Экологический мониторинг и использование Web-ГИС технологий

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Охрана окружающей среды


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012
в-третьих, реакция семян разных видов древесных растений на различные концентрации нефти не является однотипной, но во всех вариантах опыта носит отрицательный характер.
По результатам проведенных исследований можно признать, что наибольшей толерантностью к воздействию сырой нефти в фазе прорастания семян характеризуются семена лиственницы сибирской, наименьшей — семена ели сибирской и сосны обыкновенной.
Таким образом, в результате проведённых исследований можно отметить, что более высокая толерантность к нефтяному загрязнению присуща лиственнице сибирской, и более чувствительны ель сибирская и сосна обыкновенная.
Библиографический список
1. Солнцева, Н. П. Особенности загрязнения почв при нефтедобыче / Н. П. Солнцева, Ю. И. Пиковский // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. — Л.: Гидрометеоиздат, 1980. — С. 76 — 82.
2. Иванова, Н. А. Оценка экологического состояния почв при нефтяном загрязнении методами биоиндикации /
Н. А. Иванова // Проблемы природопользования в районах со сложной экологической ситуацией. — Тюмень, 2003. — С. 139−141.
3. Булатов, В. И. Нефть и экология: научные приоритеты в изучении нефтегазового комплекса / В. И. Булатов // Аналит. обзор/ ГПНТБСОРАН, Югорский науч. -исследовательский институт информационных технологий. — Новосибирск, 2004. — 155 с.
4. Николаева, М. Г. Физиология глубокого покоя семян / М. Г. Николаева. — Л.: Изд-во Наука, Ленингр. отд-ние, 1967. -
260 с.
5. Леопольд, А. Рост и развитие растений / А. Леопольд. — М.: Мир, 1968. — 495с.
6. Лархер, В. Экология растений / В. Лархер. — М.: Мир, 1978. — 384 с.
7. Семихатова, О. А. Энергетика дыхания растений в норме и при экологическом стрессе: доложено на 48-х ежегодных Тимирязевских чтениях 3 июня 1987 года / О. А. Семихатова. — Л.: Наука, 1990. — 72 с.
ДОНЕЦ Евгения Владимировна, кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и природопользования Омского государственного педагогического университета (ОмГПУ).
ГРИГОРЬЕВ Аркадий Иванович, доктор биологических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой экологии и природопользования ОмГПУ. ДОЛЖАНКИНА Людмила Владимировна, ведущий специалист по работе со студентами Омского филиала Сибирского университета потребительской кооперации, г. Новосибирск.
Адрес для переписки: e-mail: aigrigoryew@mail. ru
Статья поступила в редакцию 16. 10. 2012 г.
© Е. В. Донец, А. И. Григорьев, Л. В. Должанкина
УДК 03. 00. 08 Д. А. КРАЕВ
Омский государственный педагогический университет
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
WEB-ГИС ТЕХНОЛОГИЙ________________________________
В этой статье даётся краткое описание WEB-ГИС приложений с открытым исходным кодом. Рассматривается необходимость использования ГИС в экологическом мониторинге. Рассматриваются организации, которые на региональном уровне проводят экологический мониторинг и/или контроль.
Ключевые слова: экологический мониторинг, WEB-GIS, GeoMixer, MapServer, Омская область, Тарский муниципальный район.
Продолжающееся ухудшение состояния окружающей природной среды, деградация природных систем жизнеобеспечения, а также возникновение негативных тенденций в экономическом развитии и медленные ответные действия общества привели к реальной опасности экологического бедствия.
В настоящее время мировое сообщество признает наличие на Земле крайне неблагополучной экологической обстановки. Это подтвердила Вторая конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), на которой прямо говорилось, что человечество вплотную придвинулось к возможности экологической катастрофы.
В связи с ростом хозяйственной деятельности человека и существенным изменением окружающей природной среды появляется острая необходимость в оценке ее состояния и степени благоприятности для человека и других живых существ. Окружающая природная среда может рассматриваться по отдельным компонентам (атмосфера, вода, почва, биота) и ландшафтам в целом. Обращение к ландшафтам, как цельным многокомпонентным геосистемам, связано со следующими преимуществами: 1) рассматривается весь комплекс взаимодействующих компонентов и межкомпонентных связей- 2) фиксируются все происходящие или ожидаемые изменения и послед-
ствия. От свойств и состояния ландшафтов зависят также важные для человека и уязвимые при антропогенных воздействиях средо- и ресурсовоспроизводящие функции.
В полной мере эти функции способны выполнять ландшафты, находящиеся в нормальном, ненаруша-емом состоянии. Если же природные компоненты оказываются нарушенными, выполнение названных функций становится неполным или совсем прекращается. Это, естественно, приводит к потерям (ущербу): снижение урожаев, истощение природных ресурсов, рост заболеваемости населения и т. п. [1]
Для того, чтобы отслеживать изменения в экологической ситуации, необходимо проводить мониторинг.
Экологический мониторинг, как система для наблюдения, оценки и прогноза состояния окружающей среды, включает в себя два направления:
— информационное-
— управленческое.
