распространенных факторов воздействия на природную среду через внесение удобрений, выпас скота, эрозию, дефляцию почв, уменьшение и деградацию естественных угодий в пользу распаханных земель.

Объекты водоснабжения и гидротехнические сооружения. Большие возможности оценки антропогенных воздействий по топографическим картам связаны с подробным изображением водохранилищ, плотин, каналов разного назначения и других объектов гидротехнического строительства. В диссертации рассмотрены изменения в гео- и экосистемы, которые вносит строительство и эксплуатация водохранилищ: регулирование стока, обсыхание поймы в нижнем бьефе, увеличение площади испаряющей поверхности, изменение уровня грунтовых вод, изменения в составе биоценозов, затопление земель; переработка (разрушение) берегов; подтоп­ление населённых пунктов; заболачивание, засоление; акти­ви­зация движений земной коры, вызывающая небольшие региональные земле­трясения (наведенная сейсмичность).

Транспорт. Показано, как степень воздействия транспорта на среду зависит от его видов (железнодорожного, автомобильного, водного, воздушного), интенсивности эксплуатации, степени территориального сгущения путей, соотношения линейных и точечных элементов, от геометрии сети, поскольку все эти особенности подробно отражены на топографических картах. Подчеркнуто, что кроме загрязнения транспортные сети отражают особенности территориальной концен­трации населения и характеризуют пределы внесе­ленных связей. Информационный потенциал топографических карт и экологическое значение всех классов как антропогенных, так и природных объектов (гл. 3) полностью представлены в самостоятельных сводках (базах показателей), содержание и примеры которых показаны в таблице 1.

Табл. 1

Содержание и примеры сводок:
информационный потенциал топографических карт и экологическое значение а)- антропогенных объектов; б)- природных объектов

Параметры, прямо снимаемые с карты Параметры производные Производные карты Экологические показатели
1 2 3 4
а) Населенные пункты
Объекты населенных пунктов, их площади: жилые строения, нежилые строения, кварталы, огороды, сады, парки, клумбы, газоны, зеленые насаждения, водоёмы Улицы: протяженность, густота Строения: этажность, материал постройки Населенный пункт: политико-административное значение, людность, тип поселения Селитебные территории (границы, площади) Характер планировки (плотность застройки, соотношение застройки разной этажности), качество жилого фонда (огне­стой­кость/ пожаро­опасность) Соотношение жилого и нежилого фонда Рекреационный потенциал (степень озеленения) Территориальная концен­­трация населения Территориальная органи­зация, распространение строений общественного назначения Пределы непосредствен­ного влияния населения на природу Размещения, плотности населения Расселения Транспортной нагрузки поселений Условий жизни населения Видов исполь­зования земель Демографическое давление Функциональное зонирование территории Историческое и культурное значение территории Загрязнение (транспортная нагрузка, воздух, шум) Комфортность условий жизни Степень опасности проживания Узлы демоэкономического каркаса
……………………. ……………………. ……………………. ……………………. ……………………. ……………………. ……………………. …………………….
б) Рельеф
Абсолютные высоты земли, отметки глубин,
относительные высоты Высота сечения рельефа Длины орографических линий Овраги, промоины, эрозионные борозды, барранкосы: ширина, глубина, высота Обрывы, бровки, бугры, курганы, ледяные бугры (булгунняхи): высота Карстовые и термокарстовые воронки, ямы, западины: глубина, площадь Ледниковые обрывы, трещины: высота, глубина, ширина Кратеры вулканов: высота, глубина Направление скатов
Крутизна склонов, углы падения склонов Экспозиция склонов Глубина и густота расчленения Площади нарушенных территорий Овражность Закарстованность Геоморфологические Расчлененности ландшафта Склоновых процессов Геокриологических рисков и опасностей Динамики форм рельефа Нарушенности поверхности Углов наклона Экспозиции склонов Овражности Закарстованности Оползневых явлений Риски и опасности: землетрясений, ополз­ней, карста, овражной, водной эрозии, абразии, геокрио­логических процессов (наледные явления, бугры пучения, наледи, соли­флюкция, термокарст), селей, снеж­ных лавин, об­рывов, обвалов, осыпей Устойчивость/динамич­ность форм
……………………. ……………………. ……………………. ……………………. ……………………. ……………………. ……………………. …………………….

