CC BY
59
6. Labutina, I.A. Deshifrirovanie ajerokosmicheskih snimkov [Tekst] / I.A. Labutina. - M.: Aspekt Press, 2004. - 184 p.
7. Manaenkov, A.S. Lesomelioracija aren zasushlivoj zony [Tekst]/ A.S. Manaenkov. - Volgograd: VNIALMI, 2014. - 420 p.
8. Metodicheskie rekomendacii po fitomelioracii aridnyh territorij i normy nagruzki na prirod-nye pastbishha [Tekst]/ A.S. Manaenkov, V.P. Voronina, A.V. Vdovenko. - Volgograd: VNIALMI, 2013. - 80 p.
9. Metodicheskie ukazanija po landshaftno-jekologicheskomu profilirovaniju pri agrolesome-liorativnom kartografirovanii [Tekst]/ K.N. Kulik, E.S. Palovskij, A.S. Rulev, V.G. Juferev i dr. -Volgograd: VNIALMI, 2007. - 42 p.
10. Primenenie ajerokosmicheskih metodov v agrolesomelioracii [Tekst] : metodicheskie rekomendacii / K.N Kulik, V.I. Petrov, I.G. Zy-kov, V.V. Kravcov. - M., 1991. - 56 p.
E-mail: [email protected]
УДК 528:551.4
КОМПЬЮТЕРНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ СОХРАННОСТИ ЗЕЛЕНЫХ НАСАЖДЕНИЙ В ГОРОДСКИХ ЛАНДШАФТАХ
COMPUTER MAPPING OF GREEN PLANTINGS PRESERVATION IN URBAN
LANDSCAPES
Р.В. Овсянкин, аспирант Е.А. Иванцова, доктор сельскохозяйственных наук
R. V. Ovsyankin, E. A. Ivantsova
Волгоградский государственный университет Volgograd State University
Определение состояния зеленых насаждений дает возможность оценить потерю их защитной эффективности, что особенно важно для санитарно-защитных зон промышленных предприятий. Геоинформационное картографирование является современным методом определения сохранности зеленых насаждений в городских ландшафтах на основе космической информации. В результате исследований осуществлено картографирование и установлена сохранность зеленых насаждений на примере санитарно-защитной зоны Волгоградского алюминиевого завода. Состояние зеленых насаждений в городских ландшафтах, определяет их эффективность в качестве экологического барьера, защищающего окружающую среду от загрязнения. Компьютерное картографирование состояния зеленых насаждений на основе космо-снимков сверхвысокого разрешения было осуществлено с использованием современных геоинформационных технологий. Выполнение защитных функций зелеными насаждениями напрямую зависит от их состояния, особенно их сохранности. Соответствие таксационных характеристик зеленых насаждений нормативным требованиям способствует выполнению зелеными насаждениями главной задачи - защите городской среды от загрязнения. Геоинформационные исследования космокарты показали, что суммарная площадь крон сохранившихся деревьев составляет 35,2 % всей площади насаждений, а площадь санитарно-защитной зоны, непосредственно занятая древостоем, составляет всего 18 %, что более чем в два раза меньше установленной нормы. На исследуемой территории необходимо запланировать и осуществить реконструкцию зеленых насаждений с удалением усохших деревьев и высадкой саженцев на территории более 152 га, что обусловлено нормой 40 % озеленения санитарно-защитных зон.
The definition of a condition of green plantings allows us to estimate the loss of their defensive efficiency, which is particularly important for sanitary-protective zones of industrial enterprises. GIS mapping is a modern method to determine the preservation of green spaces in urban landscapes on the basis of space information. As a result of research carried out mapping and set the preservation of green space on the example of the sanitary protection zone of the Volgograd aluminum plant. A condition of green plantings in the urban landscapes, determine of their effectiveness as an environmental barrier, protecting the environment from pollution. The computer mapping of a condition of green plantings on the basis of the space images were carried out using modern GIS technologies. Im-
plementation of the protective functions of the green spaces depends on their condition, especially their safety. Compliance with the taxation characteristics of the green plantings with the regulatory requirements contributes to the implementation of the green plantings of the main task, the protection of the urban environment from pollution. The GIS research of the space map showed that the total area of crowns the preserved trees amounts to 35.2% of the total area of plantations and the area of sanitary-protective zone directly occupied by forest, is only 18%, which is more than two times less than the established norm. In the research area it is necessary to plan and implement the reconstruction of the green plantings with the removal of dead trees and planting saplings in the territory of more than 152 hectares, due to the norm of 40% planting of greenery of the sanitary protection zones.
Ключевые слова: зеленые насаждения, сохранность, состояние, картографирование, геоинформационные системы, космоснимки.
Key words: green plantings, preservation, condition, mapping, geographic information systems, satellite images.
Введение. Состояние зеленых насаждений в городских ландшафтах определяет их эффективность в качестве экологического барьера, защищающего окружающую среду от загрязнения. Оценка состояния современными дистанционными методами дает возможность достаточно быстро и с минимальными затратами установить их сохранность, пространственное размещение и основные характеристики. Геоинформационное картографирование позволяет анализировать множество разнородных данных, которые имеют привязку к географическим координатам. Это графические данные в виде растровых и векторных изображений, атрибутивные данные, содержащие текстовые описания объектов и данные результатов цифрового моделирования ландшафтов. Использование результатов анализа для картографирования зеленых насаждений обеспечивает разработку актуальных карт их состояния и дает наглядное представление о распределении сохранившихся деревьев в городских ландшафтах.
Материалы и методы. Компьютерное картографирование состояния зеленых насаждений на основе космоснимков сверхвысокого разрешения было осуществлено с использованием современных геоинформационных технологий и ландшафтного анализа аэрокосмической информации.
Выбор зеленых насаждений для определения их состояния был осуществлен на основании предварительного изучения пространственного размещения основных источников загрязнения.
Выполнение защитных функций зелеными насаждениями напрямую зависит от их состояния, особенно их сохранности. Соответствие их таксационных характеристик нормативным требованиям способствует выполнению зелеными насаждениями главной задачи, защите городской среды от загрязнения.
Сохранность насаждений определяется по геоинформационным картографическим слоям [6, 3, 8], которые разрабатываются на основе мозаик космоснимков сверхвысокого разрешения имеющихся в свободном доступе на сервисах Google, Yandex, Bing и др. [1, 5].
При помощи инструментов выделения пикселей растрового изображения, например, в программном комплексе ENVI, устанавливаются площади крон сохранившегося древостоя и рассчитываются их площади. Соотношение площади сохранившихся крон и проектной площади насаждения дает возможность выявить долю сохранившегося древостоя, установив тем самым сохранность древостоя [10, 11].
Определение существующих уровней деградации насаждений дает возможность оценить потерю их защитной эффективности [4, 12, 13].
Геоинформационное картографирование является современным методом определения таксационных характеристик зеленых насаждений, выявление устойчивой корреляции состояния с их расположением в пространстве на основе космической информации и цифровых моделей рельефа [14, 15, 2].
Результаты и обсуждение. Для оценки состояния насаждений санитарно-защитных зон в Тракторозаводском районе г. Волгограда в среде геоинформационной системы были созданы космокарты, на которых были выделены участки с такими насаждениями (рисунок 1).
Геоинформационное картографирование дает возможность определить площади зеленых насаждений на участках санитарно-защитных зон и прилегающих территориях [7]. По картографическому слою размещения зеленых насаждений в санитарно-защитной зоне Волгоградского алюминиевого завода и данным цифровой модели рельефа рассчитаны площади насаждений и характеристики рельефа, приведенные в таблицах 1 и 2.
Общая площадь санитарно-защитной зоны Волгоградского алюминиевого завода, включая его территорию, составляет 811,77 га. Без площади территории предприятия (124,18 га) площадь санитарно-защитной зоны 687, 59 га. Согласно требованиям [9], при ширине санитарно-защитной зоны от 1000 до 3000 м площадь,, отведенная под зеленые насаждения, должна составлять не менее 40 %, фактически она составляет 51 % (351,56 га). При этом суммарная площадь крон сохранившихся деревьев составляет 123,67 га.
Рисунок 1 - Карта размещения зеленых насаждений в санитарно-защитной зоне Волгоградского алюминиевого завода
***** ИЗВЕСТИЯ ***** м 2 (42) 2016
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Таблица 1 - Ландшафтные характеристики размещения зеленых в санитарно-защитной зоне Волгоградского алюминиевого завода
Объект Периметр, км Площадь, м Н min, м Н max, м Н ср, м Стандартное отклонение высот, м
Злн 1 3,045 18,112 73 85 79,617 2,89
Злн 2 3,084 23,57 77 89 83,954 2,86
Злн 3 4,861 69,641 50 94 71,363 10,39
Злн 4 5,129 96,621 94 116 106,606 4,44
Злн 5 1,299 9,243 85 99 92,873 3,68
Злн 6 9,427 91,15 35 93 67,945 13,00
Злн 7 648,53 2,376 88 94 90,759 1,39
Злн 8 694,47 2,488 88 94 91,825 1,68
Злн 9 1,157 4,559 79 91 85,563 2,63
Злн 10 1,504 6,792 67 82 74,641 3,40
Злн 11 1,795 18,988 63 82 72,863 4,02
Злн 12 1,884 3,923 81 86 83,212 1,02
Злн 13 1,4 3,157 73 84 78,364 2,01
Злн 14 748,9 0,636 78 85 81,208 2,01
Злн 15 712,04 0,2998 78 85 81,783 1,80
Общая площадь, га 351,56
Общий периметр, км 37,389
Таблица 2 - Ландшафтные характеристики размещения зеленых в санитарно-защитной зоне Волгоградского алюминиевого завода
Объект Максимальный угол склона, ° [уклон, %] Средний угол склона, ° [уклон,%] Стандартное отклонение угла наклона склона, °
Злн 1 2,36 [4,12] 1,24 [2,16] 0,38
Злн 2 3,47 [6,07] 1,50 [2,61] 0,62
Злн 3 4,40 [7,69] 2,48 [4,34] 0,49
Злн 4 3,86 [6,75] 1,50 [2,61] 0,55
Злн 5 3,33 [5,83] 2,03 [3,55] 0,42
Злн 6 6,58 [11,53] 2,67 [4,66] 1,02
Злн 7 2,97 [5,19] 1,84 [3,21] 0,41
Злн 8 1,95 [3,40] 1,46 [2,56] 0,24
Злн 9 3,11 [5,44] 2,15 [3,75] 0,64
Злн 10 3,11 [5,44] 2,16 [3,77] 0,42
Злн 11 3,39 [5,92] 1,96 [3,42] 0,58
Злн 12 1,87 [3,26] 0,91 [1,58] 0,31
Злн 13 3,72 [6,50] 2,67 [4,66] 0,50
Злн 14 2,10 [3,66] 1,35 [2,35] 0,39
Злн 15 2,78 [4,86] 1,65 [2,87] 0,53
По результатам исследований разработана карта сохранности зеленых насаждений в санитарно-защитной зоне Волгоградского алюминиевого завода (рисунок 2).
137
ИЗВЕСТИЯ'
№ 2 (42), 2016
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Рисунок 2. - Карта деградации зеленых насаждений в санитарно-защитной зоне Волгоградского алюминиевого завода
Исследования космокарты показали, что суммарная площадь крон сохранившихся деревьев составляет 35,2 % всей площади насаждений. В связи с тем, что насаждения разновозрастные, разнопородные и с различными схемами посадки, часть крон в насаждениях сомкнулись и образуют полог, в другой части кроны разомкнуты, поэтому нельзя однозначно сказать, что сохранность связана с деградацией древостоя, можно говорить лишь о площади, занимаемой кронами в насаждении.
При оценке конкретного одновозрастного насаждения по площади полога можно однозначно судить о сохранности в целом.
Таким образом, компьютерное картографирование сохранности зеленых насаждений в городских ландшафтах на основе комплекса геоинформационных программ и результатов анализа космоснимков обеспечивает получение достоверной информации об их пространственном размещении и состоянии.
Заключение. В результате исследований установлено то, что площадь, отведенная под лесные насаждения, в целом отвечает требованиям СанПиН 2.2.1/2.1.1.120003 [10]. Площадь санитарно-защитной зоны непосредственно занятая древостоем, составляет всего 18 %, что более чем в два раза меньше установленной нормы. Восстановление разрушающихся под действием неблагоприятных факторов зеленых насажде-
ний необходимо для обеспечения выполнения ими защитных функций. На исследуемой территории необходимо запланировать и осуществить реконструкцию зеленых насаждений с удалением усохших и усыхающих деревьев и высадкой саженцев на территории более 152 га, что обусловлено нормой 40 % озеленения санитарно-защитных зон.
Библиографический список
1. Адаптивно-ландшафтное обустройство земель сельскохозяйственного назначения лесостепной, степной и полупустынной зон Европейской части Российской Федерации [Текст]/ К Н. Кулик, А.С. Рулев, В.Г. Юферев, Ю.М. Жданов и др. - Волгоград: ВНИАЛ-МИ, 2012. - 124 с.
