Использование геоинформационных технологий для обработки экологогеохимических данных Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004.92:502

I ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ¡8 ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЭКОЛОГО-|| ГЕОХИМИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Ш Е.П. Янкович , Л.П. Рихванов

5 Томский политехнический университет, Томск

За постедние десятилетия накошнш огромные массивы эколого-гео химических ЩУ данных, характеризующих состояние окружающей среды. По разным причинам эти данные разобщены, отсутств>ет единая система хранашя и обработки имеющейся информации [ 1 ]. Использование геоинформационных технологий для обработки эколо-щй го-геохимических данных позволяет создать единое информационное пространства ГИС-технологии - технологическая основа создания географических инфор-мационных систем (ГИС), позволяющая реализовать их функциональные возмож-¡Ш ности. ГИС (географическая информационная система, или геоинформационная система) - это совремшная компьютерная технология для картирования и анализа ЩЗ объектов реального мира, а также событий, происходящих в природе. Эта технология объединяет традиционные операции работы с базами данных, такими как запрос и статистический анализ, с преимуществами полноцшной визуализации и пространственного анализа, которые предоставляет карта [2].

Интеграционный характер географических информационных систем (ГИС) позволяет создать на их основе мощный инструмент для сбора, хранения, систематизации, анализа и представлашя эколого-геохимической информации.

Рассмотрим использование ГИС-технологий для обработки эколого-геохимических данных, характеризующих состояние окружающей среды Северного промышленного узла (Томский район).

Северный промышленный узел (СПУ) расположен в северо-восточном направлении от областного цаггра - г. Томска (рис.1). Эта территория относится к южнотаежной подзонг таежной зоны с умершно континзггальным климатом [3].

Рисунок 1 - Местоположение Северного промышленного узла

В социально-экономическом отношении СПУ представляет собой агропромышленный конгломерат - концентрации на ограниченной территории около 33 предприятий (рис.2). Предприятия промышленного профиля занимают 7% территории СПУ, агро-промышлэшого -2,6%. В границы СПУ входят 13 населенных пунктов сельского типа с общей численностью населения 20 тыс. человек. Данная территория служит местом размещал«! садово-огородных участков (4% территории) и рекреационной зоной жителей областного цаггра, что усиливает ее социальную значимость.

Рисунок 2 - Схема размещения основных промышлнных производств на территории

Томского района

Изучаше природных комплексов, их компонентов и состояния здоровья населзшя зоны СПУ проводилось »однократно Наиболее полный комплекс исследований был проведш в 1992 г. Результаты данных исследований и составили основу эколого-геохимической информации, вводимой в базу данных. Вся первичная информация систематизирована и хранится в базе данных в структурированной взаимосвязанней форме от точки наблюдашя до различных видов анализа по отдельным композитам природной среды.

Для обработки эколого-геохимических данных, характеризующих состояние окружающей среды СПУ использовалась следующая технологическая схема (рис.3)

Рисунок 3 - Технологическая схема

Была создана модель территории, отражающая пространственно временную структуру, состояние и взаимосвязи между отдельными элемаггами моделируемой системы [4]. В систему входят:

1. Фактографическая база данных

2.Картографический банк данных территории

3. Аналитический блок.

Все данные заносятся в реляционную базу данных, выполненную на основе программы MS Access (рис.4). База данных состоит из двух типов таблиц: условно постоянных (справочники) и информационных, характеризующих территорию. Из базы данные можно выбирать с помощью встрошных в программе функций составлю« запросов, для дальжйшей обработки. Через запросы SQL данные доступны для программ Arc View, Statistica.

»■■■■■■■■^нвнннш

Рисунок 4 - База данных

Картографический банк данных территории формировался из карт разнсй тематики. В состав карт входят базовые и тематические слои.

Для географической привязки точек отбора проб к реальному положшию на местности использовали программный пакет Агс^еш 3.2 а. В результате был получен елей точек с точными географическими координатами и суммой значений по каждому анализируемому показателю (рис.5).

Обработка результатов проводилась с использованием программ Statistica, Arc View 3.2а ( Spatial Analyst), Surfer. Анализ данных состоит из нескольких этапов: представление, исследование, изучение пространственного взаимоотношения между опорными точками построение поверхности. Анализ пространственного распределения эколого-

геохимических данных производился спомощью растровых поверхностей (§пс1-слое) рис.6. Для интерполяции использовался метод кригинга [5].

Рисунок 6 - Схематическая карта распределяя урана в почве

Использование возможностей Гис-технологий для обработки эколого-геохимичес-ких данных позволяет:

• Создавать, обновлять и актуализировать базы данных по природным средам

• Проводить пространственно-временной анализ и совместную интерпретацию качественных, количественных признаков, фиксируемых на местности

• Выявлять взаимосвязи между изучаемыми явлениями

• Синтез тематических, комплексных и специализированных картографических материалов

• Представлять обработанную и наглядно интерпретированную информации для официальных лиц принимающих решение.

Литература

1 Жуков, Новаковский Б.А., Чумачшко А.Н. Компьютерное геоэкологическое картографирование. М: Научный мир, 1999. -128 с.

2.Баранов Ю.В., Берлянт A.M., Капралов Е.Г., Кошкарев A.B., Серапинас Б.Б., Филиппов Ю.А. Геоинформатика: толковый словарь основных терминов. - М.: ГИС-Ассоциация, 1999.

3. Экология Северного промышлмного узла г.Томска. Проблемы и решения. / Под редакцией А.М.Адама. Томск: ТГУ, 1994, 260с.

4. Энди Митчелл Руководство по ГИС анализу. - Часть 1 : Пространственные модели и взаимосвязи.; Пер. с англ - Киев, ЗАО ЕСОММ Со; Стилос, 2000. - 198 с.

5.Мусин O.P. Цифровые модели для ГИС Информационный бюллетень ГИС Ассоциация № 4(16) 1998.

Тушндеме

Бул мацалада conmycmiK внеркэст туйшн (Томск ауданы) крршаган орта жагдайын сипаттайтын экологиялык, гиохимикалык; мэл1меттерд1 сараптау ушш ГИС технологиясын крлдану мэселеЫ царастырылады.

Resume

The use of ГИС - technology for ecological geochemical data processing, that characterizes the condition of environment of North industrial junction (Tomsk region) is given in the article. The model of territory is created with the help of modern geoinformational technologies that reflects spatial time structure, condition and interconnection between to separate elements of modeling system. The system consists of: