Uporaba GIS tehnologije v ekologiji in upravljanju z naravo. Geoinformacijski sistemi v ekologiji in naravoslovju

Kariera in finance 02.12.2020

saje, težke kovine - za ugotavljanje pravilnosti prerazporeditve onesnaževal na odprtih in gozdnatih območjih, saj snežna odeja omogoča prepoznavanje gozdomelioracijskega učinka pri prostorski prerazporeditvi onesnaževal na različnih oddaljenostih od vira onesnaženja.

Rezultati in razprava o njih. Dobljeni rezultati kažejo na akumulacijo onesnaževal s snežno odejo, katere prostornina se zmanjšuje sorazmerno z oddaljenostjo od vira izpostavljenosti. Tako je potrjena snegovarstvena vloga železniških pasov (na razdalji 60-100 m od vira izpostavljenosti) - vsebnost onesnaževal v gozdnatem območju je v povprečju za 60% nižja kot na podobnem odprtem območju.

Zaključek, zaključek.

Na podlagi eksperimentalnih podatkov je mogoče narediti naslednje zaključke. V procesu dela je bila preizkušena tradicionalna metoda izbire snežne odeje glede na vsebnost onesnaževal v njej. Poleg tega ta tehnika omogoča ugotavljanje učinkovitosti snežne zaščite zaščitnega sistema. gozdni nasadi vzdolž linearnih značilnosti. Opozoriti je treba na pozitiven trend zmanjševanja vsebnosti onesnaževal v snežni odeji na železniškem pasu v primerjavi z odprtim območjem.

Literatura:

1. Aerotehnično spremljanje stanja urbanega okolja glede onesnaženosti snežne odeje (na primeru mesta Voronež) / T. I. Prozhorina [et al.] // Bilten Volgogradske državne univerze. Serija 11. Naravoslovje. - 2014. - št. 3(9). - S. 28-34.

2. Bezuglaya E. Yu. Spremljanje stanja onesnaženosti ozračja v mestih. - L.: Gidrometeoizdat, 1986. - 284 str.

3. Vasilenko V. N., Nazarov I. M. Spremljanje onesnaženosti snežne odeje. - L.: Gidrometeoizdat, 1985. - 312 str.

4. Navodila za boj proti snegu na železnicah Ruske federacije. - M .: Transport, 2000. - 95 str.

5. Matveeva A. A. Snežna odeja kot indikator

onesnaževanje okolja // Ekološke in ekonomske ocene regionalnega razvoja: materiali okrogle mize, Volgograd, 30. marec 2009, GOU VPO "VolGU" / Ed. uredil S. N. Kirillov. - Volgograd: VolGU

2009. - S. 59-63.

6. Matveeva A. A. Država in ekološko vlogo varovalni gozdni nasadi ob železnicah: avtoref. dis. ... k. s.-x .. n. - Volgograd, 2009. - 22 str.

7. Matyakin G. I., Pryahin V. D., Prokhorova Z. A. Snežni gozdni pasovi. - M.: NTI Ministrstva za avtomobilski promet in ceste RSFSR, 1962. - 79 str.

8. Ocena onesnaženosti zraka s prahom po podatkih snežne raziskave na podlagi rekonstrukcije padavinskih polj / A. F. Shcherbatov [et al.] // Analiza tveganja za zdravje. - 2014. - št. 2. - S. 42-47.

9. Prokacheva V. G., Usachev V. F. Snežna odeja kot indikator kumulativnega onesnaženja v vplivnem območju mest in cest // Meteorologija in hidrologija. - 2013. - št. 3. - S. 94-106.

10. Tirna sredstva: učbenik za visokošolsko železnico. promet / ur. I. B. Lekhno. - M .: Promet, 1990. - 472 str.

11. Sazhin A. N., Kulik K. N., Vasiliev Yu I. Vreme in podnebje regije Volgograd. - Volgograd: VNIALMI,

12. Sergeeva A. G., Kuimova N. G. Snežna odeja kot indikator stanja atmosferskega zraka v sistemu sanitarnega in okoljskega nadzora // Bilten fiziologije in patologije dihanja. - 2011. - Št. 40. - S. 100-104.

13. Sneg: priročnik / ur. D. M. Gray in D. H. Meil. - L.: Gidrometeoizdat, 1986. - 751 str.

14. Shumilova M. A., Zhideleva T. G. Posebnosti onesnaženja snežne odeje v bližini glavnih avtocest v Iževsku // Bilten Udmurtske univerze. - 2010. -Št. 2. - S. 90-97.

OKOLJSKA VLOGA ZASAJENIH PROTIVETROBIL

OB ŽELEZNIŠKIH PROGAH ZA ZMANJŠANJE ONESNAŽENOSTI SNEŽNE ODEJE

Matveyeva A.A., PhD Sci. Agr. [e-pošta zaščitena], [e-pošta zaščitena] Državna univerza Volgograd, Volgograd, Rusija

Članek obravnava sorpcijske lastnosti snežne odeje, ki določajo stopnjo antropogenega vpliva linijskih objektov, vključno z železniškim prometom; prikazuje analizo ozemlja volgogradskega kraka železnice - tako zaščitenega kot nezaščitenega.

Ključne besede: varovalni gozdovi, železnica, regija, snežna odeja, onesnaženje

UDK 528:634.958

GEOINFORMACIJSKI SISTEMI V EKOLOGIJI IN UPRAVLJANJU Z NARAVO

K. B. Mushaeva, dr. n., [e-pošta zaščitena]- Kalmyk NIAGLOS - podružnica Zveznega znanstvenega centra za agroekologijo Ruske akademije znanosti, Elista, Rusija

Obravnavana so vprašanja uporabe geoinformacij pri ustvarjanju kartografskega gradiva.

informacijski sistemi (GIS). Sestavil elektronski Ključne besede: geoinformacijski sistemi

naya zemljevid tal Kalmikije. Nagrade, ekologija, ravnanje z okoljem, elektronska

Lastnost aplikacije programa Quantum GIS maps.

Trenutno skoraj noben problem upravljanja z naravo ni rešen brez uporabe ene ali druge geoinformacijske tehnologije. V našem času je prosta programska oprema postala simbol inovativnosti in napredka. Geoinformacijske metode in sistemi so zelo razširjeni pri upravljanju narave in varstvu okolja, saj omogočajo:

ustvarjanje elektronskih zemljevidov, ki odražajo stanje okolja ozemlja;

izvajati geo- in simulacijsko modeliranje pojavov v okolju ob upoštevanju ravni antropogene obremenitve in učinkovitosti upravljavskih odločitev;

zbiranje, shranjevanje in zahtevanje informacij o trendih okoljskih parametrov za

časovni interval;

oceniti okoljska tveganja ozemelj in objektov (podjetij) za upravljanje varnosti v primeru vplivov človeka na okolje.

Za uporabo GIS na določenem tematskem področju je treba najprej oblikovati problem, ki ga je treba rešiti s pomočjo GIS.

Vsak projekt je edinstven, zato njegova izvedba upošteva razpoložljive tehnična sredstva in strukturo predmeta, v katerem se GIS projekt izvaja.

Zmožnost GIS-ov, da informacije, pridobljene iz različnih virov, vključijo v prostorski kontekst, jih naredi primerne kot

kot sredstvo za podporo postopkom odločanja, gradnjo modelov odločanja, na primer pri upravljanju z naravo, ki naj bi se gradili ob upoštevanju številnih dejavnikov.

Takšni modeli uporabljajo geo-referenčne informacije, izmerjene prek več parametrov, da določijo, katere prostorske interakcije so optimalne ali prednostne.

Precejšen del informacij s področja upravljanja z naravo je georeferenciran in zato prostorsko usklajen. Vsak strokovnjak na tem področju je pri svojem delu prisiljen uporabljati GIS tako za vizualizacijo podatkov, to je ustvarjanje elektronskih zemljevidov, kot za izvajanje različnih vrst analiz prostorskih podatkov, shranjevanje primarnih informacij, izvajanje strokovnih pregledov in pripravo upravljavskih odločitev.

GIS lahko vključuje informacijsko-merilne bloke. V tem primeru je možno vizualizirati rezultate neprekinjenega spremljanja okolja v realnem času.

Prav tako lahko GIS služi kot vir podatkov za računalniške modele porazdelitve onesnaževal v okolju in modele delovanja ekoloških sistemov.

Rezultate računalniškega modeliranja je mogoče prikazati tudi na elektronskih GIS kartah. Ena od prednosti elektronskih zemljevidov v primerjavi s papirnimi zemljevidi je najširša možnost ustvarjanja novih prostorskih objektov na podlagi obstoječih z dedovanjem semantike "osnovnih" objektov.

Pri izvajanju raziskav je pogosto treba na zemljevid umestiti točke vzorčenja, meritev in podobna mesta za izvajanje terenskih raziskav po njihovih koordinatah. Prav tako je pogosto potrebno povezati ali združiti relacijske tabele za vizualizacijo ali analizo informacij o okolju.

Tipična naloga geoekoloških študij je prostorska interpolacija rezultatov terenskih študij in analiza dobljenih prostorskih polj.

Za boljšo predstavitev rezultatov raziskav je lahko koristna uporaba diagramov, njihova izdelava pa je možna tudi v okolju GIS.

Zelo pogosto se pri raziskavah na področju geoekologije in upravljanja z naravo pojavi potreba po georeferenciranju rastrske plasti - skenirane slike papirne karte ali satelitske slike.

Ekološki GIS so kompleksni informacijski sistemi, ki vključujejo:

operacijski sistem;

Uporabniški vmesnik;

sistemi za vzdrževanje baz podatkov in prikaz okoljskih informacij.

Prosta uporaba, spreminjanje in distribucija programske opreme in njenih izvornih kod je zagotovljena s podpiranjem proste izmenjave idej med uporabniki in razvijalci. Sedaj lahko ločimo naslednje priljubljene odprte GIS-e: GRASS GIS; ILWIS; MapWindow GIS; SAGA; QuantumGIS; gvSIG itd.

Med naštetimi programi za začetno digitalizacijo zemljevidov in njihovo izdelavo se uporablja Quantum GIS (QGIS) - brezplačna večplatformska

geoinformacijski sistem.

QGIS je na voljo za večino sodobnih platform (Windows, Mac OS X, Linux) in združuje podporo za vektorske in rastrske podatke ter omogoča delo s podatki, ki jih zagotavljajo različni spletni strežniki za kartiranje in številne skupne prostorske baze podatkov. QGIS ima eno najbolj razvitih spletnih skupnosti v odprtem GIS okolju, z vedno večjim številom razvijalcev, podprtih z dobro dokumentacijo razvojnega procesa in uporabniku prijazno arhitekturo. Program QGIS ima velik nabor funkcij za ustvarjanje DEM in za generiranje zemljevidov.

Osnova za izdelavo zemljevida je bil arhiv z digitalno talno karto Rusije v merilu 1 : 2.500.000 v formatu shape-file in legendo talne karte v formatu Excelove preglednice, ki vsebuje indeks in ime tla.

Dodajanje plasti zemljevida tal v QGIS. Plast – Dodaj plast – Dodajte vektorsko plast ali gumb v orodni vrstici na levi. Določite vrsto vira Datoteka, kodiranje UTF-8. Kliknite gumb Prebrskaj in izberite datoteko soil_map_ M2_5-1.0.shp.

V pogovornem oknu odprite vektorsko plast, združljivo z OGR, na desni, nasproti vrstice z imenom datoteke, bo prikazan filter ESRI shape-files (*.shp *.SHP) (slika 1).

Dodani sloj bo prikazan v zemljepisni širini in dolžini, geografski koordinatni sistem WGS-84. Projektu dodajte datoteko boundary-polygon.shp iz Open Street Map. To datoteko smo ustvarili prej za preslikavo statističnih podatkov. Obseg slike povečamo do njenih robov. Upoštevati je treba, da meje plasti ne bodo sovpadale v prostoru malo. To je posledica različnega obsega začetnih podatkov. Za popravek izvedemo analitično operacijo "Obrezovanje" -Meni Vektor - Geoprocesiranje - Obrezovanje.

Določite izvorni sloj – kaj bo obrezano –

0. t Q-O Ga--Čet ¡411 ■■ T N ■"» " -:■

11 B i-R SB-Ii I

Nedavni projekti

Slika 1 - Pogovorno okno za odpiranje vektorske plasti, združljive z OGR

ampak - datoteka soil_map_M2_5-1.0.shp.

Kot izrezovalno plast - tisto, kar bo uporabljeno kot rezalna oblika - določimo datoteko boundary-polygon.shp.

Rezultat obrezovanja imenujemo Tla Republike Kalmikije in ga shranimo v isto mapo, kjer se nahaja prenesena karta tal. V tem primeru določimo vrsto datoteke datoteke SHP (* ^ p). Kodiranje - ShG-8 (slika 2).

Dnevnik parametrov

mejni poligon

del funkcij v vhodni plasti, ki pade

funkcije bodo spremenjene z operacijo dipoinga.

Moj računalnik Ü soi_map_MZ_5-L0

Slika 2 - Okno za shranjevanje prejete datoteke

Zaženemo orodje (slika 3). Projektu dodamo datoteko Soils of the Republic of Kalmykia-kiya^r, shranjeno na disku kot rezultat obrezovanja, pri čemer ne pozabimo določiti kodiranja SHG-8.

Projektni koordinatni sistem spremenimo iz geografskega WGS-84 v pravokotni koordinatni sistem WGS 84 / UTM 44N (Univerzalni prečni Mercator). Posledično bo zemljevid dobil bolj znan videz.

v paketnem načinu.

Izvorni zapis | soil_map_M2_5-l.Q [

izrezovalni sloj

I mejni poligon

Rezultat obrezovanja

| P:/Soil/soil_map_M2._5-i.O/rio4Bbi Altai Territory,5bp 0 Odprite izhodno datoteko po izvedbi algoritma

Ta algoritem potopi vektorsko plast z uporabo poligonov dodatne plasti poligonov. Nastali plasti bodo dodani samo deli funkcij v vhodni plasti, ki spadajo v poligone potopne plasti.

Atributi elementov niso spremenjeni, čeprav bodo lastnosti, kot sta površina ali dolžina elementov (spremenjene z operacijo dipoinga. Če so takšne lastnosti shranjene kot atributi, bo treba te atribute posodobiti ročno,

Slika 3 - Okno za zagon orodja za obrezovanje datotek

Projektu dodamo datoteko EXCEL z legendo karte tal. Sloj – Dodaj sloj – Dodaj vektor

plast. Vrsta vira Datoteka. kodiranje SHG-8. Pregled - izberite datoteko soil_map_M2_5Jegend-L0.xls (slika 4).

Dodajte vektorsko plast

Vrsta vira

® Datoteka o sistemu kodiranja imenikov

O bazi podatkov

~ "H-Cha Yi

Nabor podatkov

]|| Pregled I

Odprite sloj funkcij, ki je združljiv z OGR

ifF1 Admin (k504-n02 V Video ¿C Dokumenti C^. Prenosi

Slike jb Music Lh Desktop

U SOi zemljevid M2 5-1.0 28.0B.2017 18:40 Pagtka z datotekami

IIsoi _m a p_M2_5_l eg en d -1.0.xts 28.3.2017 17:59 Sheet Microsoft Ex... 82 KB

LID soi _map_M2_5-10.zip 28.3.201717:58 Stisnjena mapa ZIP 54192 KB

I CD SKRIPKO (GO stud t\\10.0.28.2s.

Ime datoteke:

soil_map_M2_5_legend-1.0.xls V I Vse datoteke D) D.") ^ I

Slika 4 - Odpiranje datoteke EXCEL legende zemljevida tal

Tla Kalmikije SKUPAJ

Rjavi solonec in solonec (avtomorfni) I I Rjavi solonec in solonec

Jaz sem voda "-"

I I Kostanj ^^

I I Kostanjev solonetous in solonchakous

I -I Kostanjev solonec in solončak in solonec (avtomorfni) "-"

OM Travniško-močvirski solončak in solonec ^^

Jaz in travniški kostanj

I I Travniško-kostanjev solonec in solonec I I Travniško solonec in solonec I I Pohodni solonec in solonec |L Peski

I I Poplavna slana C Poplavni travnik

S svetlim kostanjem

Svetlo kostanjev solonetski in solonski

Svetlo kostanjeva solonetska in solonska tla (avtomorfna)

Solni lizalci (avtomorfni)

Solonec (avtomorfni) in rjav solonec

Solonci (avtomorfni) in kostanjevi soloneti in solončaki

Soloneti (avtomorfni) in svetlo kostanjevi soloneti in solonjaki

Travniška solnica (polhidromorfna)

Travniška slanica (hidromorfna)

Travniške soline

Soline značilne

Tipični solončaki in travniški soloneti (hidromorfni) Temni kostanj

Temno kostanjev solonec in solončak

Južni in navadni micepar-karbonatni černozemi (globoki karbonatni černozemi)

Slika 5 - Zemljevid tal Kalmikije

Rezultat tega dela (na primeru digitalnega zemljevida tal Rusije v merilu 1:2 500 000) je bil zemljevid tal Kalmikije (slika 5).

Uporaba informacijskega pristopa, ki temelji na informacijskih tehnologijah (geoinformacijskih in ekspertnih sistemih), omogoča ne le kvantitativno opisovanje procesov, ki se pojavljajo v kompleksnih ekosistemih in geosistemih, temveč tudi z modeliranjem mehanizmov teh procesov znanstveno utemeljiti metode za oceno stanja različnih sestavin okolja. naravno okolje.

Quantum GIS ima dober graditelj zemljevidov. Map Composer ponuja obsežne možnosti za pripravo in tiskanje postavitve zemljevida. Omogoča dodajanje naslednjih elementov: zemljevid QGIS, legenda, lestvica, slike, oblike, puščice in besedilna polja. Ko ustvarjate postavitev, lahko spremenite velikost, združite, poravnate in prestavite vsak element ter nastavite njihove lastnosti. Končano postavitev je mogoče natisniti ali izvoziti v formate bitne slike, Postscript, PDF ali SVG. torej

Tako lahko zaključimo, da uporaba programa Quantum GIS olajša proces izdelave kartografskega gradiva za različne namene. Prednosti tega programa so bile opisane v tem članku.

Literatura:

1. Akasheva A.A. Analiza prostorskih podatkov v zgodovinskih vedah. Uporaba geoinformacijskih tehnologij. Učna pomoč / A.A. Akaševa. - Nižni Novgorod: Državna univerza Nižnji Novgorod, 2011. - 79 str.

