Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методики геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов инвестиционно-строительных проектов

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов инвестиционно-строительных проектов"

На правах рукописи

Хуторянский Евгений Юрьевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ОБЪЕКТОВ ИНВЕСТИЦИОННО-СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004г.

Работа выполнена на кафедре вычислительной техники и автоматизированной обработки изображений Московского государственного университете геодезии и

картографии

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Гаврилова В.В.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Садов А.В. доктор технических наук, профессор Мартыненко А.И.

Ведущая организация: Госцентр «Природа», г.Москва

Защита состоится «27» декабря 2004 года

в 14.00 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.143.02. в Московском Государственном Университете геодезии и картографии по адресу: 105064, г.Москва, К-64, Гороховский пер., д.4 (ауд. 321)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУГиК Автореферат разослан «_»_2004 г.

Ученый секретарь СА

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Улучшение окружающей природной среды, повышение качества жизни, сохранение здоровья населения и демографической ситуации является стратегической целью государственной политики в области экологии. В настоящее время при изучении городских территорий на первое место выдвигаются экологические факторы и условия, отражающие территориальные особенности и закономерности развития городской среды. При этом ставится задача не только констатации напряженности экологической обстановки, обеспечения безопасных условий проживания на застраиваемых территориях, но и разработки комплекса превентивных мероприятий направленных на минимизацию природных и техногенных негативных воздействий.

Решение данной задачи выполняется в рамках постоянного совершенствования системы управления, которая обеспечивает учет влияния преобразования естественных ландшафтов в антропогенные в ходе проведения работ по строительству и реконструкции объектов. Отличительной чертой современного подхода к управлению и развитию территорий является его привязка к конкретным инвестиционным проектам. Такой подход требует создания эффективно действующей системы геоэкологического мониторинга городских территорий, ориентированной на оценку состояния окружающей среды на всех этапах реализации инвестиционного проекта. Особенное значение при этом приобретает необходимость выработки управляющих решений, минимализирующих негативное влияние возникающих при строительстве риск факторов. Должна быть обеспечена качественная и количественная оценка состояния природной среды на основе автоматизированного сбора, анализа и обработки разноплановой статистической, картографической, аэрокосмической информации с целью выявления, оценки и прогноза негативного воздействия природных и техногенных факторов на условия устойчивого развития территорий. Успешное решение данного класса задач возможно лишь посредством проведения геэколо-гического мониторинга в рамках специализированной геоинформационной системы.

Современные геоинформационные технологии изучения и анализа природных объектов на основе использования архивных данных, а также космических изображений высокого разрешения, не нашли должного отражения в существующих методических документах, регламентирующих проведение экологического мониторинга городских территорий. Существующие недостатки в проведении мониторинга при инженерно-

еос МШИМАЛЬНА! ИМИТ1М

¡ПЦ/С/О

экологических изысканиях не позволяют осуществлять интегральную оценку влияния большинства негативных факторов на окружающую среду. .

Вот почему актуальной и приоритетной является задача разработки научно обоснованной комплексной методики геоэкологического мониторинга городских территорий, обеспечивающей решение задач оценки состояния и охраны окружающей среды с использованием геоинформационных технологий

Объект и предмет исследования Объектом исследования является геоэкология городских территорий, подверженная негативному техногенному воздействию объектов при их строительстве и эксплуатации.

Предметом исследования является методика геоинформационного обеспечения экологического мониторинга городских территорий, обеспечивающая оценку состояния окружающей среды на всех стадиях инвестиционного проекта на основе использования геоинформационных технологий.

Цель диссертационной работы. Разработка методики системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов городских территорий при реализации инвестиционно-строительных проектов на основе использования геоинформационных технологий.

Методы исследования по теоретическому и практическому решению задач основывались на системном подходе и включали в себя: картографические, ландшафтно-индикационные методы, методы аэрокосмического дешифрирования материалов, цифровой обработки изображений, статистики и математического моделирования.

Используемые материалы. В основу диссертационной работы положены исследования автора (2001-2004 гг) по комплексному геоэкологическому изучению и картографированию природных и антропогенных комплексов г.Москвы. При этом широко использовались архивные картографические материалы, материалы аэрокосмического дистанционного зондирования, данные полученные через сеть «Интернет»

Основные задачи исследований. Для достижения поставленной цели исследований в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить анализ современных методов и средств экологического мониторинга городских территорий

2. Определить задачи системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга городских территорий и ее структуру.

3. Разработать методику создания экологических паспортов территориальных образований (город, округ, район).

4. Разработать методику создания экологических паспортов территориальных объектов.

5. Разработать методику оценки риск-факторов природных объектов.

6. Разработать макет «Электронного экологического атласа».

7. Разработать экспериментальные образцы экологического паспорта территории и экологического паспорта объекта.

Научная новизна диссертации заключается в разработке:

1. Системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга на основе использования геоинформационных технологий.

2. Методики паспортизации городских территориальных образований

. на основе использования архивных картографических материалов и материалов аэрокосмического мониторинга.

3. Методики паспортизации территориальных объектов строительства на основе использования систем локального экологического мониторинга.

4 Методики оценки рисков на основе использования паспортов городских территорий.

5. Методики создания «Электронного Экологического Атласа» на основе использования растровых архивных картографических материалов и материалов аэрокомического мониторинга.

Практическая ценность и реализация работы Результаты работы были использованы при разработке «Электронного экологического атласа» ООО «Агентства Геоинформатики и Риска», НИОКР Госцентра «Природа». Предложенные в диссертационной работе методики паспортизации городских территорий целесообразно использовать в разработке нормативных документов в качестве методической базы при обосновании требований к экологическому паспорту территории и экологическому паспорту объекта. Разработанные в диссертационной работе методики создания электронного экологического атласа, методики проведения аэрокосмического мониторинга позволяют разработать

технологии проведения системного экологического мониторинга на различных стадиях реализации инвестиционного проекта.

Разработанные в диссертации методические подходы для построения экологических паспортов территории и объекта, методика аэрокосмического мониторинга городских территорий, а также критерии выбора локальных постов наблюдений экологических наблюдений были использованы в ходе проведения инженерно-экологических изысканий для целей строительства жилых объектов города Москвы на этапах прединвести-ционных исследований и обоснования инвестиций.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на VII международной научно-практической конференции ОЕОИЧРОКАВ (Вена, Австрия 2003) и Международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК, (Москва, 2004).

На защиту выносятся:

1. Структура системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов инвестиционно-строительных проектов.

2. Методика создания экологических паспортов территориальных образований

3. Методика создания экологических паспортов территориальных объектов

4. Методика создания «Электронного экологического атласа»

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, насчитывающего 87 наименований, из них 10 на иностранных языках, и трех приложений. Содержание изложено на 143 страницах машинописного текста и содержит 22. рисунка и 16 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается характеристика основных подходов к управлению территориями, показывается роль и место задач охраны окружающей среды при реализации инвестиционных проектов, формулируются цели и задачи работы ее научное и практическое содержание. Выполняется обоснование актуальности темы диссертационной работы. Приводится структура диссертации по главам с кратким описанием их содержания.