2. Взаимодействие природных и общественных систем: региональный аспект исследований [Текст]/ В.Г. Юферев, А.С. Рулев, К.Н. Кулик и др. - Волгоград: Издательство Волгоградского государственного университета, 2013. -С. 15-67.
3. Геоинформационный анализ состояния придорожных лесных насаждений [Текст] / А.С. Рулев, В.Н. Анопин, В.Г. Юферев, Г.А. Рулев //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2014. - №3 (47). - С. 42-45.
4. Геоинформационные технологии в агролесомелиорации [Текст]/ В.Г. Юферев, К.Н. Кулик, А.С. Рулев и др. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2010. - 102 с.
5. Кулик, К.Н. Компьютерное математико-картографическое моделирование агролесо-ландшафтов на основе аэрокосмической информации [Текст] / К.Н. Кулик, В.Г. Юферев // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2010. - №1. - С. 52-54.
6. Кулик, К.Н. Дистанционно-картографическая оценка деградационных процессов в агроландшафтах Юга России [Текст]/ К.Н. Кулик, А.С. Рулев, В.Г. Юферев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2009. - №4. - С. 12-25.
7. Нормы посадки деревьев и кустарников городских зеленых насаждений [Текст]. - М.: Министерство жилищно-коммунального хозяйства РСФСР, 1987. - 82 с.
8. Рулев, А.С. Геоинформационный анализ ландшафтных катен Волго-Иловлинского междуречья [Текст] /А.С. Рулев, В.Г. Юферев //Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 11, Естественные науки. - 2012. - №2 (4). - С. 56-64.
9. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 60 с.
10. Способ определения состояния защитных лесных насаждений [Текст] : пат. RU № 2330242 С1 Российская Федерация, МПК G01C 11/00. / Юферев В.Г., Кулик К. Н., Рулев А. С., Кошелев А.В.; заявитель ГНУ ВНИАЛМИ Россельхозакадемии. - №2006144553/28; заявл. 13. 12. 2006; опубл. 27.07.2008, Бюл. № 21; приоритет от 13.12.2006. - 3 с.
11. Способ определения сохранности лесных насаждений [Текст] : пат. RU № 2437061 С1 Российская Федерация, МПК G01C11/04 (2006.01), A01G23/00 (2006.01). / Рулев А. С., Юферев В.Г., Михалев В.Ю., Маенко А.Н; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «БиоЭкоЛес». - 2010115216/28,; заявл. 19.04.2010, опубл. 20.12.2011, Бюл. № 35; приоритет от 19.04.2010, - 6 с.
12. Kulik, K.N. Aerospace monitoring of pastures in conditions of dry steppe and semi-desert [Tekst] / K. Kulik, A. Rulev, V. Yuferev. *Science, technique and innovation technologies in an epoch of great revival / Abstracts of reports International Scientific Conference (June 12-14, 2010). - Ash-gabat, 2010. - p. 406-407.
13. Thompson , D. R. Evaluation of landsat multispectral scanner data for mapping vegetated soil landschapes [Tekst]/ D. R. Thompson, R. H. Haas, M. H. Milford // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1981. -N I. - P. 91-94.
14. Rubec, C.D.A. Applications of remote Sensing in ecological land survey in Canada [Tekst]/ C. D. A. Rubec // Canadian Journal of Remote Sensing. - 1984, v.9. - N 1. - P. 19-30.
15. Heusden, W. V. Monitoring changes in heathland vegetation using sequential aerial photographs [Tekst]/ W. V. Heusden // ITCJournal, 1983. - № 2. - P. 160-165.
Reference
1. Adaptivno-landshaftnoe obustrojstvo zemel' sel'skohozjajstvennogo naznachenija lesostepnoj, stepnoj i polupustynnoj zon Evropejskoj chasti Rossijskoj Federacii [Tekst]/ K.N. Kulik, A.S. Rulev, V. G. Juferev, Ju.M. Zhdanov i dr. - Volgograd: VNIALMI, 2012. - 124 p.
2. Vzaimodejstvie prirodnyh i obshhestvennyh sistem: regional'nyj aspekt issledovanij [Tekst]/ V.G. Juferev, A. S. Rulev, K. N. Kulik i dr. - Volgograd: Izdatel'stvo Volgogradskogo gosu-darstvennogo universiteta, 2013. - 310 s. (18 p.l.), p. 15-67.