2. Elektronski učbenik Quantum GIS http://wiki.gis-lab.info/w/%D0%A3%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD 0/oD0°/oB80/oD0°/ oBA_Quantum_GIS

3. Kvantni GIS. Uporabniški priročnik.

GEOGRAFSKI INFORMACIJSKI SISTEMI V EKOLOGIJI IN

UPRAVLJANJE Z OKOLJEM Mushayeva K.B., PhD Sci. agr., [e-pošta zaščitena]- Kalmyk NIAGLOS - Podružnica FSC za agroekologijo RAS, Elista, Rusija

Članek obravnava uporabo geografskih informacijskih sistemov (GIS). Razvit je bil e-zemljevid tal Republike Kalmikije. Razkrite so prednosti uporabe programa Quantum GIS za izdelavo zemljevidov.

Ključne besede: geografski informacijski sistemi, ekologija, upravljanje z naravo, e-karte.

Podobni dokumenti

Informacijska podpora okoljskih raziskav. Zgradba in značilnosti ekspertnega sistema. Prednosti geoinformacijskih sistemov. Modeli v "matematični ekologiji". Sistemi za pridobivanje podatkov. Kombinacija različnih informacijskih tehnologij.

povzetek, dodan 11.12.2014

Opredelitev ekologije. Glavni razdelki. Zakoni ekologije. Organizem in okolje. Praktična vrednost ekologija. Interakcija kmetijskih in naravnih ekosistemov, kombinacije kultivirane in naravne krajine.

povzetek, dodan 25.10.2006

Nastanek in razvoj ekologije kot vede. Pogledi Ch.Darwina na boj za obstoj. Oblikovanje ekologije v samostojno vejo znanja. Lastnosti "žive snovi" po naukih V.I. Vernadskega. Preoblikovanje ekologije v kompleksno znanost.

povzetek, dodan 21.12.2009

Struktura sodobne ekologije kot vede. Pojem habitat in dejavniki okolja. Ekološki pomen požarov. Biosfera kot ena od geosfer Zemlje. Bistvo Commonerjevih zakonov ekologije. Nevarnost onesnaževal (onesnaževal) in njihovih vrst.

test, dodan 22.06.2012

Zgodovina razvoja ekologije. Oblikovanje ekologije kot vede. Preoblikovanje ekologije v kompleksno vedo, ki vključuje vede o varstvu naravnih in človekovo okolje okolju. Prvi okoljski akti v Rusiji. Biografija Kellerja Borisa Aleksandroviča.

povzetek, dodan 28.05.2012

Vrste sistemov v ekologiji. Naloge raziskovanja in meje razporeditve sistema v času in prostoru. Sistemska celovitost, pojavni princip. Napredne in povratne povezave v kopenskem ekosistemu. Značilnosti konceptualnih principov identifikacije sistema.

predstavitev, dodana 03.04.2013

Osnove človekove ekologije: pojmi in izrazi. Odnos človekove ekologije s problemi ohranjanja zdravja. Glavni aksiomi ekologije. Koncept območja ekološke stabilnosti, nestabilnosti. Najpomembnejši sodobni antropogeni ekosistemi, njihove značilnosti.

povzetek, dodan 24.12.2014

Globalni okoljski problemi. Interdisciplinarni pristop pri proučevanju okoljskih problemov. Vsebina ekologije kot temeljnega pododdelka biologije. Ravni organizacije živih bitij kot predmeti študija biologije, ekologije, fizične geografije.

povzetek, dodan 05/10/2010

Zgodovina nastanka in faze oblikovanja ekologije kot znanosti, oblikovanje ekologije v samostojno vejo znanja, preoblikovanje ekologije v kompleksno znanost. Pojav novih področij znanosti: biocenologija, geobotanika, populacijska ekologija.

povzetek, dodan 06.06.2010

Teoretični problemi socialne ekologije. Informacijske, matematične in normativno-tehnološke metode, njihove zakonitosti, posebnosti in objektivna nujnost enotnosti. Osnovne zakonitosti socialne ekologije, njihovo bistvo, vsebina in pomen.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

Podobni dokumenti

Zgodovina nastanka geografskih informacijskih sistemov, njihova razvrstitev in funkcije. Bistvo geokemijske ocene tehnogenih anomalij. Uporaba geoinformacijskega sistema ArcView 9 za oceno onesnaženosti zraka s težkimi kovinami v mestu Jalta.

diplomsko delo, dodano 19.12.2012

povzetek, dodan 11.12.2014

Značilnosti ekologije regije: glavni problemi regije Čeljabinsk na področju ekologije, vpliv industrijskih podjetij na okolje, načini in metode reševanja okoljskih problemov. Izboljšanje tehnologij za čiščenje naravnega okolja pred odpadki.

poročilo, dodano 15.7.2008

Glavne vrste kromatografije. Uporaba kromatografskih metod v ekološkem monitoringu. Uporaba kromatografije pri analizi okoljskih objektov. Sodobna zasnova strojne opreme. Metode za razvoj kromatogramov in delovanje kromatografa.

seminarska naloga, dodana 01.08.2010

Uporaba geografskih informacijskih sistemov za izdelavo zemljevidov glavnih okoljskih parametrov v naftni in plinski industriji, da bi ugotovili obseg in stopnjo degradacije flore in favne. Osnovni temelji sistema monitoringa in celovitega ocenjevanja naravnega okolja.

seminarska naloga, dodana 27.02.2011

Koncept monitoringa onesnaženosti s škodljivimi snovmi, njegovi cilji in cilji, razvrstitev. Zavodi za regionalni monitoring stanja ekologije. Izgradnja regionalnega sistema nadzora v Republiki Belorusiji. Nekaj rezultatov stacionarnih opazovanj.

povzetek, dodan 30.05.2015

predstavitev, dodana 27.11.2015

Splošne značilnosti onesnaženja naravnega in antropogenega izvora, fizikalno, kemično in biološko onesnaževanje naravnega okolja. Posledice onesnaževanja in neugodnih sprememb našega okolja, nadzor in odlaganje odpadkov.

geoinformacijska tehnologija ekologija upravljanje z naravo

Geografski informacijski sistemi (GIS) so se pojavili v 60. letih 20. stoletja kot orodje za prikaz geografije Zemlje in objektov, ki se nahajajo na njeni površini. Danes so GIS kompleksna in večnamenska orodja za delo s podatki o Zemlji.

Možnosti, ki jih ponuja uporabnik GIS:

delo z zemljevidom (premikanje in spreminjanje velikosti, brisanje in dodajanje objektov);

tiskanje v določeni obliki poljubnih predmetov ozemlja;

prikaz predmetov določenega razreda na zaslonu;

izhod atributivnih informacij o objektu;

obdelava informacij s statističnimi metodami in prikaz rezultatov takšne analize z neposrednim prekrivanjem na karti

Tako lahko strokovnjaki s pomočjo GIS hitro predvidijo možna mesta razpok cevovoda, na zemljevidu izsledijo poti onesnaženja in ocenijo verjetno škodo za okolje ter izračunajo količino sredstev, potrebnih za odpravo posledic nesreče. S pomočjo GIS-a je mogoče izbrati industrijska podjetja, ki izpuščajo škodljive snovi, prikazati rožo vetrov in podtalnico v njihovi okolici ter simulirati porazdelitev izpustov v okolju.

Leta 2004 Predsedstvo Ruske akademije znanosti se je odločilo za izvedbo dela na programu "Elektronska Zemlja", katerega bistvo je ustvariti multidisciplinarni geografski informacijski sistem, ki označuje naš planet, praktično digitalni model Zemlje.

Tuje analoge programa Electronic Earth lahko razdelimo na lokalne (centralizirane, podatki so shranjeni na enem strežniku) in distribuirane (podatke shranjujejo in distribuirajo različne organizacije pod različnimi pogoji).

Nesporen vodja pri ustvarjanju lokalnih baz podatkov je ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc., ZDA).Strežnik ArcAtlas “Our Earth” vsebuje več kot 40 tematskih pokritij, ki se široko uporabljajo po vsem svetu. Skoraj vsi kartografski projekti v merilu 1:10.000.000 in manjših merilih so izdelani z njim.

Najresnejši projekt za ustvarjanje porazdeljene baze podatkov je "Digital Earth" (Digital Earth). Ta projekt je leta 1998 predlagal ameriški podpredsednik Gore, glavni izvajalec je NASA. Projekt vključuje ameriška ministrstva in vladne agencije, univerze, zasebne organizacije, Kanado, Kitajsko, Izrael in Evropska unija. Vsi projekti porazdeljenih baz podatkov se soočajo s pomembnimi izzivi v smislu standardizacije metapodatkov in interoperabilnosti med posameznimi GIS in projekti, ki jih ustvarjajo različne organizacije z uporabo različne programske opreme.

Človekova dejavnost je nenehno povezana s kopičenjem informacij o okolju, njihovim izborom in shranjevanjem. Informacijski sistemi, katerih glavni namen je informacijska podpora uporabniku, to je, da mu zagotovi potrebne informacije na določeno težavo ali vprašanje, pomagati osebi hitreje in bolje rešiti težave. Hkrati lahko iste podatke uporabimo pri reševanju različnih problemov in obratno. Vsak informacijski sistem je namenjen reševanju določene vrste problemov in vključuje tako podatkovno skladišče kot orodja za izvajanje različnih postopkov.

Informacijska podpora okoljskih raziskav se izvaja predvsem preko dveh informacijskih tokov:

informacije, ki so nastale med okoljskimi raziskavami;

znanstvene in tehnične informacije o svetovnih izkušnjah pri razvoju okoljskih problemov na različnih področjih.

skupni cilj informacijska podpora raziskovanje okolja je preučevanje informacijskih tokov in priprava gradiv za odločanje na vseh ravneh upravljanja pri izvajanju raziskav okolja, utemeljitev posameznih raziskovalnih projektov in razdelitev sredstev.

Ker je planet Zemlja predmet opisa in proučevanja, informacije o okolju pa imajo skupne lastnosti z geološkimi informacijami, je obetavna izgradnja geografskih informacijskih sistemov za zbiranje, shranjevanje in obdelavo stvarnih in kartografskih informacij:

o naravi in obsegu okoljskih motenj naravnega in umetnega izvora;

o splošnih okoljskih kršitvah naravnega in umetnega izvora;

o splošnih okoljskih kršitvah na določenem področju človekove dejavnosti;

o rabi podzemlja;

o gospodarskem upravljanju določenega ozemlja.

Geografski informacijski sistemi so praviloma zasnovani za namestitev in povezovanje velikega števila delovnih postaj, ki imajo lastne baze podatkov in sredstva za izpis rezultatov. Ekologi lahko na avtomatiziranem delovnem mestu na podlagi prostorsko vezanih informacij rešujejo probleme drugačnega spektra:

analiza sprememb v okolju pod vplivom naravnih in umetnih dejavnikov;

smotrna raba in varstvo vodnih, zemljiških, atmosferskih, mineralnih in energetskih virov;

zmanjšanje škode in preprečevanje nesreč, ki jih povzroči človek;

zagotavljanje varnega življenja ljudi, varovanje njihovega zdravja.

Vsi potencialno okolju nevarni predmeti in informacije o njih, o koncentraciji škodljivih snovi, dovoljenih standardih itd. spremljajo geografske, geomorfološke, krajinsko-geokemične, hidrogeološke in druge informacije. Razpršenost in pomanjkanje informacijskih virov v ekologiji sta bili osnova analitičnih referenčnih in informacijskih sistemov (ASIS), ki jih je razvil IGEM RAS za projekte na področju ekologije in varstva okolja v Ruski federaciji ASIS "EcoPro", kot tudi razvoj avtomatiziran sistem za moskovsko regijo, namenjen izvajanju njenega okoljskega nadzora. Razlika v nalogah obeh projektov ni določena le z ozemeljskimi mejami (v prvem primeru je to ozemlje celotne države, v drugem pa neposredno z moskovsko regijo), temveč tudi s področji uporabe informacije. Sistem EcoPro je namenjen zbiranju, obdelavi in analizi podatkov o okoljskih projektih uporabne in raziskovalne narave na ozemlju Ruske federacije za tuji denar. Sistem spremljanja moskovske regije naj bi služil kot vir informacij o virih in resničnem onesnaževanju okolja, preprečevanju nesreč, okoljskih ukrepih na področju varstva okolja, plačilih podjetij v regiji za namene gospodarskega upravljanja in nadzora. s strani državnih organov. Ker so informacije same po sebi fleksibilne, lahko rečemo, da sta oba sistema, ki ju je razvil IGEM RAK, uporabna tako za namen raziskovanja kot tudi za upravljanje. To pomeni, da se naloge obeh sistemov lahko premikajo ena v drugo.

Kot konkretnejši primer baze podatkov, ki hrani informacije o varstvu okolja, lahko navedemo delo O.S. Bryukhovetsky in I.P. Ganina "Oblikovanje baze podatkov o metodah za odpravo lokalnega tehnogenega onesnaženja v kamnitih gmotah." Obravnava metodologijo za izgradnjo take baze podatkov, opisuje optimalne pogoje za njeno uporabo.

Pri ocenjevanju nujnih primerov priprava informacij vzame 30-60 % časa, informacijski sistemi pa so sposobni hitro posredovati informacije in zagotoviti učinkovite rešitve. V pogojih nujnost odločitev ni mogoče eksplicitno modelirati, lahko pa je osnova za njihovo sprejemanje velika količina različnih informacij, ki jih baza podatkov hrani in prenaša. Na podlagi pridobljenih rezultatov vodstveno osebje na podlagi izkušenj in intuicije sprejema konkretne odločitve.

Modeliranje procesov odločanja postaja osrednja usmeritev avtomatizacije aktivnosti odločevalca (DM). Naloge odločevalca vključujejo odločanje v geografskem informacijskem sistemu. Sodoben geografski informacijski sistem lahko definiramo kot nabor strojnih in programskih orodij, geografskih in semantičnih podatkov, namenjenih sprejemanju, shranjevanju, obdelavi, analizi in vizualizaciji prostorsko porazdeljenih informacij. Ekološki geografski informacijski sistemi vam omogočajo delo z zemljevidi različnih ekoloških plasti in samodejno gradnjo anomalnega območja glede na dani kemijski element. To je precej priročno, saj okoljskemu strokovnjaku ni treba ročno izračunati anomalnih con in jih graditi. Za popolno analizo ekološkega stanja pa mora okoljski strokovnjak natisniti zemljevide vseh ekoloških slojev in kart. anomalne cone za vsak kemični element. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Hibridni ekspertni sistem z računalniškim modulom za napovedovanje okoljskih situacij. Zbornik mednarodnih simpozijev "Inteligentni sistemi - InSys - 96", Moskva, 1996. V geoinformacijskem sistemu je bila izvedena konstrukcija anomalnih območij za štiriintrideset kemičnih elementov. Najprej mora pridobiti zbirni zemljevid onesnaženosti tal s kemičnimi elementi. Da bi to naredili, z zaporednim kopiranjem na pavs papir z vseh zemljevidov sestavi zemljevid onesnaženosti tal s kemičnimi elementi Alekseenko V.A. Geokemija pokrajine in okolja. - M .: Nedra, 1990. -142 s .: ilustr.. Nato se dobljena karta primerja na enak način z zemljevidi hidrologije, geologije, geokemičnih pokrajin, gline. Na podlagi primerjave se zgradi zemljevid kvalitativne ocene nevarnosti okolja za človeka. Tako se spremlja okolje. Ta proces zahteva veliko časa in visoko usposobljenega strokovnjaka, da lahko natančno in objektivno oceni situacijo. Pri tako veliki količini informacij, ki hkrati padejo na strokovnjaka, lahko pride do napak. Zato se je pojavila potreba po avtomatizaciji procesa odločanja. V ta namen smo obstoječi geoinformacijski sistem dopolnili s podsistemom odločanja. Značilnost razvitega podsistema je, da je del podatkov, s katerimi deluje program, predstavljen v obliki zemljevidov. Drugi del podatkov se obdela in na njihovi podlagi sestavi zemljevid, ki je nato prav tako predmet obdelave. Za implementacijo sistema odločanja je bil izbran aparat teorije mehkih množic. To je posledica dejstva, da je s pomočjo mehkih množic mogoče ustvariti metode in algoritme, ki so sposobni modelirati človeške tehnike odločanja pri reševanju različnih problemov. Kot matematični model šibko formaliziranih problemov se uporabljajo algoritmi za mehko krmiljenje, ki omogočajo pridobitev rešitve, čeprav približne, vendar nič slabše kot pri uporabi natančnih metod. Z algoritmom mehkega krmiljenja razumemo urejeno zaporedje mehkih navodil (lahko obstajajo ločena jasna navodila), ki zagotavljajo delovanje nekega predmeta ali procesa. Metode teorije mehkih množic omogočajo, prvič, da upoštevajo različne vrste negotovosti in netočnosti, ki jih vnesejo subjekt in kontrolni procesi, ter formalizirajo verbalne informacije osebe o nalogi; drugič, bistveno zmanjšati število začetnih elementov modela krmilnega procesa in pridobiti uporabne informacije za konstrukcijo krmilnega algoritma. Oblikujmo osnovna načela za konstruiranje mehkih algoritmov. Mehka navodila, ki se uporabljajo v mehkih algoritmih, so oblikovana bodisi na podlagi posplošitve izkušenj strokovnjaka pri reševanju obravnavanega problema bodisi na podlagi njegovega temeljitega študija in smiselne analize. Za gradnjo mehkih algoritmov se upoštevajo vse omejitve in kriteriji, ki izhajajo iz smiselne obravnave problema, vendar se ne uporabijo vsa prejeta mehka navodila: izločijo se najpomembnejši med njimi, izključijo se morebitna protislovja in vzpostavljen je vrstni red njihovega izvajanja, ki vodi do rešitve problema. Ob upoštevanju šibko formaliziranih nalog obstajata dva načina za pridobitev začetnih mehkih podatkov - neposredno in kot rezultat obdelave jasnih podatkov. Obe metodi temeljita na potrebi subjektivna ocenačlanske funkcije mehkih množic.

Logična obdelava podatkov vzorcev tal in izdelava sumarne karte onesnaženosti tal s kemičnimi elementi.

