CC BY
49
МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ
УДК 502 (075.8)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕНТРОВ
РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН
© 2009. Ахмадова Г.Ф., Курамагомедов Б.М.
ООО «Центр сопряженного мониторинга окружающей среды и природных ресурсов»
Дагестанский государственный университет
Поставлена задача создания ГИС-проекта на промышленные территории Республики Дагестан для анализа экологического состояния исследуемых промышленных центров на основе комплексной обработки мониторинговой информации с применением ГИС-технологий. Построены электронные карты промышленных центров, 3D - модели территории городов.
Task is GIS-project on industrial territories Republics of Dagestan for the analysis of the ecological state of the investigated industrial centers on the basis complex treatment of monitoring information with using GIS-technology. The electronic cards of industrial centers are built, 3D-models of cities territory.
Ключевые слова: промышленные территории, экологическая обстановка, мониторинг.
Внедрение информационных технологий в области наук о Земле привело к возникновению нового научного направления - геоинформатики. Основной целью геоинформатики является создание геоинформационных систем (ГИС) на базе разрабатываемых ею геоинформационных технологий. Преимущество использования таких технологий состоит в том, что, кроме традиционной базы данных, появляется координатная привязка объектов исследования, которая наглядно отображает расположение их на карте, позволяет провести пространственный анализ расположения этих объектов относительно других. Применение ГИС-технологий упрощает процесс хранения и редактирования данных, компоновки различных тематических карт, возможность создания высококачественной картографической продукции [4].
Использование геоинформационных технологий приводит экологический мониторинг к качественно новому уровню, позволяющему сконцентрировать, обобщить и упорядочить колоссальные объемы географической и мониторинговой информации и представить результаты в виде картографических произведений [3].
Основной задачей, поставленной нами в работе, стало создание ГИС-проекта на промышленные территории Республики Дагестан. Целью создания проекта является анализ экологического состояния исследуемых промышленных центров на основе комплексной обработки мониторинговой информации по Республике Дагестан с применением ГИС-технологий.
В Республике Дагестан насчитывается более 50 предприятий машиностроения и металлообработки, приборостроения, авиационной, радио- и электронной промышленности, в числе которых и предприятия оборонного комплекса. В 2007 году по Республике Дагестан фактически производили выбросы около 30 предприятий, наиболее крупные из которых сосредоточены в городах. В работе объектами исследования выбраны промышленные центры Республики Дагестан: Махачкала, Дербент и Кизилюрт, - где сосредоточено наибольшее количество производственных объектов, стационарных и передвижных источников, загрязняющих окружающую среду различными вредными выбросами [1].
Выбросы вредных веществ в атмосферу РД
1400 1200 1000Н 800 600400200 0J
□ Диоксид серы
□ Оксид углерода
□ Оксиды азота (по NO2)
□ Свинец и его соединения
□ Сажа
□ Бенз(а)пирен
□ Летучие органические соединения
Рис. 1. Выбросы вредных веществ в атмосферу РД
г. Кизилюрт
г. Махачкала Рис. 2. Векторные карты промышленных центров
Для территории изучаемых городов были выбраны промышленные предприятия, на долю которых приходились максимальные показатели выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду. Комплексный ИЗА определен для наиболее приоритетных видов загрязнителей: свинца (I), бенз(а)пирена (I), оксида углерода (III), оксида азота(Ш) и диоксида серы (III). При расчетах учитывается класс опасности токсикантов, степень вредности вещества, его ПДК. Для этих предприятий строилась база данных по выбросам токсичных веществ. Данные были визуализированы на электронных картах, построенных для этой территории (рис.2).
Вследствие большого объема информации применение ГИС-технологий для выполнения данной работы было крайне необходимым. Результатом этих работ стал основной геоинформационный проект с базой данных, который представляет собой совокупность разнородной и разномасштабной информации, интегрированной в единое координатное пространство с использованием специализированного ГИС-пакета [2].