3. Geoinforma-cionnyj analiz sostojanija pridorozhnyh lesnyh nasazhdenij [Tekst] /A.S. Rulev, V. N. Anopin, V.G. Juferev, G.A. Rulev //Izvestija Orenburgskogo gosudarstvennogo agrar-nogo universiteta. - 2014. - №3 (47). - P. 42-45.
4. Geoinformacionnye tehnologii v agrolesomelioracii [Tekst]/Juferev V.G., K.N. Kulik, A.S. Rulev, i dr. - Volgograd: VNIALMI, 2010. - 102 p.
5. Kulik K.N., Juferev V.G. Komp'juternoe matematiko-kartograficheskoe modelirovanie agrolesolandshaftov na osnove ajero-kosmicheskoj informacii. [Tekst]// Doklady Rossijskoj akademii sel'skohozjaj-stvennyh nauk. - 2010. - №1 - P. 52-54.
6. Kulik, K.N. Distancionno-kartograficheskaja ocenka degradacionnyh processov v agrolandshaftah Juga Rossii [Tekst]/ K.N. Kulik, A.S. Rulev, V.G. Juferev // Izvestija Nizh-nevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa: nauka i vysshee professional'noe obrazovanie. -2009. - №4. - P. 12-25.
7. Normy posadki derev'ev i kustarnikov gorodskih zelenyh nasazhdenij [Tekst]. - M.: Minis-terstvo zhilishhno-kommunal'nogo hozjajstva RSFSR. - 1987. - 82 p.
8. Rulev A.S. Geoinformacionnyj analiz land-shaftnyh katen Volgo-Ilovlinskogo mezhdurech'ja [Tekst]/ A.S. Rulev, V.G. Juferev //Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo universiteta. Serija 11, Estestvennye nauki. - 2012. - №2 (4). - P. 56-64. ISSN 2306-4153
9. Sanitarno-zashhitnye zony i sanitarnaja klassifikacija predprijatij, sooruzhenij i inyh ob-jektov SanPiN 2.2.1/2.1.1.1200-03 [Tekst]. - M.: Izd-vo standartov, 2003. - 60 p.
10. Sposob opredelenija sostojanija zashhitnyh lesnyh nasazhdenij [Tekst]: pat. RU № 2330242 S1 Rossijskaja Federacija, MPK G01C 11/00/ Juferev V.G., Kulik K. N., Rulev A. S., Ko-shelev A.V.; zajavitel' GNU VNIALMI Rossel'hozakademii. - №2006144553/28; zajavl. 13. 12. 2006; opubl. 27.07.2008, Bjul. № 21; prioritet ot 13.12.2006. - 3 p.
11. Sposob opredelenija sohrannosti lesnyh nasazhdenij [Tekst] : pat. RU № 2437061 S1 Rossijskaja Federacija, MPK G01C11/04 (2006.01), A01G23/00 (2006.01)/ Rulev A.S., Juferev V.G., Mihalev V.Ju., Maenko A.N; zajavitel' Obshhestvo s ogranichennoj otvetstvennost'ju "BioJekoLes". -2010115216/28,; zajavl. 19.04.2010, opubl. 20.12.2011, Bjul. № 35; prioritet ot 19.04.2010, - 6 p.
12. Kulik, K.N. Aerospace monitoring of pastures in conditions of dry steppe and semi-desert [Tekst]/ K. Kulik, A. Rulev, V. Yuferev //Science, technique and innovation technologies in an epoch of great revival / Abstracts of reports International Scientific Conference (June 12-14, 2010). - Ash-gabat, 2010. - P. 406-407.
13. Thompson, D. R. Evaluation of landsat multispectral scanner data for mapping vegetated soil landschapes [Tekst]/ D. R. Thompson, R. H. Haas, M. H. Milford // Soil Sci. Soc. Amer. J. -1981. - № I. - P. 91-94.
14. Rubec, C. D. A. Applications of remote Sensing in ecological land survey in Canada [Tekst]/ C. D. A. Rubec // Canadian Journal of Remote Sensing. - 1984, v.9. - № 1. - P. 19-30.
15. Heusden, W. V. Monitoring changes in heathland vegetation using sequential aerial photographs [Tekst]/ W. V. Heusden // ITC.Journal. - 1983. - № 2. - P. 160-165.
Е-mail : [email protected]