Program je bil razvoj že obstoječe različice programa "TagEco", ki dopolnjuje obstoječi program z novimi funkcijami. Nove funkcije zahtevajo podatke iz prejšnje različice programa. To je posledica uporabe metod dostopa do podatkov, razvitih v prejšnji različici programa. Funkcija se uporablja za pridobivanje informacij, shranjenih v bazi podatkov. To je potrebno za pridobitev koordinat vsake vzorčne točke, shranjene v bazi podatkov. Funkcija se uporablja tudi za izračun velikosti nepravilne vsebnosti kemičnega elementa v pokrajini. Tako prek teh podatkov in teh funkcij prejšnji program sodeluje s podsistemom odločanja. Če baza podatkov spremeni vrednost vzorca ali koordinate vzorca, se to samodejno upošteva v podsistemu odločanja. Opozoriti je treba, da se pri programiranju uporablja dinamični slog dodeljevanja pomnilnika in da se podatki shranjujejo v obliki eno ali dvojno povezanih seznamov. To je posledica dejstva, da število vzorcev oziroma število površin, na katere bo karta razdeljena, ni vnaprej znano.

Izdelava zemljevida kvalitativne ocene vpliva okolja na človeka.

Zemljevid je zgrajen v skladu z zgoraj opisanim algoritmom. Uporabnik navede področje, ki ga zanima, in korak, s katerim bodo zemljevidi analizirani. Pred začetkom obdelave podatkov se informacije preberejo iz datotek WMF in oblikujejo seznami, katerih elementi so kazalci na poligone. Vsaka karta ima svoj seznam. Nato se po oblikovanju seznamov poligonov oblikuje zemljevid onesnaženosti tal s kemičnimi elementi. Po končanem oblikovanju vseh kart in vnosu začetnih podatkov se oblikujejo koordinate točk, na katerih se bodo karte analizirale. Podatki, ki jih prejmejo anketne funkcije, se vnesejo v posebno strukturo. Po končanem oblikovanju strukture program izvede njeno klasifikacijo. Vsaka točka geodetske mreže dobi številko referenčne situacije. Ta številka je skupaj s številko točke vpisana v dvojno vezan seznam, tako da je kasneje možno grafično sestaviti karto. Posebna funkcija analizira ta dvojno povezan seznam in ustvari grafično konstrukcijo izolinij okoli točk, ki imajo enake klasifikacijske situacije. Prebere točko s seznama in analizira vrednost številke svoje situacije s številkami sosednjih točk, v primeru ujemanja pa bližnje točke združi v cone. Kot rezultat programa je celotno ozemlje mesta

Taganrog je naslikan v eni od treh barv. Vsaka barva označuje kvalitativno oceno okoljske situacije v mestu. Rdeča torej označuje "posebej nevarna območja", rumena označuje "nevarna območja", zelena označuje "varna območja". Tako so informacije predstavljene v uporabniku prijazni in lahko razumljivi obliki. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Hibridni ekspertni sistem z računalniškim modulom za napovedovanje okoljskih situacij. Zbornik mednarodnih simpozijev "Intelektualni sistemi - InSys - 96", Moskva, 1996.

Pošljite svoje dobro delo v bazo znanja je preprosto. Uporabite spodnji obrazec

Študenti, podiplomski študenti, mladi znanstveniki, ki bazo znanja uporabljajo pri študiju in delu, vam bodo zelo hvaležni.

ZVEZNA AGENCIJA ZA IZOBRAŽEVANJE

Država izobraževalna ustanova visoka strokovna izobrazba

"Državna politehnična univerza v Sankt Peterburgu"

INŠTITUT ZA MENADŽMENT IN INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE

(podružnica) Sankt Peterburške državne politehnične univerze v Čerepovcu

(IMIT SPbSPU)

Disciplina: "Informatika"

Tema: "Geoinformacijski sistemi v ekologiji in naravoslovju"

Izvaja študentka skupine z.481 Barskaya Ekaterina Aleksandrovna

Številka možnosti 5 Številka evidenčne knjige 34080105

Vodja Matveev Nikolaj Sergejevič

Čerepovec

Uvod

Informacijski sistemi

GIS programska oprema

Geoinformacijski sistemi v ekologiji

Projekt MEMOS

Bibliografija

Uvod

Informacijske tehnologije služijo predvsem varčevanju z viri z iskanjem in nato uporabo informacij za izboljšanje učinkovitosti človekove dejavnosti. Trenutno potekajo raziskave varstva okolja na vseh področjih znanosti in tehnologije v različnih organizacijah in na različnih ravneh, vključno z državo. Vendar so informacije iz teh študij zelo razpršene.

Velike količine okoljskih informacij, podatkov dolgoletnih opazovanj, najnovejših dosežkov so razpršene po različnih bazah informacij ali celo na papirju v arhivih, kar ne le otežuje njihovo iskanje in uporabo, temveč povzroča tudi dvome o zanesljivosti podatkov. podatke in učinkovito porabo sredstev, namenjenih okolju iz proračuna, tujih skladov ali komercialnih struktur.

Drugi moment, ki določa potrebo po informatizaciji, je sprotno spremljanje dejanskega stanja okolja, plačevanje davkov in izvajanje okoljskih ukrepov. Potreba po nadzoru se je pojavila s sprejetjem dajatev za onesnaževanje od leta 1992, ko so se odkrile težave, kot so preindeksacija dajatev zaradi inflacije, neplačevanje onesnaževanja zraka, »izogibanje« okoljskim dajatvam, zaradi pomanjkanja potrebnih tehnične podlage za pravočasen nadzor nad izvajanjem zakona.

Zahvaljujoč avtomatiziranim sistemom nadzora postane nadzor nad okoljskimi dejavnostmi učinkovitejši, saj stalni nadzor omogoča ne samo spremljanje pravilnega izvajanja zakona, temveč tudi njegovo spreminjanje glede na dejanske pogoje okoljskega in socialno-ekonomskega položaja.

Na prelomu dveh tisočletij se je zaostril problem odnosa med človeško družbo in okoljem. V zadnjih desetletjih se je povečala nevarnost večjih okoljskih katastrof, ki jih povzroči človek in so posledica zaščitnega odziva narave.

Naravne okoljske nesreče in nesreče, ki jih povzroči človek, imajo zgodovinski vidik. Različne naravne nesreče, kot so poplave in gozdni požari obstajajo skozi vso zgodovino našega planeta. Vendar pa so se z razvojem sodobne civilizacije pojavile katastrofe novega tipa, vključno z dezertifikacijo, degradacijo zemeljskih virov, prašnimi nevihtami, onesnaženjem Svetovnega oceana itd. Začetek 21. stoletja predstavlja nalogo ocene tveganja za okoljske nesreče in sprejemanje ukrepov za njihovo preprečevanje. Z drugimi besedami, naloga obvladovanja okoljskih nesreč je postala nujna. In to je mogoče, če obstaja potrebna informacijska podpora o preteklosti, sedanjem in prihodnjem stanju okoljskih objektov, vključno z naravnimi, naravno-tehnogenimi in antropogenimi sistemi.

Informacijski sistemi

Sodobne informacijske tehnologije so namenjene iskanju, obdelavi in distribuciji veliki nizi podatkov, ustvarjanje in delovanje različnih informacijskih sistemov, ki vsebujejo podatkovne baze in banke podatkov in znanja.

V širšem pomenu besede je informacijski sistem sistem, katerega nekateri elementi so informacijski objekti (besedila, grafike, formule, spletne strani, programi itd.), povezave pa so informacijske narave.

Informacijski sistem v ožjem smislu je sistem, namenjen shranjevanju informacij v posebej organizirani obliki, opremljen s sredstvi za izvajanje postopkov za vnos, dajanje, obdelavo, iskanje in izdajo informacij na zahtevo uporabnikov.

Najpomembnejši podsistemi avtomatiziranih informacijskih sistemov so baze podatkov in banke podatkov ter ekspertni sistemi, ki spadajo v razred sistemov umetne inteligence. Ločeno je treba geoinformacijske sisteme obravnavati kot enega najbolj razvitih svetovnih AIS v ekologiji v tem trenutku.

Koncept geografskega informacijskega sistema (GIS)

Geografski informacijski sistem (GIS) je kompleks programske in strojne opreme, ki rešuje niz nalog za shranjevanje, prikazovanje, posodabljanje in analizo prostorskih in atributivnih informacij o prostorskih objektih. Ena glavnih funkcij GIS je izdelava in uporaba računalniških (elektronskih) kart, atlasov in drugih kartografskih izdelkov. Berlyant A.M. Kartografija: učbenik za univerze. - M .: Aspect Press, 2001. - 336 str. Podatki so hrbtenica vsakega informacijskega sistema. Podatke v GIS delimo na prostorske, semantične in metapodatke. Prostorski podatek je podatek, ki opisuje lokacijo objekta v prostoru. Na primer koordinate vogalnih točk stavbe, predstavljene v lokalnem ali katerem koli drugem koordinatnem sistemu. Semantični (atributni) podatki - podatki o lastnostih predmeta. Na primer naslov, katastrsko številko, število nadstropij in druge značilnosti stavbe. Metapodatki so podatki o podatkih. Na primer informacije o tem, kdo, kdaj in s kakšnim izvornim materialom je stavbo vnesel v sistem. Prvi GIS so bili ustvarjeni v Kanadi, ZDA in na Švedskem za preučevanje naravnih virov sredi 60. let prejšnjega stoletja, zdaj pa je na tisoče GIS v industrializiranih državah, ki se uporabljajo v gospodarstvu, politiki, ekologiji, upravljanju in ohranjanju naravnih virov, katastru, znanosti. , izobraževanje itd. Združujejo kartografske informacije, podatke daljinskega zaznavanja in spremljanja okolja, statistike in popise prebivalstva, hidrometeorološka opazovanja, materiale ekspedicij, rezultate vrtanj itd. Strukturno je občinski GIS centralizirana podatkovna baza prostorskih objektov in orodje, ki omogoča shranjevanje, analizo in obdelujejo vse informacije v zvezi z določenim objektom GIS, kar močno poenostavi postopek uporabe informacij o objektih urbanega območja s strani zainteresiranih služb in posameznikov. Omeniti velja tudi, da je GIS mogoče (in mora) integrirati s katerim koli drugim občinskim informacijskim sistemom, ki uporablja podatke o objektih v urbanem območju. Na primer, sistem za avtomatizacijo dejavnosti odbora za upravljanje občinskega premoženja bi moral pri svojem delu uporabljati naslovni načrt in zemljevid občinskih GIS zemljišč. GIS lahko shrani tudi območja, ki vsebujejo najemnine, ki jih je mogoče uporabiti pri izračunu najemnin. V primeru, da se v mestu uporablja centraliziran občinski GIS, imajo vsi zaposleni v organih lokalne samouprave in mestnih službah možnost, da dobijo reguliran dostop do ažurnih GIS podatkov, pri tem pa porabijo veliko denarja. manj časa na njihovo iskanje, analizo in posploševanje. GIS so namenjeni reševanju znanstvenih in uporabnih problemov popisa, analize, vrednotenja, napovedi in upravljanja okolja in teritorialne organizacije družbe. Osnova GIS so avtomatizirani kartografski sistemi, glavni viri informacij pa različni geoposnetki. Geoinformatika - znanost, tehnologija in industrijska dejavnost:

Znanstvena utemeljitev, oblikovanje, izdelava, delovanje in uporaba geografskih informacijskih sistemov;

Razvoj geoinformacijskih tehnologij;

O uporabnih vidikih ali aplikacijah GIS za praktične ali geoznanstvene namene. Djačenko N.V. Uporaba GIS tehnologij

GIS programska oprema

Programska oprema GIS se uporablja v petih glavnih razredih. Prvi najbolj funkcionalno popoln razred programske opreme je instrumentalni GIS. Oblikovani so lahko za najrazličnejše naloge: za organizacijo vnosa informacij (tako kartografskih kot atributivnih), njihovo shranjevanje (vključno s porazdeljenim, ki podpira delovanje omrežja), obdelavo kompleksnih informacijskih zahtev, reševanje prostorskih analitičnih problemov (koridorji, okolja, omrežja). naloge itd.), izdelava izpeljanih zemljevidov in diagramov (operacije prekrivanja) in končno priprava na izpis originalnih postavitev kartografskih in shematskih izdelkov na trdi disk. Instrumentalni GIS praviloma podpirajo rastrske in vektorske slike, imajo vgrajeno podatkovno bazo za digitalno bazo in atributne informacije ali pa podpirajo eno najpogostejših baz za shranjevanje atributnih informacij: Paradox, Access, Oracle itd. razviti izdelki imajo sisteme izvajalnega časa, ki omogočajo optimizacijo potrebne funkcionalnosti za določeno nalogo in zmanjšajo stroške podvajanja sistemov pomoči, ustvarjenih z njihovo pomočjo. Drugi pomemben razred so tako imenovani pregledovalniki GIS, to je programski izdelki, ki omogočajo uporabo baz podatkov, ustvarjenih z instrumentalnim GIS. Pregledovalniki GIS praviloma dajejo uporabniku (če sploh) izjemno omejene možnosti posodabljanja baz podatkov. Vsi pregledovalniki GIS vključujejo orodje za poizvedovanje po bazi podatkov, ki izvaja pozicioniranje in povečavo kartografskih slik. Seveda so gledalci vedno vključeni sestavni del v srednjih in velikih projektih, kar vam omogoča, da prihranite stroške ustvarjanja dela delovnih mest, ki nimajo pravic do dopolnjevanja baze podatkov. Tretji razred so referenčni kartografski sistemi (SCS). Združujejo shranjevanje in večino možnih vrst vizualizacije prostorsko razporejenih informacij, vsebujejo poizvedovalne mehanizme za kartografske in atributne informacije, a hkrati bistveno omejujejo uporabnikovo možnost dopolnjevanja vgrajenih baz podatkov. Njihovo posodabljanje (posodabljanje) je ciklično in ga običajno za doplačilo izvaja dobavitelj SCS. Četrti razred programske opreme so orodja za prostorsko modeliranje. Njihova naloga je modelirati prostorsko razporeditev različnih parametrov (relief, cone onesnaženosti okolja, poplavna območja pri gradnji jezov in drugo). Zanašajo se na orodja za delo z matričnimi podatki in so opremljeni z naprednimi vizualizacijskimi orodji. Značilna je razpoložljivost orodij, ki omogočajo različne izračune prostorskih podatkov (seštevanje, množenje, izračun odvodov in druge operacije).

Peti razred, na katerega se je vredno osredotočiti, so posebna sredstva za obdelavo in dešifriranje podatkov sondiranja zemlje. Sem spadajo paketi za obdelavo slik, ki so glede na ceno opremljeni z različnimi matematičnimi orodji, ki omogočajo izvajanje operacij na skeniranih ali digitalno posnetih slikah zemeljskega površja. Gre za precej širok spekter operacij, od vseh vrst popravkov (optičnih, geometrijskih) prek georeferenciranja slik do obdelave stereoparov, rezultat pa je izdan v obliki posodobljene topografske karte. Poleg omenjenih razredov obstajajo tudi različna programska orodja, ki manipulirajo s prostorskimi informacijami. Gre za izdelke, kot so orodja za obdelavo terenskih geodetskih opazovanj (paketi, ki omogočajo interakcijo z GPS sprejemniki, elektronskimi tahometri, niveletami in ostalo avtomatizirano geodetsko opremo), navigacijska orodja in programska oprema za reševanje tudi ožjih tematskih nalog (geodetska, ekološka, hidrogeološka itd.). .). ). Seveda so možni tudi drugi principi razvrščanja programske opreme: po obsegu, po ceni, po podpori po določenem tipu (ali vrstah) operacijski sistemi, z računalniškimi platformami (osebni računalniki, delovne postaje Unix) itd. Hitra rastštevilo uporabnikov GIS tehnologij z decentralizacijo porabe proračunskih sredstev in uvajanjem vedno več novih vsebinskih področij njihove uporabe. Če je bila do sredine devetdesetih let glavna rast trga povezana le z velikimi projekti na zvezni ravni, se danes glavni potencial premika proti množičnemu trgu. To je svetovni trend: po podatkih raziskovalnega podjetja Daratech (ZDA) je globalni trg GIS za osebne računalnike trenutno 121,5-krat hitrejši od skupne rasti trga GIS rešitev. Množičnost trga in nastajajoča konkurenca vodita v to, da se potrošniku ponuja vse bolj kakovosten izdelek za enako ali nižjo ceno. Tako je za vodilne ponudnike instrumentalnih GIS že postalo pravilo, da skupaj s sistemom dobavijo tudi digitalno kartografsko osnovo regije, kjer se izdelek distribuira. In sama klasifikacija programske opreme je postala resničnost. Še pred dvema ali tremi leti je bilo mogoče funkcije avtomatizirane vektorizacije in referenčnih sistemov izvajati le s pomočjo naprednih in dragih instrumentalnih GIS (Arc/Info, Intergraph). Postopen trend k modularnosti sistema za optimizacijo stroškov, specifičnih za projekt. Danes je mogoče kupiti celo pakete, ki služijo kateri koli tehnološki stopnji, kot so vektorizatorji, tako v celoti kot v zmanjšanem naboru modulov, knjižnic simbolov itd. Izhod številnih domačih dogodkov na "tržno" raven. Izdelki, kot so GeoDraw / GeoGraph, Sinteks / Tri, GeoCAD, EasyTrace, nimajo le velikega števila uporabnikov, ampak imajo tudi vse lastnosti tržnega oblikovanja in podpore. V ruščini geoinformatike obstaja določeno kritično število delujočih naprav - petdeset. Ko ga dosežete, obstajata samo dve poti, da greste dlje: ali se močno dvignete, povečate število svojih uporabnikov, ali pa zapustite trg zaradi nezmožnosti zagotavljanja potrebne podpore in razvoja za vaš izdelek. Zanimivo je, da so vsi omenjeni programi namenjeni nižjemu cenovnemu razredu; z drugimi besedami, našli so optimalno razmerje med ceno in pritiskom funkcionalnosti posebej za ruski trg.

Geoinformacijski sistemi v ekologiji in naravoslovju

Možnosti, ki jih ponuja uporabnik GIS:

delo z zemljevidom (premikanje in spreminjanje velikosti, brisanje in dodajanje objektov);

tiskanje v določeni obliki poljubnih predmetov ozemlja;

prikaz predmetov določenega razreda na zaslonu;

izhod atributivnih informacij o objektu;

obdelava informacij s statističnimi metodami in prikaz rezultatov takšne analize z neposrednim prekrivanjem na karti

Najresnejši projekt za ustvarjanje porazdeljene baze podatkov je "Digital Earth" (Digital Earth). Ta projekt je leta 1998 predlagal ameriški podpredsednik Gore, glavni izvajalec je NASA. Projekt vključuje ameriška ministrstva in vladne službe, univerze, zasebne organizacije, Kanado, Kitajsko, Izrael in Evropsko unijo. Vsi projekti porazdeljenih baz podatkov se soočajo s pomembnimi izzivi v smislu standardizacije metapodatkov in interoperabilnosti med posameznimi GIS in projekti, ki jih ustvarjajo različne organizacije z uporabo različne programske opreme.

Človekova dejavnost je nenehno povezana s kopičenjem informacij o okolju, njihovim izborom in shranjevanjem. Informacijski sistemi, katerih glavni namen je informirati uporabnika, torej mu posredovati potrebne informacije o določenem problemu ali vprašanju, pomagajo človeku hitreje in bolje rešiti težave. Hkrati lahko iste podatke uporabimo pri reševanju različnih problemov in obratno. Vsak informacijski sistem je namenjen reševanju določene vrste problemov in vključuje tako podatkovno skladišče kot orodja za izvajanje različnih postopkov.

Informacijska podpora okoljskih raziskav se izvaja predvsem preko dveh informacijskih tokov:

informacije, ki so nastale med okoljskimi raziskavami;

znanstvene in tehnične informacije o svetovnih izkušnjah pri razvoju okoljskih problemov na različnih področjih.

Splošni cilj informacijske podpore okoljskim raziskavam je proučevanje informacijskih tokov in priprava gradiv za odločanje na vseh ravneh upravljanja pri izvajanju okoljskih raziskav, utemeljitev posameznih raziskovalnih projektov in delitev sredstev.

o naravi in obsegu okoljskih motenj naravnega in umetnega izvora;

o splošnih okoljskih kršitvah naravnega in umetnega izvora;

o splošnih okoljskih kršitvah na določenem področju človekove dejavnosti;

o rabi podzemlja;

o gospodarskem upravljanju določenega ozemlja.

analiza sprememb v okolju pod vplivom naravnih in umetnih dejavnikov;

smotrna raba in varstvo vodnih, zemljiških, atmosferskih, mineralnih in energetskih virov;

zmanjšanje škode in preprečevanje nesreč, ki jih povzroči človek;

zagotavljanje varnega življenja ljudi, varovanje njihovega zdravja.

Vsi potencialno okolju nevarni predmeti in informacije o njih, o koncentraciji škodljivih snovi, dovoljenih standardih itd. spremljajo geografske, geomorfološke, krajinsko-geokemične, hidrogeološke in druge informacije. Razpršenost in pomanjkanje informacijskih virov v ekologiji sta bili osnova analitičnih referenčnih in informacijskih sistemov (ASIS), ki jih je razvil IGEM RAS za projekte na področju ekologije in varstva okolja v Ruski federaciji ASIS "EcoPro", kot tudi razvoj avtomatiziran sistem za moskovsko regijo, zasnovan za izvajanje njenega okoljskega nadzora. Razlika v nalogah obeh projektov ni določena le z ozemeljskimi mejami (v prvem primeru je to ozemlje celotne države, v drugem pa neposredno z moskovsko regijo), temveč tudi s področji uporabe informacije. Sistem EcoPro je namenjen zbiranju, obdelavi in analizi podatkov o okoljskih projektih uporabne in raziskovalne narave na ozemlju Ruske federacije za tuji denar. Sistem spremljanja moskovske regije naj bi služil kot vir informacij o virih in resničnem onesnaževanju okolja, preprečevanju nesreč, okoljskih ukrepih na področju varstva okolja, plačilih podjetij v regiji za namene gospodarskega upravljanja in nadzora. s strani državnih organov. Ker so informacije same po sebi fleksibilne, lahko rečemo, da sta oba sistema, ki ju je razvil IGEM RAK, uporabna tako za namen raziskovanja kot tudi za upravljanje. To pomeni, da se naloge obeh sistemov lahko premikajo ena v drugo.

Pri ocenjevanju nujnih primerov priprava informacij vzame 30-60 % časa, informacijski sistemi pa so sposobni hitro posredovati informacije in zagotoviti učinkovite rešitve. V nujnih primerih odločitev ni mogoče eksplicitno modelirati, lahko pa je podlaga za njihovo sprejemanje velika količina različnih informacij, ki jih hrani in prenaša baza podatkov. Na podlagi pridobljenih rezultatov vodstveno osebje na podlagi izkušenj in intuicije sprejema konkretne odločitve.

Modeliranje procesov odločanja postaja osrednja usmeritev avtomatizacije aktivnosti odločevalca (DM). Naloge odločevalca vključujejo odločanje v geografskem informacijskem sistemu. Sodoben geografski informacijski sistem lahko definiramo kot nabor strojnih in programskih orodij, geografskih in semantičnih podatkov, namenjenih sprejemanju, shranjevanju, obdelavi, analizi in vizualizaciji prostorsko porazdeljenih informacij. Ekološki geografski informacijski sistemi vam omogočajo delo z zemljevidi različnih ekoloških plasti in samodejno gradnjo anomalnega območja glede na dani kemijski element. To je precej priročno, saj okoljskemu strokovnjaku ni treba ročno izračunati anomalnih con in jih graditi. Za popolno analizo ekološkega stanja pa mora okoljski strokovnjak natisniti zemljevide vseh ekoloških plasti in zemljevide anomalnih con za vsak kemijski element. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Hibridni ekspertni sistem z računalniškim modulom za napovedovanje okoljskih situacij. Zbornik mednarodnih simpozijev "Inteligentni sistemi - InSys - 96", Moskva, 1996. V geoinformacijskem sistemu je bila izvedena konstrukcija anomalnih območij za štiriintrideset kemičnih elementov. Najprej mora pridobiti zbirni zemljevid onesnaženosti tal s kemičnimi elementi. Da bi to naredili, z zaporednim kopiranjem na pavs papir z vseh zemljevidov sestavi zemljevid onesnaženosti tal s kemičnimi elementi Alekseenko V.A. Geokemija pokrajine in okolja. - M .: Nedra, 1990. -142 s .: ilustr.. Nato se dobljena karta primerja na enak način z zemljevidi hidrologije, geologije, geokemičnih pokrajin, gline. Na podlagi primerjave se zgradi zemljevid kvalitativne ocene nevarnosti okolja za človeka. Tako se spremlja okolje. Ta proces zahteva veliko časa in visoko usposobljenega strokovnjaka, da lahko natančno in objektivno oceni situacijo. Pri tako veliki količini informacij, ki hkrati padejo na strokovnjaka, lahko pride do napak. Zato se je pojavila potreba po avtomatizaciji procesa odločanja. V ta namen smo obstoječi geoinformacijski sistem dopolnili s podsistemom odločanja. Značilnost razvitega podsistema je, da je del podatkov, s katerimi deluje program, predstavljen v obliki zemljevidov. Drugi del podatkov se obdela in na njihovi podlagi sestavi zemljevid, ki je nato prav tako predmet obdelave. Za implementacijo sistema odločanja je bil izbran aparat teorije mehkih množic. To je posledica dejstva, da je s pomočjo mehkih množic mogoče ustvariti metode in algoritme, ki so sposobni modelirati človeške tehnike odločanja pri reševanju različnih problemov. Kot matematični model šibko formaliziranih problemov se uporabljajo algoritmi za mehko krmiljenje, ki omogočajo pridobitev rešitve, čeprav približne, vendar nič slabše kot pri uporabi natančnih metod. Z algoritmom mehkega krmiljenja razumemo urejeno zaporedje mehkih navodil (lahko obstajajo ločena jasna navodila), ki zagotavljajo delovanje nekega predmeta ali procesa. Metode teorije mehkih množic omogočajo, prvič, da upoštevajo različne vrste negotovosti in netočnosti, ki jih vnesejo subjekt in kontrolni procesi, ter formalizirajo verbalne informacije osebe o nalogi; drugič, bistveno zmanjšati število začetnih elementov modela krmilnega procesa in pridobiti uporabne informacije za konstrukcijo krmilnega algoritma. Oblikujmo osnovna načela za konstruiranje mehkih algoritmov. Mehka navodila, ki se uporabljajo v mehkih algoritmih, so oblikovana bodisi na podlagi posplošitve izkušenj strokovnjaka pri reševanju obravnavanega problema bodisi na podlagi njegovega temeljitega študija in smiselne analize. Za gradnjo mehkih algoritmov se upoštevajo vse omejitve in kriteriji, ki izhajajo iz smiselne obravnave problema, vendar se ne uporabijo vsa prejeta mehka navodila: izločijo se najpomembnejši med njimi, izključijo se morebitna protislovja in vzpostavljen je vrstni red njihovega izvajanja, ki vodi do rešitve problema. Ob upoštevanju šibko formaliziranih nalog obstajata dva načina za pridobitev začetnih mehkih podatkov - neposredno in kot rezultat obdelave jasnih podatkov. Obe metodi temeljita na potrebi po subjektivni oceni funkcij pripadnosti mehkih množic.

Logična obdelava podatkov vzorcev tal in izdelava sumarne karte onesnaženosti tal s kemičnimi elementi.

Izdelava zemljevida kvalitativne ocene vpliva okolja na človeka.

Projekt MEMOS

Na državni ravni se je pojavila potreba po ureditvi celovitega sistema, ki bi združeval okoljske parametre in kazalnike zdravja prebivalstva, analiziral in odločevalcem predstavil možne možnosti za izboljšanje sistema. Namen tako zapletenega sistema je očiten in preprost - izboljšati stanje zdravja ljudi z zmanjšanjem vpliva negativnih okoljskih dejavnikov. Tak sistem spremljanja se zdaj uvaja v Ruski federaciji na regionalni ravni. To je sistem socialnega in higienskega nadzora. Funkcionalnost geografskih informacijskih sistemov (GIS) in njihova ekonomska učinkovitost omogočata združevanje nekaterih blokov sistema socialno-higienskega spremljanja. To se zdi najbolj »ekonomična« in hkrati učinkovita in izvedljiva različica sistema, na primeru ločevanja ene komponente okolja (atmosfere). Njegovo ime je Sistem zdravstvenega in epidemiološkega spremljanja okolja (MEMOS).

Namen projekta: na podlagi stalnega zbiranja informacij o dejavnikih okolja in zdravja razviti in implementirati integriran sistem za poročanje in ocenjevanje tveganja za zdravje, njegovo ekonomsko upravičenost in obvladovanje naložb, ki omogoča podporo trajnostnemu gospodarskemu razvoju, ki temelji na medicinski in okoljski dobroti. -biti.

Naloge MEMOS:

oblikovanje okoljskega in socialno-higienskega monitoringa;

izračun tveganja za javno zdravje zaradi vodilnih dejavnikov okolja;

napovedovanje zdravstvenega stanja prebivalstva v prihodnosti;

utemeljitev izbire vodilnih (odločilnih) dejavnikov javnega zdravja;

izgradnja organizacijskih, metodoloških in pravnih sistemov upravljanja javnega zdravja;

oblikovanje gospodarskih mehanizmov za podporo trajnostni razvoj regije na podlagi zdravstvene in okoljske blaginje.

Sistem MEMOS ima številne pomembne prednosti. Odločevalcem omogoča, da:

oceniti stroške zdravstvenih stroškov, povezanih z negativen vpliv na zdravje določenega dejavnika;

izvaja napoved stroškov javnega zdravstva, povezanih z vplivom enega ali več dejavnikov;

utemelji materialni zahtevek državljanov za škodo za zdravje, povezano s škodljivimi učinki okoljskih dejavnikov;

v okviru obstoječe pravne ureditve ustvariti možnosti za ekonomsko zaščito državljanov v povezavi z vplivi okolja.

Slika 1. Blokovna shema sistema MEMOS

Ciljna funkcija sistema MEMOS je sprejemanje odločitev o prilagajanju dejavnosti državnih in nedržavnih zdravstvenih ustanov in podjetij ob upoštevanju ugotovljenih okoljsko neugodnih območij s povečanim tveganjem za zdravje prebivalstva teh območij. Uporaba in izvajanje MEMO na področju zdravstva je bolj zaželeno in realistično kot razvoj socialnega in higienskega nadzora. Glavna utemeljitev za to je uporaba enega poenotenega in hkrati »prilagojenega« programskega izdelka za to panogo, ki temelji na sodobnih GIS tehnologijah. To se zdi njegova ekonomsko bolj donosna izvedba v primerjavi z uvedbo sistema socialnega in higienskega nadzora, ker MEMOS uporablja minimalne tehnične in človeške vire in je ciljni sistem, namenjen reševanju specifičnih problemov obdelave, predstavitve in analize medicinskih in okoljskih podatkov. Funkcionalnost GIS in njihova ekonomska učinkovitost omogočata združevanje nekaterih blokov sistema socialno-higienskega nadzora. GIS MEMOS omogoča pridobivanje rezultatov v najkrajšem možnem času na prijazen način, kar vodi do sprejemanja učinkovitih odločitev relevantnih oseb v pogojih velikih negotovosti, povezanih z najkompleksnejšimi objekti raziskovanja (prebivalstvo, sestavine okolja), na ena roka. Po drugi strani pa je rezultat prejem zanesljivih rezultatov in njihova dostopna, razumljiva predstavitev za kasnejše odločanje v strogo omejenem finančnem in časovnem okolju. Sistem MEMOS je zasnovan tudi tako, da združuje prizadevanja strokovnjakov različnih profilov iz različnih vladnih agencij, ki imajo heterogene informacije (okoljske, zdravstvene, socialne) za izvajanje glavne naloge - izboljšanje okolja in preprečevanje zdravja prebivalstva velikih metropolitanskih območij. . www.gisa.ru Projekt sistema medicinskega in ekološkega spremljanja okolja, ki temelji na GIS. D.R. Strukov. 3/10/2005

GIS izvaja nalogo z namenom diagnosticiranja in zagotavljanja varnosti zdravja ljudi in okolja.

Vpliv informacijske tehnologije na človeka in okolje je dvosmeren. Po eni strani je informacijska tehnologija eno najbolj obetavnih orodij za zbiranje podatkov in znanstvenih spoznanj, tudi v medicini in ekologiji. Po drugi strani pa je pomemben dejavnik, ki vpliva na zdravje ljudi in okolje.

Kljub tem oviram postaja informacijska tehnologija vse bolj razširjena na področju medicine in ekologije. Trenutno so razvita splošna načela in strukture globalnih informacijskih sistemov, reševanje problema varovanje zdravja ljudi in okolja. Vendar potencial na tem področju močno presega naše zmožnosti.

Odločiti se je treba, kdo ima zadostne administrativne in finančne vire za uvedbo takih sistemov. Ruska akademija znanosti ima zaradi svoje centralizacije številne prednosti pred tujimi organizacijami, kar prispeva k reševanju težav začetne stopnje (standardizacija in strukturiranje informacij). Toda to je samo izhodišče. Kmalu po lansiranju bosta začela igrati odločilno vlogo finance in vodenje projektov, ki pa nista naši močni strani.

Bibliografija:

1) Berlyant A.M. Kartografija: učbenik za univerze. - M .: Aspect Press, 2001. - 336 str.

2) www.gisa.ru Projekt sistema zdravstvenega in okoljskega spremljanja okolja, ki temelji na GIS. D.R. Strukov.

3) Bershtein L.S., Tselykh A.N. Hibridni ekspertni sistem z računalniškim modulom za napovedovanje okoljskih situacij. Zbornik mednarodnih simpozijev "Intelektualni sistemi - InSys - 96", Moskva, 1996.

4) Alekseenko V.A. Geokemija pokrajine in okolja. - M.: Nedra, 1990. -142 str.: ilustr.

5) http: // www. gis. su

6) Djačenko N.V. Uporaba GIS tehnologij

Podobni dokumenti

Geoinformacijske tehnologije (GIS) kot sklop programske opreme in tehnoloških sredstev za pridobivanje novih vrst informacij o svetu. Teritorialne ravni uporabe GIS v Rusiji. Namen moskovskega mestnega sistema za spremljanje okolja, njegove ravni.

povzetek, dodan 25.4.2010

Uporaba geografskih informacijskih sistemov v zdravstvu. Ustvarjanje GIS tehnologije za preučevanje genetskih procesov, ki se pojavljajo v genskem bazenu ljudstev Rusije. Značilnosti in informacijska varnost mobilnega geoinformacijskega sistema "ArcPad".

seminarska naloga, dodana 3.4.2014

Analiza glavnih programskih orodij za vodenje kmetijske proizvodnje (GPS navigacija, projekt ARIS, geografski informacijski sistemi). Značilnosti avtomatiziranega nadzornega sistema, ki temelji na GIS tehnologijah, naloge in zmožnosti, ki jih rešuje.

kontrolno delo, dodano 01.12.2008

Koncept geografskega informacijskega sistema, njegova povezava z znanstvenimi disciplinami in tehnologijami. Glavne usmeritve in uporaba GIS v sodobni družbi. Rastrski in vektorski modeli prostorskih podatkov. Topološka predstavitev vektorskih objektov.

seminarska naloga, dodana 26.04.2015

Splošni koncept informacijskega sistema, značilnosti stopenj njegovega razvoja. Strojni in programski del sistema. Vnos, obdelava in izpis informacij. Informacijska, organizacijska, programska, pravna, tehnična in matematična podpora.

predavanje, dodano 14.10.2013

Glavne komponente sodobnega osebnega računalnika in njihov namen. Geoinformacijski sistemi in možnosti njihove uporabe v cestnem prometu. Principi gradnje navigacijskih sistemov. Sistemi celične komunikacije. Lokalna računalniška omrežja.

kontrolno delo, dodano 21.02.2012

Bistvena programska oprema za tovarniško avtomatizacijo. Finančni in komunikacijski sistemi. Sistemi načrtovanja in nadzora. Urejevalniki besedil in procesorji preglednic. Finančna programska oprema. Tehnologije pisav v dokumentih.

goljufija, dodana 16.08.2010

Multimedijske tehnologije kot priložnost za integracijo različnih vrst in načinov uporabe informacij (simbolne, zvočne, video). Programska orodja, ki izvajajo multimedijske izdelke. Informacijski sistemi, ki temeljijo na umetni inteligenci.

predstavitev, dodana 17.11.2013

Koncept in načela dela, notranja struktura in elementi, zgodovina nastanka in razvoja iskalnega sistema "Rambler". Raziskave in analize ter ocena učinkovitosti tega iskalnika za iskanje ekonomskih informacij na internetu.

seminarska naloga, dodana 10.5.2015

Jezik in slovar za iskanje informacij. Zaporedje postopka iskanja. Faktografski, dokumentarni in geografski informacijski sistemi. Referenčno-pravni sistem "Svetovalec Plus", "Garant". Struktura in sestava informacijskih izdelkov "Koda".