Работы проводились с применением различного программного обеспечения на разных этапах создания ГИС-проекта на территорию исследований.
ГИС-проект для всех городов имеет единую структуру информационных слоев: гидрография, промышленные и жилые кварталы, данные о рельефе, розы ветров.
Созданный проект имеет преимущество в том, что позволяет визуализировать на электронной карте-основе интересующую пользователя информацию по содержанию тех или иных вредных компонентов в атмосфере данных городов (рис.3). Ввиду того, что на распространение загрязнителей в атмосфере оказывает влияние направление ветра, были построены модели с нанесением розы ветров (рис.4).
Рис. 3. Визуализация выбросов свинца стационарными источниками на электронной карте г. Дербента
Рис. 4. Электронная модель г. Дербента с розой ветров
В силу того, что на направление ветра оказывает влияние такой фактор ландшафта, как рельеф, возникла необходимость в построении трехмерной модели местности.
Рельеф является важнейшей составляющей цифровой картографической 3Б-модели, предназначенной для визуализации приповерхностной информации в рамках трехмерного моделирования. Модель содержит следующие географические объекты: реки (каналы), водоемы, железные дороги, населенные пункты, промышленные зоны, автотрассы. Модель будет использоваться для мониторинга таких промышленных центров, как Махачкала, Дербент, Кизилюрт, изучения общей комплексной ситуации окружающей среды в Республике Дагестан.
Кроме локального уровня, проект рассматривает создание комплексной экологической базы данных регионального масштаба, содержащей данные о состоянии геокомпонентов территории республики. Структура баз данных регионального уровня аналогична локальной базе
данных и содержит информацию об основных загрязняющих факторах, таких как свинец, бенз(а)пирен, оксид углерода, оксид азота, диоксид серы и другие.
Ввиду того, что в процессе экологического мониторинга проводят периодические мероприятия по исследованию окружающей среды, возникает необходимость обновления старой информации. Но при этом для анализа и сравнения необходима и старая информация. При применении ГИС можно не только создавать, но и на основе поступающей новой информации оперативно обновлять экологическую базу данных. Кроме того, использование этих систем позволяет строить и оперативно обновлять экологические карты, формировать картографо-экологические модели применительно к решению разнообразных задач экологической оценки, прогноза, экспертизы и т.д.
Рис.6. Визуализация фонового содержания свинца в атмосфере методом IDW-интерполяции
Таким образом, динамичность и быстрота операций, возможность пополнения информации, ее обобщения, обработки и систематизации, а также высокая производительность дают преимущество использования компьютерных технологий в целях экологического мониторинга.
Библиографический список
1. Булаева Н.М., Ахмадова Г.Ф. Исследования загрязнения урбанизированных территорий Республики Дагестан для оценки степени загрязнения атмосферы с применением ГИС-технологий. // Сборник научных трудов гидротехнического факультета. - Махачкала, 2008. 2. Булаева Н. М., Гусейнова Н. О., Магомедов Б. И,. Теймуров А. А. Комплексный мониторинг загрязнения компонентов окружающей среды г. Махачкалы с использованием ГИС-технологий // Проблемы Региональной Экологии. № 6, 2007. - С. 121-127. 3. Гусейнова Н.О., Булаева Н.М., Магомедов Б.И., Аскеров С.Я. Экологический мониторинг г. Махачкалы с использованием ГИС-технологий. // Материалы Международная конференция «Биологическое разнообразие Кавказа», посвященная 65-летию Абдурахманова Г.М.. - Махачкала: ИПЭ РД, 2007 г. - С.16-18. 4. Гусейнова Н.О., Булаева Н.М., Магомедов Б.И, Аскеров С.Я. Экологический мониторинг Дагестана с использованием дистанционного зондирования и ГИС-технологий (на примере г. Махачкалы) // Пятая юбилейная открытая Всероссийская конференция «Дистанционное зондирование Земли из космоса» - Москва, 12-16 ноября 2007г. - С. 477-482.