Глава 3. Оценка экологического значения природных объектов

Рассмотрена роль топографических карт в оценке экологического состояния территории по изображениям объектов природы. Подробное изложение приведено в диссертации и статье автора [3].

Гидрография. Вода выполняет ряд важнейших функций в формировании среды, её сохранении и преобразовании. На топографических картах изображение водных объектов сосредоточено в самостоятельном разделе (а в крупных масштабах – в двух), и насчитывает более 100 обозначений. Характеристики гидрографической сети указывают на многие аспекты экологического состояния. Особенности её морфологии (длина, густота, извилистость, русловые деформации), транспортировка органических и неорганических веществ существенно влияют на распространение загрязнений, формирование стока, климат прилегающих территорий (температуру, влажность), вод­ность рек, их режим, и как следствие, на способность водотока к само­очищению и вос­станов­лению. Озера и болотные массивы выполняют функции аккумуляции пресной воды и регулирования речного стока. Непосредственное взаимодействие воды с берегом преобразует прибрежный ландшафт, формирует среду обитания водных и околоводных живых сообществ, санитарно-биологическое состояние водотока, его рыбохозяйственную значимость.

Рельеф. Форма поверхности Земли во многом определяет как природные процессы, так и хозяйственную деятельность. Рельеф и его динамика являются организующими факторами функциональных связей компонентов среды и отражают их интенсивность. На топографических картах рельеф отображается горизонталями, отметками абсолютных и относительных высот, внемасштабными обозначениями мезо- и микроформ. Методы анализа рельефа по картам позволяют изучить его морфометрические характеристики на микро-, макро- и мегауровнях. Морфология рельефа, прослеживаемая по картам, также играет важную роль в процессах формирования экологического состояния, определяемую их природой: водно-эрозионной (промоины, овраги, балки), карстовой (карстовые воронки, пещеры), гравитационной (осыпи, оползни), мерзлотной (термокарст, солифлюкция, бугры пучения, полигоны).

Существует возможность выделения по картам потенциально неустойчивых состояний геосистем с оценкой опасности возникновения чрезвычайных ситуаций. Достаточно эффективны для исследования экологического состояния цифровые модели рельефа, построенные по топографическим картам.

Растительность. Естественная (жизненные формы) и культурная растительность, подробно отображаемая на топографических картах, является признаком важных процессов, протекающих в среде при взаимодействии с остальными её компонентами, и выполняет ряд важных функций. Кроме формирования природных условий (средообразующая функция) растительные сообщества являются одновременно индикаторами экологического состояния территории и регуляторами природных комплексов (средозащитная функция). Выделяется защитное, климатическое и микроклиматическое, распределительное, транспортное, индикативное, рекреационное, эстетическое значение растительности. При биоцентрическом подходе растительность является одним из субъектов оценки экологического состояния. Одно из наиболее значительных свойств растительности заключается в возможностях роста, самовоспроизводства и размножения. Эти свойства выделяют растительность в ряд системообразующих компонентов природных комплексов.

Экологический каркас

Решая проблемы экологической оценки региона, необходимо учитывать представление о территории как о сложном системном образовании, сос­тоя­щем из функционально связанных природных и антропогенных комплексов разной экологической «ответственности». Систему ценных природных комп­лексов с различными видами регламентации природопользования опреде­ля­ют как природный экологический каркас. В структуре природного каркаса выделяются три типа элементов: средообразующие (верховья рек, крупные болотные и лесные массивы); транзитные коридоры (реки, полосы лесов); защитные буферные зоны. Узлами природного каркаса являются объекты и регионы ландшафта, которые оказывают наиболее весомое и широко простирающееся влияние на остальные элементы среды. Так, в верховьях рек формируется сток; крупные системы озёр, болот и лесов аккумулируют и перераспределяют вещество и энергию, защищая соседствующие природные комплексы. Реки и леса, русловая сеть и другие вытянутые коммуникативные элементы связывают территории узлов в единую геодинамическую систему.