Первая глава « ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА»

Существенное увеличение городских территорий требует постоянного совершенствования систем управления, что неразрывно связано с учетом динамики изменения условий обитания. При планировке и застройке городских территорий необходимо руководствоваться законами Российской федерации, нормативными и организационно-методическими документами Госстроя России. В городе Москве основным правовым документом, регулирующим отношения в области градостроительного планирования, рационального природопользования и охраны окружающей среды, является Генеральный план развития города. В этом плане определяющими направлениями развития города является:

эффективное использование земель;

социально ориентированное жилищное строительство;

организация и проведение государственной экологической экспертизы на предпро-ектной и проектной стадиях строительства;

предупреждающая защита окружающей среды.

Территорию для развития городских поселений необходимо выбирать с учетом возможности ее рационального функционального использования на основе сравнения вариантов архитектурно- планировочных решений, технико-экономических, санитарно-гигиенических показателей, топливно-энергетических, водных, территориальных ресурсов, состояния окружающей среды, с учетом прогноза изменения на перспективу природных и других условий. При этом необходимо учитывать предельно-допустимые нагрузки на окружающую природную среду на основе определения ее потенциальных возможностей, режима рационального использования территориальных и природных ресурсов с

целью обеспечения наиболее благоприятных условий жизни населению, недопущения разрушения естественных экологических систем и необратимых изменений в окружающей природной среде

Разработка перспективных планов развития территорий, проведение инженерных изысканий для целей строительства, оценка текущего состояния интересующих территорий возможна лишь при наличии полного информационного обеспечения, основополагающим звеном которого является геоинформационное обеспечение Именно геоинформационное обеспечение интегрирует всю информацию, относящуюся к конкретным территориям В основе создания геоинформационного обеспечения лежат технологии геоинформационного мониторинга, обеспечивающие получение всего спектра информации об интересующих территориях

Вся элементы инфраструктуры индустриально-городских экосистем являются объектами наблюдения и контроля, как с точки зрения негативного воздействия на них природных факторов, так и техногенного воздействия рассмотренных объектов на экосистему территорий Решение задач по контролю экологического состояния территорий их привязка к конкретным инвестиционным проектам, осуществляемым при строительстве новых и реконструкции существующих объектов

Основной целью экологического мониторинга является информационное обеспечение процедур принятия решения в области природоохранной деятельности и экологической безопасности Достижение отмеченной цели обеспечивается решением следующих определяющих задач

выделение источников антропогенного воздействия на экосистему и классификация характера их воздействия на человека,

наблюдения за параметрами экосистемы и оценка ее состояния, выработка управляющих решений корректирующих воздействий при недопустимом нарушении параметров окружающей среды экосистемы,

прогноз изменения параметров окружающей среды экосистемы и выработка управляющих решений для обеспечения их устойчивого развития

Проведение экологического мониторинга, предполагает использование системных подходов к организации наблюдения объектов

По величине охвата территорий различают: локальный, региональный и глобальный мониторинг.

По местоположению станций наблюдения различают: космический, авиационной наземныймониторинг.

В настоящее время в Российской Федерации для решения перечисленных задач существует несколько ведомственных систем мониторинга. К ним относятся службы мониторинга Рослесхоза, Роскомвода, служба наблюдения за загрязнением окружающей среды Росгидромета, служба агрохимических наблюдений и мониторинга Роскомзема; служба санитарно-гигиенического контроля среды обитания человека и его здоровья Гос-комсанэпиднадзора России. Перечисленные службы и системы мониторинга ориентированы на наблюдения и оценку состояния отдельных элементов экосистем и функционируют по самостоятельным программам.

На уровне городских территорий используются как федеральные, так и городские службы мониторинга. Характерным представителем такого подхода является Москва. На федеральном уровне мониторинг Москвы выполняется посредством: государственной системы мониторинга окружающей среды (атмосферы, поверхностных вод, почвы) и радиационной обстановки Росгидромета (МосЦГСМ);

системы наблюдения за негативными геологическими процессами и системы контроля подземных вод (МНПЦ «Геоцентр-Москва»);

системы социально-гигиенического мониторинга.

На уровне города мониторинг осуществляют посредством систем и подсистем локальных центров в НПО «Радон», МГП «Мосводоканал» и ЗАО «Прима». Обобщенную систему геоинформационного мониторинга городских территорий Москвы можно представить в виде структурной блок-схемы, показанной на рис. 1.

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха обеспечивает Московский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Для этих целей используется 16 стационарных постов, на которых выполняется контроль по 28 видам загрязняющих веществ. В настоящее время основными видами загрязнителей атмосферы являются: окись углерода, двуокись и окись азота, аммиак, формальдегид и фенол.

Мониторинг поверхностных вод выполняет МосЦГМС. Контроль за гидрохимическим и гидрологическим режимами осуществляется с 1935 года, а за гидробиологиче-

скими параметрами - с 1968 года. В настоящее время контроль за качеством воды в реке Москве осуществляется каждую декаду в шести створах на входе в город и на выходе из города, а в устье реки Яуза -каждый месяц

Рис. 1. Структурна схема системы экологического мониторинга

городских территорий г. Москвы Мониторинг геологической среды проводится Особым конструкторским бюро ОИФЗ РАН с 1989 года. Он включает: геодезический мониторинг движения земной коры; сейсмический мониторинг; мониторинг оползневых склонов.

Система геодезического мониторинга состоит из 250 постоянных пунктов и также включает специализированную сеть по геодинамическим наблюдениям современных движений земной коры и деформаций геологической среды.

Сейсмический мониторинг осуществляется на основе использования сети наблюдений, получаемой информации с 8 постоянных пунктов. Аналогичные наблюдения выполняет Центр региональных геофизических и геоэкологических исследований «Геон», который использует с 1996 года также 8 пунктов наблюдений. В ходе сейсмического мониторинга изучается воздействия на объекты города сейсмических колебаний от естественных и искусственных источников.

Мониторинг оползневых склонов проводится с 50-х годов. Он обеспечивает получение информации о характере и активности оползневых процессов, происходящих в городской черте и их влиянии на объекты города.

Радиационно-экологический мониторинг обеспечивает наблюдение и оценку общей и локальной радиационной обстановки городских территорий. Он относится к классу санитарно-экологического мониторинга

Решение данных задач требует использования всестороннего геоинформационного обеспечения. Геоинформационное обеспечение, как вид информационного обеспечения, должно содержать геопространственную, функционально-ориентированную, информацию об объектах земной поверхности.

Геоинформационное обеспечение, с точки зрения его назначения и решаемых функциональных задач, можно классифицировать на следующие виды: топогеодезическое, геологическое, гидрометеорологическое, экологическое, инженерно-технологическое.