Объединение этих направлений и управление строится на решениях, которые базируются на информации, получаемой с помощью аэрокосмических и наземных информационных служб. Обработка результатов экологических обследований территорий должна проводиться таким образом, чтобы обеспечить удобство пользования данными, возможность пополнения единой базы данных, а итоговые результаты должны объективно отражать состояние окружающей среды. Эффективная организация и анализ используемой информации возможны в рамках геоинформационных систем (ГИС).
Развитие визуальной интерпретации многомерных данных и ГИС-технологий связано, в частности, с тем, что человеку с его ограниченным трехмерным пространственным воображением сложно, а в большинстве случаев невозможно, анализировать и давать обобщенные оценки многомерным объектам.
Технология обработки информации в ГИС значительно шире, чем просто работа с базой данных. Она рассчитана также на проведение экспертных оценок, т. е. ГИС должна включать в свой состав экспертную систему. Данные, хранящиеся и обрабатываемые в ГИС, имеют не только пространственную, но и временную характеристику.
ГИС предполагают возможность интегральной обработки цифровых данных, имеющих разные типы представления и получаемых из различных источников: картографических, статистических результатов полевых исследований, материалов дистанционной съемки. Преимущества организации и хранения информации в ГИС — возможность оперативного представления информации на электронной карте, при этом пользователь может работать одновременно с картографической информацией и с базой данных (тематической информацией).
Применение ГИС позволяет проводить прогнозирование изменения состояния окружающей среды при изменении техногенной нагрузки на основе заданных моделей воздействия [2].
В настоящее время получили широкое применение открытые ГИС, среди них как настольные решения, так и WEB приложения (GeoMixer WEB-GIS1 MapServer).
GeoMixer ШЕВ^К — это веб-приложение для доступа к геоданным и геосервисам. Позволяет на лету (используя Интернет или во внутренней сети предприятия) создавать собственные проекты на основе геоданных в растровом и векторном виде,
подключать к ним дополнительные сервисы, и предоставлять к ним многопользовательский доступ для просмотра или совместной работы, разграничивая права доступа.
Геомиксер — это технология и программный продукт ИТЦ СКАНЭКС для работы с геоданными в Интернете или в локальной сети предприятия. С Геомиксером можно работать и на домашнем компьютере, и через Интернет, используя Web-GIS интерфейс.
Геомиксер можно использовать в любом современном браузере, поддерживающем flash. Интерфейс интуитивно понятен и не требует сопровождения со стороны администратора или ГИС-специалиста.
MapServer. На сегодняшний день MapServer является одной из самых популярных сред создания картографических web-сервисов с открытым кодом. Исходно MapServer разрабатывался Университетом Миннесоты совместно с департаментом природных ресурсов штата Миннесота и NASA, а в настоящее время поддерживается как один из проектов ассоциации OSGeo. Возможность работы MapServer практически на любых платформах (в том числе Windows, Linux, Mac OS, Solaris), широчайшие функциональные возможности, легкость интеграции с различными СУБД и открытость кодов предопределила популярность программы.
MapServer является очень мощным инструментом создания картографических web-сервисов и по своей функциональности не уступает платному ПО, а по части легкости переконфигурирования и интеграции с СУБД превосходит многие из них [3].
В настоящее время осуществление экологического мониторинга в Российской Федерации входит в обязанности различных государственных служб. Поэтому сведения о состоянии объектов окружающей среды, источниках воздействия распределены по различным ведомствам, что затрудняет их использование, особенно общественными организациями. Ситуацию усугубляют и происходящие в последние годы частые перестройки министерств и ведомств на федеральном уровне, а также изменения в системе регионального управления. В настоящее время на региональном уровне экологический мониторинг и/ или контроль обычно проводит ряд организаций, в том числе:
— региональный специально уполномоченный орган в области охраны окружающей среды и природопользования в структуре Министерства природных ресурсов и соответствующее окружное управление (наблюдения и контроль за выбросами и сбросами действующих предприятий, размещением твердых отходов- геологические и гидрогеологические наблюдения). В рамках МПР РФ активно развивается также система наблюдения за состоянием окружающей среды- в ряде регионов профессиональный потенциал и аналитическая база сосредоточены в структурах именно этого ведомства (например, в Свердловской, Ростовской, Московской областях) —
— региональный орган по охране окружающей среды Администрации области/республики (прежде всего, наблюдения и контроль за выбросами и сбросами действующих предприятий) —
— региональный орган по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (импактный, региональный и фоновый мониторинг) —
— региональное отделение санитарно/эпидемиологической службы Минздрава (состояние ра-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 ЭКОЛОГИЯ
ЭКОЛОГИЯ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012
бочих, селитебных и рекреационных зон, качество питьевой воды и продуктов питания) —
— предприятия, осуществляющие выбросы и сбросы в окружающую среду (наблюдение и контроль за собственными выбросами и сбросами, твердыми отходами) —
— различные ведомственные структуры (подразделения Минсельхозпрода, МЧС, Минэнерго, предприятия водно/канализационного хозяйства и проч.)
Практически не охваченными сетью наблюдений остаются малые города и многочисленные населенные пункты, а также подавляющее большинство диффузных (неорганизованных, площадных) источников загрязнения.