Кроме естественно-научного содержания понятие «каркас» имеет экономико-географический смысл. Здесь идея связана с территориальной структурой хозяйства, которая определяется как демоэкономический каркас – система хорошо освоенных территорий. Демоэкономический каркас характеризует распределение антропогенных нагрузок, определяет прочность, устойчивость пространственно организован­ной структуры, поэтому важен в общей оценке экологического состояния. Основу демоэкономического каркаса формируют населенные пункты, центры промышленности, крупные транспортные узлы и магистрали, то есть каркас, созданный человеческим обществом, может быть, как и природный, выделен и построен по топографической карте.

Рис.2. Демоэкономический каркас (по карте масштаба 1:500 000) - фрагмент

Демоэкономический каркас территории выполняет важные функции: а) – выделяет пространственную структуру расселения и хозяйства; б) – отражает территориальное распределение основ­ных источ­ников загрязнений различного рода и ареалы их воздействия; в) – определяет территории, на которых необходимо присутствие буферных и компен­сационных зон. На основе природного и демо­экономического каркасов формируется каркас экологический, выявляющий экологическую стабильность территории в целом.

Элементы экологического каркаса могут быть представлены на разных уровнях исследований. Уро­вень узловых и линейных элемен­тов кар­каса будет соответствовать ступени иерархии и масштабу (диапазо­ну мас­штабов) карт.

Реальное построение экологического каркаса территории (как природного, так и демоэкономического) по топо­графичес­ким картам – важный приём экодиагностики, так как позволяет выделить комплексы, ответственные за выполнение важнейших экологических функций, установить степень сохранности природного ландшафта, выявить резервы формирования и регулирования стабильного ландшафта, а в итоге – оптимизировать управление территориями.

Глава 4. Методика оценки экологического состояния по топографическим картам

Разработанная автором методика оценки экологического состояния в целом представлена на рис. 3.

В общей последовательности этапов подчеркнем важность экодиагностики территории и значение отдельных показателей, снимаемых с топографических карт. Это прямые морфометрические характеристики, по которым определяются производные: местоположение (координаты), размеры (протяженность, площади, высоты, глубины), ориентировка (экспозиция, углы наклона), форма (общие очертания, вытянутость, извилистость, кривизна). Среди производных особенно важными для поставленной цели являются:

- определение плотности, густоты, частоты явления. На этапе оценки эти характеристики могут принимать условный вид (нарушенность территории: слабая/ средняя/ сильная; заболоченность: недостаточная/ избыточная);

етодика оценки экологического состояния территории по топографическим картам -2
Рис. 3 Методика оценки экологического состояния территории по топографическим картам

- выделение ареалов влияния и границ распространения явлений (санитарно-защитные, водоохранные зоны, зоны загрязнений и т.п.)

- статистически экстремальные отклонения, амплитуды и средние значения явлений, вычисляемые в несколько приёмов (расчлененность поверхности, средневзвешенная высота, средневзвешенный уклон реки и др.).

Формулы вычисления указанных характеристик сведены в таблицу и приведены в диссертации. Располагая первичными и производными данными, можно получить показатели для графических построений (профилей, схем), характеристики для выявления естественных границ и типов местности.

Анализируя экологически значимые компоненты среды, реально составить карты: а) – получаемые путем обработки отдельных элементов содержания (морфометрические, лесистости, закарстованности, овражности); б) – отображающие генетические показатели видимых элементов ландшафта (геоморфологические, ландшафтные); в) – сводные (зональности, районирования, использования земель).

По картам узкого содержания проводят изучение отдельных элементов, и путем обобщения, графической обработки получают сведения о характере размещения и связях между отдельными элементами, выявляют структуры систем, различающиеся по геометрическому рисунку, становятся очевидными закономерности, не заметные при стандартной нагрузке исходных карт. Частные карты могут служить источником для составления более сложных тематических карт. В содержании каждой карты предусматриваются свои принципы.

В диссертации охарактеризован каждый этап методики с иллюстрациями примеров. При построении производных карт и цифровых моделей применены программные средства ГИС Карта 2011 (версия 11), MapInfo (версия 9), пакет Adobe CS3 с картографическим плагином MAPublisher (версия 8.3).



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.