Задачами геоинформационного обеспечения экологического мониторинга городских территорий являются:

использование современных геоинформационных систем и технологий для сбора, обработки и хранения геопространственной информации об объектах строительства;

формирование картографического обеспечения инженерно-экологических изысканий на всех стадиях городского строительства;

формирование геологического обеспечения инженерных изысканий; формирование гидрометеорологического обеспечения инженерноых изысканий; формирование экологического обеспечения инженерных изысканий; учет нормативов допустимой антропогенной нагрузки на окружающую среду и факторов медико-биологической и медико-гигиенической оценки окружающей среды;.

учет результатов оценки воздействия на окружающую среду на всех стадиях инвестиционного проектирования;

использование геоинформационного обеспечения для подготовки управляющих решений корректировки текущего состояния территорий с целью повышения надежности функционирования объекта строительства.

Для реализации перечисленных задач предложена структура системы геоинформационного обеспечения, представленная на рис. 2

Наиболее оптимальным решением создания системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга является его реализация в виде электронного экологического атласа (ЭЭА). Этот модуль должен обеспечивать хранение и воспроизведение хронологически и функционально структурированных образцов отображаемых информационных продуктов на протяжении всего существования исследуемой городской экосистемы.

Структура построения геоинформационного обеспечения определяется функциональными задачами, на которые ориентирован разрабатываемый ЭЭА. В первую очередь, это относится к видам и способам хранения картографической продукции. Следует отметить, что на современном этапе развития компьютерных технологий, существенно расширились возможности получения и хранения широкого спектра конечных видов картографической продукции, представленной в растровых и векторных форматах. Для ее хранения используют Геоинформационные Базы Данных.

Вторая глава «МЕТОДИКА ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ»

Предложенный подход разработки геоинформационного обеспечения системы экологического мониторинга требует использования экологических паспортов, как городских территорий, так и отдельных объектов строительства.

Экологический паспорт ориентирован на решение четырех главных задач: определения экологичности производства с точки зрения рационального использования ресурсов, то есть оценки расхода сырья, энергии и природных ресурсов и выброса загрязняющих веществ на единицу продукции;

оценки негативного воздействия предприятия на окружающую среду в части определения валового количества выбросов, сбросов и твердых отходов за отчетный период;

наличия и эффективности работы очистных сооружений и контроля негативного воздействия на окружающую среду;

оценки объема платежей с предприятия за загрязнение.

Рис 2 Структуры системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга

Предложенная структура экологических паспортов построена на формальной основе и не содержит информации о совместном воздействии природных и техногенных воздействий на окружающую среду. В них отсутствуют географическая привязка объектового состава к метрической основе посредством создания соответствующих картографических и фотограмметрических продуктов. Отсутствуют данные о динамики происходящих процессов и их воздействий на функциональные зоны городских территорий. Приведенная структура паспортов не содержит данных о хозяйствующих субъектах и ретроспективных данных об их смене. Отсутствуют описания технологий создания экологических паспортов как самостоятельных видов геоэкологической продукции. Предложенная структура экологических паспортов ориентирована на аналоговые методы ее представления и не содержит правил их описания в электронных версиях.

В этих паспортах не определены области использования аэрокосмического мониторинга, материалы которого в настоящее время доступны для широкого использования при решении задач управления развитием территорий.

Современные геоинформационные технологии позволяют существенно расширить перечень характеристик и вид представления информации о состоянии исследуемой территории. С этой целью в рамках диссертационной работы предложено в практику паспортизации городских территорий целесообразно ввести:

электронный экологический паспорт территории; электронный экологический паспорт территориального объекта. Электронный экологический паспорт территориального образования должен обеспечивать решение задач обеспечения устойчивого развития исследуемых территорий, в первую очередь, с точки зрения обеспечения безопасности проживания населения.

Электронный экологический паспорт объекта строительства должен обеспечивать эффективное решение задач управления реализации инвестиционного проекта и обеспечивать объективную оценку его воздействия на окружающую среду.

Целевая задача системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга при решении задач инвестиционного проектирования заключается в определении:

фоновых параметров окружающей среды городских территорий на момент начала реализации инвестиционного проекта;

динамики изменения окружающей среды под воздействием создаваемых и эксплуатируемых объектов городской инфраструктуры.

Решение первой задачи предполагает получение информации о городских территориях посредством комплексного площадного контроля за состоянием исследуемых параметров окружающей среды без привязки к конкретным объектам.

В основу решения данной задачи было положено единое системное описание определяющих характеристик территорий и находящихся на них объектов. В рамках данного подхода экологические паспорта должны содержать характеристику четырех уровней детализации: город, округ, район, объект.

Паспорт города: отображает информацию, относящуюся к объектам и процессам, покрывающих территорию площадью или протяженностью более одного округа.

Паспорт округа: отображает информацию, относящуюся к объектам и процессам, покрывающих территорию площадью или протяженностью более одного района.

Паспорт района: отображает информацию, относящуюся к объектам, процессам и явлениям покрывающих территорию площадью или протяженностью более одного территориального объекта.

Основной целью паспортов территориального образования является обеспечение инвестиционного проекта развития территорий на предпроектной стадии. Именно на этой стадии выполняется градостроительное зонирование территорий, состоящее из функционального , строительного и ландшафтного зонирования. Особое важное место на этом этапе отводится вьделению территорий с особым режимом регулирования, к которым относятся территории;

Позиционируя место экологических паспортов в системе геоинформационного обеспечения экологического мониторинга следует отметить, что существующие методы проведения экологического мониторинга также отличаются по охвату территории и точности определения.

Проведенный анализ задач показал, что на этапе разработки предпроектной документации при разработке градостроительной документации выполняется функциональное зонирование, строительное зонирование, ландшафтное зонирование, которые определяют требования к ландшафтной организации территорий города.

Рис 3 Методика паспортизации городских территориальных образований Для решения задач рассмотренных видов зонирования целесообразно использовать аэрофотоматериалы и материалы космических съемок зондирования, позволяющие получать изображения различного пространственного разрешения,

Другим источником данной информации является топографические и тематические карты различного масштабного ряда, атакже данные региональных городских атласов.

Для обеспечения возможности использования электронного экологического атласа при решении задач инвестиционного проектирования он должен содержать графические документы, используемые в технических отчетах проводимых инженерных изысканий Решение второй задачи осуществляется методами локального мониторинга для получения характеристик природного или техногенного воздействия объекта

Рис. 4. Методика паспортизации территориальных объектов

Методика паспортизации территориальных объектов построена на основе локального экологического мониторинга (рисА)Наблюдательные сети призваны обеспечить всесторонний сбор достоверной информации об источниках загрязнения и состоянии различных компонентов окружающей природной среды.

Сеть наблюдательных постов размещается с учетом:месторасположения объектов; источников загрязнения и деградации экосистем, природно-территориальной дифференциации территории; распространения, характера и динамики проявления неблагоприятных природных процессов, сложности инженерно-геологических условий, наличия водных объектов и особо охраняемых территорий.