Таким образом, на экологической карте страны ясно обозначены «белые пятна», где систематические наблюдения не проводятся. Более того, в рамках сети государственного экологического мониторинга отсутствуют предпосылки к их организации в этих местах. Однако именно локальные проблемы в своей совокупности в конечном итоге определяют негативные изменения в состоянии окружающей среды и здоровья людей. Поэтому именно «белые пятна» могут (а часто и должны) стать объектами экологического мониторинга [4].
В настоящее время многие муниципальные образования РФ не имеют схем территориального планирования из-за нехватки бюджета, так как разработка СТП достаточно дорогостоящая.
Мы предлагаем как альтернативу использовать свободные в распространении ГИС, в которых можно реализовать некую систему мониторинга, а также предлагаем использовать web-gis технологии, а именно, для реализации ГИС экологического мониторинга, которая бы позволила отслеживать изменение большого количества параметров, делать прогноз, проводить анализ, а также мгновенно принимать управленческие решения, направленные на оптимизацию использования ресурсного потенциала всего муниципального района.
Таким образом, картографические сервисы в Интернет открыли перед широким кругом пользователей возможности доступа к геоданным и работы с пространственной информацией. Но и для гис-специалистов Интернет стал средой реализации решений, требовавших в корпоративных ГИС либо чрезмерно высоких затрат, либо применения слишком «законсервированных» методов. В Интернет стало возможным предоставлять доступ к распределённым источникам данных и создавать сервисы обмена геопространственной информацией. То есть пропадает потребность в разработке и поддержке своего собственного формата и покупки геоданных у поставщика.
Перед геосервисами, в свою очередь, возникли вопросы стандартизации и интероперабельности как одного из свойств в концепции открытых интерфейсов информационных систем, где «Веб» рассматривается как платформа для стандартизации и обмена информацией. Возник принципиальный вопрос развития геоинформационной среды, ориентированной на новые эстетические и технологические стандарты.
Примером открытого интерфейса доступа к функциональности системы является АР1. В архитектуре информационных и операционных систем
API — распространённый способ предоставления доступа к функциональности системы для создания сторонних приложений. Аналогична ситуация с картографическими сервисами, но здесь добавляется фактор доступа к их содержанию, к контентной части: картам, спутниковым снимкам, адресной базе, метаданным и т. д. Геотаргетинговая реклама, т. е. та, которая учитывает пространственный контекст при подборе рекламного объявления, тоже может представлять собой такое содержание. Недавно компания Google, коммерциализируя свой картографический сервис, обеспечила доступ к геопривязанной рекламе через сеть AdSense [5].
На российском рынке количество сервисов, построенных на картографических API, за последний год существенно увеличилось, судя по открытым интернет-площадкам. Среди наиболее известных платформ, на которых строятся сервисы, — Google Maps API, Яндекс. Карты, OpenLayers.
На сайте Kosmosnimki. Ru (проект ИТЦ «Скан-Экс») осенью 2009 г. была открыта API для доступа к различным пространственным данным, размещённым на их сервере. Одновременно был выпущен новый программный продукт GeoMixer, упрощающий работу с сервисом API и предоставляющий инструментарий для создания собственных геоинформа-ционных проектов и публикации геоданных в Интернет [6].
Таким образом, предполагается разработать WEB-ГИС приложение для Тарского муниципального образования Омской области, что, несомненно, будет полезно в различных отраслях хозяйства, поможет более качественно оптимизировать использование ресурсов района и, конечно, станет базисом для дальнейших исследований.
Библиографический список
1. Кочуров, Б. И. ГЕОЭКОЛОГИЯ: экодиагностика и эколого- хозяйственный баланс территории: учеб пособие (электронная версия) / Б. И. Кочуров. — 1999. — URL: homeland. 3dn. ru/_ld/0/4_ZZq. pdf (дата обращения: 03. 05. 2012).
2. Научные чтения памяти К. Э. Циолковского. — URL: http: //www. readings. gmik. ru/lecture/2007-PRIMENENIE-GEOINFORMATSIONNIH-SISTEM-DLYA-EFFEKTIVNOY-ORGANIZATSII-EKOLOGICHESKOGO-MONITORINGA (дата обращения: 25. 05. 2012).
3. GIS LAB Географические информационные системы и дистанционное зондирование. — URL: http: //gis-lab. info/qa/ mapserver. html (дата обращения: 08. 03. 2012).
4. Экологический мониторинг: шаг за шагом / Е. В. Веници-анов [и др.], под ред. Е. А. Заика. — М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2003. — 252 с.
5. GeoMixer/ - URL: http: //kosmosnimki. ru/geomixer] (дата обращения: 15. 04. 2012).
6. Земля и космос // 2009. -№ 3. — URL: http: //zikj. ru/ images/archive/no3/n3_all. pdf (дата обращения: 01. 05. 2012).
КРАЕВ Денис Андреевич, аспирант кафедры экологии и природопользования.
Адрес для переписки: e-mail: dartkraev@gmail. com
Статья поступила в редакцию 31. 07. 2012 г.
© Д. А. Краев

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой