CC BY
157УДК 528.94
А. А. Тигеев
СТРУКТУРА РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГИС ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
Рассматривается структура региональной экологической геоинформационной системы Тюменской области. Приведены схема ГИС и описание ее блоков.
Геоинформационная система, картографическая информация, региональная экология.
Тюменская область является крупнейшим поставщиком углеводородного сырья в России. Широкомасштабное освоение территории области, и в особенности ее северных районов, неизбежно сопровождается интенсивным техногенным воздействием на окружающую среду.
Очевидно, что сложившаяся в настоящее время экологическая ситуация на севере Западной Сибири требует учета и анализа данных по техногенному загрязнению и устойчивости ландшафтов. Эта задача, как и проблема охраны и оптимизации природной среды, имеет четко выраженный пространственный аспект [Сальников и др., 1990]. В связи с этим существенно возрастает роль тематического картографирования при инвентаризации природных и природно-техногенных ситуаций.
При анализе экологических ситуаций и выработке приемов рационального природопользования огромное значение приобретает возможность оперативной обработки больших объемов геоэкологической информации, что обусловливает широкое внедрение технологии геоинформационных систем (ГИС).
Региональная экологическая ГИС обеспечивает техническую поддержку сбора, накопления первичных данных и представление информации о состоянии окружающей природной среды Тюменской области. Основу ГИС составляет картографо-информационная база, включающая четыре функционально дифференцированных блока: инвентаризационный, экологический, оценочный и аналитический.
Структура региональной экологической ГИС представлена на схеме (рис.).
Инвентаризационный блок содержит картографическую информацию, включающую в себя как базовые цифровые топокарты, так и карты, служащие основой для дальнейшего изучения характера и уровня антропогенного воздействия на окружающую природную среду. В состав инвентаризационного блока вошли следующие карты (мегаслои): «Ландшафты Тюменской области», «Ландшафтное районирование ХМАО», «Растительность Тюменской области», «Биогеохимическое районирование Тюменской области», «Экзогенные геоморфологические процессы и явления» и ряд других. Также для оценки предполагаемого воздействия создан слой с отображением лицензионных участков добычи нефти и газа.
К инвентаризационному блоку также отнесены материалы дистанционного зондирования — космо- и аэрофотоснимки, привязанные к цифровой топо-основе в географической системе координат.
Инвентаризационный блок
Атрибутивная информация
• Природные объекты
• Описательная информация
• Данные наблюдений
Картографическая информация
• Цифровая топооснова
• Ландшафтное
районирование Тюменской области
• Дробное ландшафтное
районирование ХМАО
• Растительность Тюменской
области
• Биогеохимическое
районирование Тюменской области
• Экзогенные
геоморфологические процессы и явления
• Карты фонового загрязнения
Экологический блок
Атрибутивная информация
Источники загрязнения Основные поллютанты Информация об отборе проб Результаты химических анализов Нормативы
Картографическая информации
Механическое нарушение
> Степень механической нарушенности на месторождениях Среднего Приобья
Химическое загрязнение
> Содержание нефтепродуктов в реках Тюменской области
> Загрязнение нефтепродуктами почв в ХМАО и на юге Тюменской области
■ Аварийность на месторождениях ХМАО
» Выбросы в атмосферу ХМАО загрязняющих веществ
■ Содержание нефтепродуктов в донных отложениях
Оценочный блок
Картографический анализ
Устойчивость ландшафтов к механическому нарушению Устойчивость ландшафтов к нефтяному загрязнению Самоочистительный потенциал ландшафтов ХМАО
Аналитический блок
Динамические и прогнозные карты Математический анализ Статистический анализ Метод экспертных оценок
Рис. Структура региональной экологической ГИС
Экологический блок включает в себя карты, отражающие степень и характер антропогенного воздействия на окружающую природную среду (механическое нарушение и химическое загрязнение).
Чтобы охарактеризовать уровень загрязнения, в картографо-информа-ционную базу были введены данные геохимического опробования почв, донных отложений, снегового покрова и растительности. Основным пространственным объектом в данном случае выступает точка геохимического опробования. Атрибутивная база содержит показатели содержания тяжелых металлов и нефтепродуктов — наиболее типичных и опасных загрязнителей.
Эффективным средством отображения геохимических показателей является построение непрерывной растровой сетки путем интерполяции данных по отдельным точкам. В особенности подобный способ эффективен при крупномасштабном картографировании, поскольку позволяет выявить ореолы рассеяния химических веществ. Такие электронные карты были созданы для ряда месторождений Среднего Приобья. В итоге в экологический блок карто-графо-информационной базы вошли следующие карты: «Степень механической нарушенности на месторождениях Среднего Приобья», «Содержание нефтепродуктов в реках Тюменской области», «Загрязнение нефтепродуктами почв в ХМАО и на юге Тюменской области», «Аварийность на месторождениях ХМАО», «Выбросы в атмосферу ХМАО загрязняющих веществ», «Содержание нефтепродуктов в донных отложениях».
В оценочный блок вошли карты, отображающие устойчивость ландшафтов к техногенному давлению (механическому нарушению и нефтяному загрязнению). Аналитический блок рассматривается как средство обработки данных и подготовки аналитической информации для принятия управленческих решений в сфере природоохранной деятельности. Он включает в себя математические и статистические методы обработки данных, метод экспертных оценок, анализ пространственно распределенных данных о природных и техногенных объектах, создание прогнозных карт.
Геоинформационная оболочка обеспечивает выполнение функций системного характера, к которым относятся: создание и ведение баз данных, управление системой в целом, интерфейс пользователя, и включает в себя информационный блок пользователя и блок формирования картографоинформационной базы.
Блок формирования картографо-информационной базы данных включает в себя программный инструментарий для создания и пополнения атрибутивной (с помощью специализированных программ для ввода данных и различных операций с ними) и картографической (с применением ГИС-технологий) баз данных.
В информационно-пользовательском блоке осуществляется связь атрибутивной и картографической информации. Это позволяет посредством выборки, определяемой поставленной задачей, создавать новые картографические изображения, используемые для ее решения. Задаваемые пользователем параметры данных атрибутивной базы позволяют выбрать из нее нужные значения, которые можно представить в графическом виде посредством создания диаграмм, графиков, гистограмм. Если в процессе поиска пользователь задает в качестве одного из параметров определенные отрезки времени, появляется возможность вывода динамических изображений. Диалог с пользователем осуществляется с помощью интерфейса программного средства, запускающего в работу системные и прикладные компоненты.
Использование региональной ГИС Тюменской области необходимо в работе управленческих и природоохранных организаций для целей оптимизации природопользования. Данные региональной ГИС нашли применение при разработке многочисленных проектов обустройства месторождений и прокладки трубопроводов на севере Западной Сибири (Ново-Уренгойское, Севе-ро-Уренгойское, Валанжинское, Восточно-Тарко-Салинское, Приобское, Ки-няминское, Салымское месторождения, трубопроводы «Находкинское месторождение — ДКС Ямбургская», «Ростовцевское месторождение — промбаза Нурма», «Юрхарово-Пуровский ЗПК» и др.).
Сальников С. Е., Губанов М. Н., Масленникова В. В. Комплексные карты охраны природы. М.: Изд-во МГУ, 1990. 128 с.
ИПОС СО РАН, г. Тюмень
А. А. Tigeyev
STRUCTURE OF REGIONAL ECOLOGICAL GEOINFORMATION SISTEM OF TYUMEN OBLAST
The article considers structure of regional ecological geoinformation system of Tyumen oblast supplied by a diagram of the geoinformation system and a description of its units.
Geoinformation system, cartographic data, regional ecology.