В ходе проведения наблюдений осуществляется, мониторинг опасных геологических процессов (ОГП); мониторинг подземных и поверхностных вод; мониторинг загряз-

нения и деградации почв и земель; мониторинг биоты экосистем, их компонентов, природных процессов и явлений в зоне влияния строительства..

На этапе строительства объекта основными целями мониторинга геологической среды являются: оценка активности проявления наиболее опасных риск-факторов ;оценка воздействия эндогенных процессов;

обеспечение безопасной эксплуатации объектов в районах развития риск-факторов. Объектами мониторинга являются формы экзогенного рельефа и экзогенные геологические процессы в зоне влияния строительства, а также интенсивность проявления на участке строительства сейсмичности и деформаций земной поверхности.

Определение уровня риска исследуемой территории целесообразно построить на нахождении вероятностных оценок возможного воздействия имеющихся или потенцио-нально возможных риск-факторов. Результатом этого воздействия является нарушение условий функционирования исследуемого объекта или территории в течение заданного срока реализации инвестиционного проекта. Оценкой наличия нарушений условий функционирования объекта является вероятность безотказной работы здания или сооружения в течение заданного срока службы Р(Т):

Р(Т> 1Ш(Т),

где И (Т) -вероятность безотказной работы Т| объекта вследствие воздействия 1-

го риск-фактора

Здесь

Р(П) = 1 • Р(М1), где Р(М0 - вероятность потери (отказа) объекта вследствие воздействия 1-го риск-фактора (М1).

Использование качественных показателей воздействия ориентировано на получение оценок, определяющих уровень решения задачи и степень нанесенного ущерба Количественные показатели должны определить численные диапазоны изменения качественных показателей. В существующих методиках оценки воздействия на исследуемые объекты приняты четыре градации

IV. Малые - объект восстановления не требует;

III. Умеренные - для восстановления объекта требуются ограниченные внутренние ресурсы (затраты);

II. Сильные - для восстановления объекта требуются значительные внешние ресурсы (затраты);

I. Значительные (катастрофические) - объект восстановлению не подлежит.

Используя рассмотренную градацию качественных показателей, построим классификационную таблицу (таблица 1) оценки уровней воздействия природных и технопри-родных риск-факторов на успешную реализацию инвестиционного проекта (процесса).

Таблица 1

Критерии оценки риск-фактора Размерность Категории состояния, мощность воздействия

Нормальные IV Аномальные

Малые Ш Сильные II Катастрофические I

Физический параметр ДХ4 ДХз ДХ2 AXi

Вероятность появления РкыДДХ4) Ра„ц(ЛХз) РА^4(ДХ2) РаиЛДХО

Затраты на компенсацию Zk(M4) Zk(Mj) Zk(Mj) Zk(Mi)

Затраты на недопущение Zh(M4) Zh(№) Zh(Mj) Zh(Mi)

Вероятностные оценки характеризуют возможность воздействия риск-фактора (М [) на исследуемой территории на этапах © реализации проекта (процесса). Их значения определим из соотношений геометрических вероятностей:

Р|ч(М,) = Р*, (ДХ])= Б4(М,) /в,

где Рп(ДХ|)- вероятность возникновения на территории площадью S риск-фактора М, нормальные воздействия которого мощностью Л Х| имеют место на площади &;

Третья глава «МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГОАТЛАСА»

Основным звеном разрабатываемого системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга является реализуемая в виде «Электронного экологического атласа» (ЭЭА). Основной задачей данного ЭЭА является сбор, хранение и выдача потребителям унифицированной информации об городских территориях и территориальных объектах. Используя имеющийся опыт разработки геоинформационных систем, рас-

смотрим основные его идеи при создании электронного экологического атласа. Основу методики разработки любой информационно-измерительной системы определяется ее технологическим, математическим, информационным и техническим обеспечением (рис.5.).

Следовательно, методика разработки электронного экологического атласа определяется содержанием перечисленных видов обеспечения.

Рис.5. Структура методики разработки «Электронного экологического атласа»

Технологическое обеспечение предназначено для реализации технологических процессов и операций функционирования электронного экологического атласа (ЭЭА). Оно обеспечивает структуризацию технологических процессов, обеспечивающих функционирование базы данных Технологическое обеспечение ЭЭА включает перечень технологических процессов, выполняющих реализацию функциональных задач работы системы геоинформационного обеспечения. Оно определяет работу функционального модуля «Геоинформационная База Данных» и модуля « Технологические процессы».

Геоинформанионная база данных состоит из трех функциональных модулей, обеспечивающих работу с графическими данными («ГРАФИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ»), атрибутивными текстовыми данными («БАЗААТРИБУТИВНЫХ ДАННЫХ»), а также комплексной информацией, объединяющей графические и атрибутивные данные (ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПАСПОРТА).

Математическое обеспечение, лежащее в основе реализации технологических процессов и операций функционирования ЭЭА, должно обеспечить решение функциональных задач.: получения цифровых изображений, формирование таблиц данных для хра-

нения числовой кодовой атрибутивной информации, векторной, растровой графической информации, ее визуализацию, масштабирование и перемещение, а также выборку по заданным параметрам искомой информации. Кроме того, оно содержит описания математических моделей связи координатных систем, а также модели зонирования территориальных объектов на основе различных критериев.

Информационное обеспечение предназначено для приема, хранения и выдачи информации по запросу пользователя, а также для описания информационных потоков передачи информации. Оно содержит описания перечня и структуры таблиц хранения атрибутивной информации, а также статистической информации. Оно определяет форматы и объемы хранимой растровой и текстовой информации.

Метрологическое обеспечение осуществляет связь используемых единиц измерения физических величин, а также фиксирует метрику координатных систем на используемых аппаратных средствах. Для решения данного класса задач необходимо использовать сеть опорных (реперных) точек, координаты которой представлены в требуемых единицах измерения и системах координат.

Техническое обеспечение предназначено для аппаратно-программной реализации технологических процессов и операций работы с функциональными модулями ЭЭА.

Четвертая глава « ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ»

При получении цифровых изображений, предназначенных для использования в экологических паспортах, необходимо обеспечить минимизацию объема информации, необходимой для качественного отображения изображений объектов.

Для этого, необходимо выполнить два определяющих требования, которые обеспечивают:

1. отображение на экране монитора изображения всего территориального объекта;

2. минимизацию объема информации, необходимой для качественного отображения изображений объектов.

Для определения оптимального шага дискретизации получения цифрового изображения по исходному растровому изображению было выполнено сканирования тестового участка фрагмента схемы г. Москвы Полученные результаты показали, что оптимальным с

точки зрения качества визуального восприятия изображений является апертура сканирующего устройства 600 (dpi) (количество точек на дюйм), что соответствует 42 мкм

Решение второй задачи иллюстрирует таблица 2, показывающая.объем хранимой информации в зависимости от размера апертуры и формата хранения информации

Таблица 2

Количество точек на дюйм (dpi) PdJMCp апертуры (мкм) Формат изображения

TIFF (Мбайт) BMP (Мбайт) JPEG(M6afiT)

М В С Н

50 508 0,109 0,097 0,063 0,049 0,033 0,030

100 254 0,396 0,385 0,190 0,125 0,076 0061

200 127 1,549 1,537 0,583 0,346 0,209 0,152

300 85 3,471 3,461 1,070 0,610 0,366 0,266

400 63,5 6,161 6,149 1,463 0,793 0,438 0,315

600 42,33 13,847 13,835 2,565 1,406 0,788 0,567

800 31,8 24,607 24,952 3,883 2,184 1,198 0,864

1200 21,17 55,351 55,339 6,647 3,728 2 052 1,304

В ходе использование предложенной методики разработки экологических паспортов территориальных образований на рис 6 показан образец видеостраницы паспорта города, а на рис 7 образец видеостраницы паспорта

Рис 6 Административная и хронологическая страницы паспорта города

Рис.7 Видеостраница паспорта объекта

Заключение

Результатом выполненных в диссертационной работе исследований была разработана методика геоинформационного обеспечения экологического мониторинга Она позволила существенно повысить полноту анализа исходной информации при разработке предпроектной и проектной стадий разработки градостроительной документации

Для экологической паспортизации территориальных образований предложена методика, основу которой составили методы аэрокосмического дистанционного зондирования, картографического мониторинга, систем наземного городского мониторинга, а также анализ исторических архивных карт

Для экологической паспортизации территориальных объектов предложена методика, основу которой составили методы локального экологического мониторинга

Для оценки негативного воздействия природных риск-факторов предложена методика оценки стоимости рисков проявления опасных факторов на основе использования вероятностных оценок их проявления

»25227

Инструментальной поддержкой предложенной методики паспортизации городских территорий служит, разработанный в ходе проведения диссертационных исследований, макет «Электронного экологического атласа»

Использование разработанной методики системы геоинформационного обеспечения позволяет в 3-5 раз сократить время сбора и анализа исходной информации, а также повысить степень полноты и детализации исследуемых характеристик за счет использования материалов аэрокосмического дистанционного зондирования об интересующих территориях на этапе проведения предпроектных и проектных работ. Публикации по теме диссертации:

1. Хуторянский Е.Ю.. О комплексном подходе к системе экологического мониторинга городских территорий. Известия высших учебных заведений геодезия и аэрофотосъемка N4 М:МИИГАиК, 2004г. стр. 147-151

2..Хуторянский Е.Ю.. Картографическое обеспечение геоэкологического мониторинга городских территорий. Известия высших учебных заведений геодезия и аэрофотосъемка N4 М.:МИИГАиК, 2004г. стр. 73-81

3. Хуторянский Е.Ю.,. Гаврилова В.В. От ГИС-технологий к принятию управленческих решений VII международная научно-практическая конференция GEOINFOKAD (Вена, Австрия 2003) тез. докладов, М. МГУГиК 2003 с.39-41

4 Аковецкий В Г., Хуторянский Е Ю, Гаврилова В В. Геоинформационный мониторинг городских территорий. Труды Международной научно-техническиой конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК, Москва, 2004 г., с. 186-199.

МГУГиК

105064, Москва К-64, Гороховский пер., 4

Подп. к печати 26.11.2004 Формат 60x90 Бумага офсетная Печ. л. 1,5 Уч.-изд. л. 1,5 Тираж 80 экз. Заказ № 230 Цена договорная

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Хуторянский, Евгений Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

1.1. Методы и средства экологического мониторинга городских территорий.

1.2. Задачи геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов инвестиционно-строительных проектов.

1.3. Электронный экологический атлас - геоинформационная база данных системы экологического мониторинга объектов строительства.

ГЛАВА 2 . МЕТОДИКА ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ

2.1. Структура построения экологических паспортов городских территорий.

2.2. Методика создания экологических паспортов территории.

2.3. Методика оценки риск-факторов природных объектов.

2.4. Методика создания экологических паспортов территориальных объектов.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО АТЛАСА

3.1. Структура построения «Электронного экологического атласа».

3.2. Технологическое обеспечение.

3.3. Математическое обеспечение.

3.4. Информационное обеспечение.

3.5. Метрологическое обеспечение.

3.6. Техническое обеспечение.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ

СИСТЕМЫ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ

4.1. Экспериментальная апробация технологии создания «Электронного экологического атласа».

4.2. Экспериментальная апробация технологии создания «Экологических паспортов».

4.3. Оценка экономической эффективности использования «Электронного экологического атласа» в задачах экологического мониторинга.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов инвестиционно-строительных проектов"

Улучшение окружающей природной среды, повышение качества жизни, сохранение здоровья населения и демографической ситуации является стратегической целью государственной политики в области экологии. В первую очередь, это относится к взаимоотношению человека с окружающей его городской средой обитания. Имеющиеся данные говорят о том, что заболевания в городах происходят в среднем в два раза выше, чем в сельской местности. Это связано с короткими сроками адаптации человека к новым условиям обитания. Место человека в городе, влияние окружающей среды на его здоровье и условия существования, выходят на первый план развития человеческой цивилизации.

Особенно остро данная проблема проявляется при реализации экологических программ развития городских территорий. Это связано с двумя определяющими факторами: резким увеличением численности городского населения и, связанного с этим, ухудшением их экологической обстановки. В настоящее время численность городского населения достигла уровня 2.5 млрд. человек, что составляет 45 % всего населения всего земного шара. В промышленно развитых странах эти цифры уже сегодня достигли предельных величин 80-90 % (Австрии -75%, Японии -76%, США -80%, Швеции - 83%, Германии -90%, в Российской Федерации -75 %). Отличительной особенностью городов является замена круговорота веществ, присущего существующим экосистемам, прямоточным техногенным процессам, приводящим к накоплению отходов и загрязнению. Это является основополагающей причиной проявляющихся аномальных явлений, что нарушает городскую среду обитания.

Наиболее ярко перечисленные явления проявляются в больших городских мегаполисах, где число жителей превышает 1 млн. человек. Их число с 1950 по 1990 года увеличилось в Африке практически в 20 раз, в Латинской Америке в 7 раз, в Азии в 6 раз, в Европе в 2 раза, а в Северной Америке 2.5 раза. Данное обстоятельство приводит к необходимости резкого увеличения внимания к проблеме экологического управления такими территориями.

Общая площадь урбанизированных территорий к 2007 году прогнозируется 19 л млн. км , что составит 12.8 % всей территории суши. Предполагается, что к 2030 году все население земного шара будет жить в городах или поселках городского типа. Однако такой подход ведет к отрыву человека от природной среды и приводит к нарушению естественных экосистем, а также условий существования в рамках этих систем самого человека. Эти нарушения связаны с изменением его социальных и биологических условий существования, то есть социальной и природной сред индустриально-городских экосистем.

Существенное увеличение городских территорий требует постоянного совершенствования систем управления, что неразрывно связано с учетом динамики изменения условий обитания. Отличительной чертой современного подхода управления территориями является его привязка к конкретным инвестиционным проектам, осуществляемым при строительстве новых и реконструкции существующих объектов. Отличительной особенностью развития мегаполисов является использование всех свободных земельных участков, а так как участков благоприятных для проведения строительных работ практически не осталось, то расширение городских районов происходит на участках повышенной природной и техногенной опасности.

Перечисленные особенности рассматриваемого подхода к реализации планов развития городских территорий в полной мере нашли свое отражение в нормативных документах, регламентирующих проведение инженерных изысканий для строительства, планировки и застройки городских территорий. Такой подход требует качественно новых решений задач, обеспечивающих реализацию всего комплекса работ на различных этапах инвестиционного проекта. В первую очередь, это относится к работам, выполняемым в ходе разработки перспективных планов развития территорий, а также проведения инженерных изысканий для целей строительства. Реализация этих работ включает: зонирование территорий по назначению; инженерно-геодезические изыскания; инженерно-геологические изыскания; инженерно-гидрометеорологические изыскания; инженерно-экологические изыскания; изыскания грунтовых строительных материалов; изыскания источников водоснабжения на базе подземных вод.

В настоящее время при изучении городских территорий на первое место выдвигаются экологические факторы и условия, отражающие территориальные особенности и закономерности развития городской среды. При этом ставится задача не только констатации напряженности экологической обстановки, обеспечения безопасных условий проживания на застраиваемых территориях, но и разработки комплекса превентивных мероприятий направленных на минимизацию природных и техногенных негативных воздействий.

Решение данной проблемы возможно лишь на основе широкого использования геоинформационного обеспечения, которое лежит в основе рационального ведения народного хозяйства, охраны и мониторинга окружающей среды, выработки управляющих правил оптимального природопользования. В настоящее время рассмотрение этих вопросов сосредоточено вокруг разработки географических информационных систем (ГИС).

Широкое распространение ГИС получили при решении экологических задач. В 1990 году был разработан и принят в эксплуатацию «Глобальный ресурсный банк данных» (GRID). Он предназначен для использования в интересах международной службы, занимающейся анализом данных по окружающей среде, и создан в рамках Программы ООН по окружающей среде в качестве составного компонента «Глобальной системы мониторинга окружающей среды». Аналогичный по своему значению является «Проект глобальной базы данных», осуществляемый в рамках Международной геосферно-биосферной программы «Глобальные изменения».

Аналогичные работы по созданию ГИС как федерального, так и регионального значения проводятся в Российской Федерации. К настоящему времени в России проводятся работы по созданию ГИС «Атлас устойчивого развития России». Уже созданы и функционируют ряд региональных ГИС Новосибирской области, городов Перми, Обнинска, Санкт-Петербурга. Отдельные элементы городской ГИС разработаны в г. Москве.

Успешное выполнение этих работ на всех этапах реализации инвестиционного проектирования возможно лишь при наличии полного информационного обеспечения, основополагающим звеном которого является геоинформационное обеспечение.

Именно геоинформационное обеспечение интегрирует всю информацию, относящуюся к конкретным территориям. Данный вид информации лежит в основе подготовки практически всего спектра управляющих решений, связанных с развитием городских территорий. Создание геоинформационного обеспечения возможно на базе использования технологий, ориентированных на решение всего спектра задач в рамках специализированных геоинформационных систем.

В основе создания геоинформационного обеспечения лежат технологии мониторинга, обеспечивающие получение всего спектра информации об интересующих территориях. Основной целью мониторинга является информационное обеспечение процедур принятия решения в области управления территории, оценки рисков реализации инвестиционных проектов, а также контроль за текущим состоянием наблюдаемых территорий. В основе решения данных задач лежит использование системы экологического мониторинга городских территорий, ориентированной на оценку состояния окружающей среды на всех этапах реализации инвестиционного проекта. Она должна обеспечивать качественную и количественную оценку состояния природной среды на основе автоматизированного сбора, анализа и обработки разноплановой статистической, картографической, аэрокосмической информации с целью выявления, оценки и прогноза негативного воздействия природных и техногенных факторов на условия устойчивого развития территорий. Успешное решение данного класса задач возможно посредством проведения экологического мониторинга в рамках специализированной геоинформационной системы.

Современные геоинформационные технологии изучения и анализа природных объектов на основе использования архивных данных, а также космических изображений высокого разрешения, не нашли должного отражения в существующих методических документах, регламентирующих проведение мониторинга городских территорий. Существующие недостатки в проведении мониторинга при инженерно-экологических изысканиях не позволяют осуществлять интегральную оценку влияния большинства негативных факторов на окружающую среду.

Следует также подчеркнуть, что в современных нормативных документах отмечено, что результаты проводимого мониторинга должны быть включены в единую информационную систему (банк данных или базу данных геоинформационной системы)

Вот почему актуальной и приоритетной является задача разработки научно обоснованной методики геоинформационного обеспечения экологического мониторинга городских территорий, обеспечивающей решение задач оценки состояния и охраны окружающей среды с использованием геоинформационных технологий.

Объектом исследования диссертационной работы является геоэкология городских территорий, подверженная негативному техногенному воздействию объектов при их строительстве и эксплуатации.

Предметом исследования являются задачи геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов строительства при реализации инвестиционных проектов устойчивого развития городских территорий на основе информационных технологий.

Целью диссертационной работы является разработка методики геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов строительства городских территорий при реализации инвестиционных проектов.

Для достижения поставленной цели исследований в диссертационной работе необходимо: выполнить анализ методов и средств экологического мониторинга городских территорий; оценить задачи геоинформационного обеспечения экологического мониторинга объектов строительства городских территорий; разработать требования к геоинформационному обеспечению системы экологического мониторинга городских территорий; разработать методику создания системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга; разработать структуру построения и содержание экологических паспортов городских территорий; разработать геоинформационную систему экологической паспортизации городских территорий; разработать технологию создания экологических паспортов городских территорий; выполнить экспериментальную апробацию методики геоинформационного обеспечения системы экологического мониторинга объектов строительства.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненные автором при решении рассматриваемых задач, изложены в четырех главах диссертации.

В первой главе определяются цели и задачи инвестиционного проектирования. Показывается место задач экологического мониторинга городских территорий в задачах обеспечения устойчивого развития территорий на различных стадиях инвестиционных проектов. Дается классификация правил зонирования городских территорий. Выполняется анализ методов и средств экологического мониторинга с точки зрения решения задач инвестиционного проектирования.

Формулируются задачи геоинформационного обеспечения системы экологического мониторинга на различных этапах реализации инвестиционных проектов. Отмечаются недостатки существующей системы экологического мониторинга, связанные с отсутствием методических рекомендаций по хранению получаемых данных в информационных банках данных и базах данных геоинформационных систем.

Определяются требования к организации геоинформационного обеспечения системы экологического мониторинга. Приводится структурная функциональная схема построения системы геоинформационного обеспечения. Определяются требования к функциональным модулям системы.

Во второй главе разработана методика системы геоинформационного обеспечения экологического мониторинга на основе экологической паспортизации городских территорий, выполнено обоснование требований к содержанию экологических паспортов городских территорий, а также объектов строительства. Разработаны технологии формирования экологических паспортов городских территорий и объектов строительства с учетом их использования при реализации инвестиционных проектов. Разработаны технологии оценки негативного воздействия природных и техногенных риск-факторов на основе экологических паспортов. Определено место методов аэрокосмического дистанционного зондирования в системе экологического мониторинга территорий.

В третьей главе выполнена разработка методики создания электронного экологического атласа, обеспечивающего практическую реализацию экологической паспортизации городских территорий. Рассматривается структура электронного экологического атласа. Приводятся математические методы реализации технологических процессов и операций, лежащие в основе решения функциональных задач. Описывается методика разработки информационного обеспечения , реализованного в «Электронном Экологическом Атласе » (ЭЭА). Рассматривается методика метрологического обеспечения задач привязки геопространственной информации, представленной на растровых цифровых графических изображениях

В четвертой главе приведено описание экспериментальной апробации разработанной методики. Выполнено обоснование параметров получения цифровых изображений для целей формирования «Электронного экологического атласа». Приведены примеры построения экологических паспортов городских территорий и объектов строительства на реальных проектах. Приведен пример локального экологического мониторинга объекта строительства. Выполнена оценка эффективности предложенной методики геоинформационного обеспечения на основе разработки «Электронного экологического атласа».

В заключении подводятся итоги выполненных исследований и приводятся основные области применения разработанной методики геоинформационного обеспечения, даются рекомендации по совершенствованию содержания проектной документации посредством включения в них предложенных экологических паспортов городских территорий и объектов строительства.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Хуторянский, Евгений Юрьевич

Выводы по четвертой главе:

1. Результаты экспериментальной апробации методики системы экологического мониторинга показали: для получения цифровых растровых изображений для целей паспортизации городских территорий целесообразно выполнять сканирование изображений с апертурой сканирования 600 dpi; цифровые изображения целесообразно сохранять в формате «.JPEG». электронный экологический атлас обеспечивает реализацию технологических процессов создания электронных технологических паспортов;

2. Проверка методики системы геоинформационного обеспечения показала: разработанная методика паспортизации территориальных образований позволяет создавать видеостраницы паспортов города, округа и района, что существенно повышает полноту и качество разработки предпроектной документации; разработанная методика паспортизации территориальных объектов позволяет выделить участки негативного воздействия риск-факторов и локализовать местоположение точек наблюдения локального мониторинга на этапе проведения проектных работ, что снижает погрешности бюджетирования стоимости работ с 15-20 % до 5-7%;

3. Разработанный подход использования в качестве основы растровых изображений позволяет от 5- 10 раз сократить стоимость создания Электронного Экологического Атласа по сравнению с изображениями в векторных форматах, а также унифицировать выполнение функциональной обработки графических растровых изображений для целей создания видеостраниц экологических паспортов.

4. Разработанная система геоинформационного обеспечения позволяет в 2-3 раза сократить время на поиск и анализ информации, а также повысить детализацию оценки характеристик объектов земной поверхности на этапе проведения предпроектных и проектных работ за счет использования оперативных материалов аэрокосмического зондирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом выполненных в диссертационной работе исследований явилась методика геоинформационного обеспечения экологического мониторинга. Она позволила существенно повысить полноту анализа исходной информации при разработке предпро-ектной и проектной стадий разработки градостроительной документации.

Существующие в настоящее время методы и средства мониторинга объектового состава получают дифференцированную информацию, которая используется для составления ежегодного доклада оценки состояния окружающей среды в городе, а также анализа экологической ситуации на отдельных предприятиях. Наряду с этим, отсутствуют стандарты описания экологического состояния как городских территориальных образований в целом, так и всего спектра функциональных объектов городских территорий.

Результатом решения перечисленных задач явился переход к использованию экологических геоинформационных систем, обеспечивающих прием информации от отдельных систем мониторинга и хранения ее в виде стандартизованных, хронологически структурированных данных. Для экологической паспортизации территориальных образований предложена методика, основу которой составили методы аэрокосмического дистанционного зондирования, картографического мониторинга, систем наземного городского мониторинга, а также анализ исторических архивных карт.

Для оценки негативного воздействия природных риск-факторов предложена методика оценки стоимости рисков проявления опасных факторов на основе использования вероятностных оценок их проявления.

Для экологической паспортизации территориальных объектов предложена методика, основу которой составили методы локального экологического мониторинга.

Предложенная структура построения системы геоинформационного обеспечения была реализована посредством разработанных методик паспортизации городских территорий и объектов строительства, базирующихся на сочетании архивных картографических и фотограмметрических документов, а также оперативных систем дистанционного зондирования и локального экологического мониторинга.

Для экологической паспортизации территориальных образований предложена методика, основу которой составили методы аэрокосмического дистанционного зондирования, картографического мониторинга, систем наземного городского мониторинга, а также анализ исторических архивных карт.

Инструментальной поддержкой предложенной методики паспортизации городских территорий служит, разработанный в ходе проведения диссертационных исследований, макет «Электронного экологического атласа». Его использование позволяет: осуществлять ввод, хранение, визуализацию и выдачу потребителям образцов экологических паспортов на уровне городских, окружных и районных территориальных образований; осуществлять ввод, хранение, визуализацию и выдачу потребителям образцов экологических паспортов строящихся и эксплуатируемых объектов.

Проверка методики системы геоинформационного обеспечения показала: разработанная методика паспортизации территориальных образований позволяет создавать видеостраницы паспортов города, округа и района, что существенно повышает полноту и качество разработки предпроектной документации; разработанная методика паспортизации территориальных объектов позволяет выделить участки негативного воздействия риск-факторов и локализовать местоположение точек наблюдения локального мониторинга на этапе проведения проектных работ, что снижает погрешности бюджетирования стоимости работ с 15-20 % до 5-7%;

Разработанный подход использования в качестве основы растровых изображений позволяет от 5- 10 раз сократить стоимость создания Электронного Экологического Атласа по сравнению с изображениями в векторных форматах, а также унифицировать выполнение функциональной обработки графических растровых изображений для целей создания видеостраниц экологических паспортов.

Разработанная система геоинформационного обеспечения позволяет в 2-3 раза сократить время на поиск и анализ информации, а также повысить детализацию оценки характеристик объектов земной поверхности на этапе проведения предпроектных и проектных работ за счет использования оперативных материалов аэрокосмического зондирования.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Хуторянский, Евгений Юрьевич, Москва

1. Аковецкий В.Г. "Дискретный анализ технологии цифровой стереофотограм-метрической обработки изображений". "Геодезия и картография"., 1995, Nl,c.34-39.

2. Аковецкий В.Г.,Хуторянский Е.Ю., Гаврилова В.В. Геоинформационный мониторинг городских территорий. Труды Международной научно-техническиой конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК, Москва, 2004 г., с. 186-199.

3. Алвердиев К.З., Садов А.В. Оптимизация подходов к оценке экологической состовляющей объектов недвижимости. Сборник докладов: Проблемы управления качеством городской среды.УП Международная научно-практическая С. 145-147

4. Аугусти Г., Баратта А., Кашиати Ф. Вероятностные методы в строительном проектировании. М.:Стройиздат, 1988, 584 с.

5. Безопасность России. Безопасность трубопроводного транспорта. МГФ «Знание». 479 с.

6. Бруни И.Е., Вознесенский В.Ю., Воробьев А.Ю. и др. Проблемы создания региональных геоинформационных комплексов. Москва. «Наука», 2002 г.239 с.

7. Беляева Е.Л. Методика комплексной оценки состояния окружающей среды города.- М.: Проектирование и инженерные изыскания, №5 19892. с. 27-28.

8. Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы.-М.:»Златоуст» 2000.-222с.11. «Водный кодекс РФ». Утв. 16 ноября 1995 г. № 167-ФЗ (статья 78);

9. Гаранькин Н.В., Наполов О.Б, Садов А.В. Природные ресурсы их потенциал. НИА-Природа, Москва, 2004, 301с.

10. Голубчиков С.Н., Гутников В.А., Ильина И.Н., Минин А.А., Прохоров Б.Б. Экология крупного города (на примере Москвы). Учебное пособие (под общей редакциейд.б.н. А.А. Минина).- М.: Изд-во «ПАСББА», 2001.-192

11. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. СНиП 2.07.01-89*. Москва.2002.

12. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Москвы в 1999 году.» Москва, 2000 г. Государственный комитет по охране окружающей среды Москвы. Издательство «Прима -Пресс». 304 с.

13. Грабовый П.Г. Проблемы управления рисками в экономической деятельности строительных организаций. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва. 1997г

14. Грабовой П.Г., Петрова С.Н., Полтавцев С.И. и др. Риски в современном бизнесе. М.:Изд-во «Алане». 1994.

15. Гранатуров В.М. . Экономический риск. Сущность. Методы измерений. Пути снижения. Учебное пособие. Москва. Издательство «Дело и Сервис», 1999.

16. ГОСТ 17.1.3.05-82 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных и подземных вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами», 1982 г.

17. ГОСТ Р 22.1.06-99 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов»;

18. ГОСТ 17.0.0.04-90 «Охрана природы. Экологический паспорт предприятия. Основные положения»;

19. ГОСТ 17.0.0.06-00 «Охрана природы. Экологический паспорт природо-пользователя. Основные положения. Типовые формы»;

20. Дзюба А.К. Методы подготовки растровых картографических материалов. Материалы журнала «Информационный Бюллетень ГИС-Ассоциации 2(24) 2000г.».

21. Дьяконов К.Н., Дончева А.В. Экологическое проектирование и экспертиза. Учебник. Москва, 2002 г.

22. Жуков В.Т., Новаковский Б.А., Чумаченко А.Н. Компьютерное геоэкологическое картографирование. Москва, Научный мир , 1999. 84 с.

23. Жуковский В.Е., Киселев В.В., Свешников В.В. Национальный атлас России в полиграфической и электронной версиях. -М.: Геодезия и картография, №1,2002, с. 26-28.

24. Застройка жилого комплекса по адресу: ул. Бобруйская, вл.12. Раздел «Охрана окружающей среды». ООО «Научно-производственный экологический центр « Пасьва». Москва, 2003 г.

25. Инженерно-экологические изыскания для строительства. Свод правил по проектированию и строительству. СП 11-102-97. Госстрой России. Москва.2001.

26. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов. Москва. ЦНИИГАиК, 2002.Г

27. Ишков А.Г., Катушенок В.К. Доклад о состоянии окружающей среды в г.Москве в 2000-2001 г. г.Москва. 2002г.

28. Камышев А. П. Методы и технологии мониторинга природно-технических систем Севера Западной Сибири. М.: ВНИПИГАЗДОБЫЧА, 1999.

29. Кошкарев А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993.213 с.

30. Компьютерные программы экологов. Информатика в экологии. Научно-производственное предприятие «Логус». 2002 г. 39 с.

31. Козлов С.И., Каменский С.Б. Система принятия управленческих решений в области экологии с применением ГИС-технолопш. 10 с. Центр экологической безопасности администрации Нижегородской области,. E-mail: ksi@dem.kreml.nnov.ru.

32. Курбатова А.С., Башкин В.Н.,Касимов Н.С. Экология города. НИиПИ ЭГ. Москва, Научный мир, 2004 г.

33. Курбатова А.С. Ландшафтно-экологический анализ формирования градостроительных структур. НИиПИ ЭГ., 399с., 2004 г.

34. Куролап С.А. Геоэкологические аспекты мониторинга здоровья населенья промышленных городов. Воронежский государственный университет. 8 с.

35. Киенко Ю.П., Лукашевич Е.Л. Перспективные космические средства детального дистанционного зондирования Земли-М.: Геодезия и Картография, №1,2002, с. 3-5.

36. Ларионов. В.И., Сущев С.П. , Козлов М.А., Фролова Н.И., Угаров А.Н. Применение ГИС-технологий для повышения безопасности населения и территорий. . Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Книга 6. Москва, 2003. с. .3-39.

37. Лихачева Э.А., Смирнова Е.Б. Экологические проблемы Москвы за 150 лет. Москва, 1994 г. 248 с.

38. Мазур И.И., Шапиро и др. Управление проектом. Справочное пособие. 2000 г.

39. Морозов В.П. Курс сфероидической геодезии. Издательство «Недра», Москва, 1969,. 304с.44. «Методические рекомендации по организации и ведению государственного мониторинга экзогенных геологических процессов». МПР России, Москва, 1997;

40. Мартыненко А.И. Информатика и электронная земля: фундаментальные научные проблемы // системы и средства информатики. Вып. 11-М.: Наука, 2001 с.94-112

41. Мартыненко А.И. Автоматизация в создании и применении карт // Итоги науки и техники. Картография. Том 13 М.: ВИНИТИ АН СССР, 1998, 172с.47. «Об экологическом мониторинге в городе Москве». Закон принятый Московской городской думой 24.10.2004.

42. Протасов В. Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. Москва. «Финансы и статистика»,2000 г, 672 с.

43. Полякова Г.А., Гутников В.А. Парки Москвы: экология и флористическая характеристика. Москва. ГЕОС, 2000 г.

44. Постановление Правительства РФ № 1229 «О создании единой государственной системы мониторинга» от 1993 г;52. «Положение о ведении государственного мониторинга водных объектов». Утв. Постановлением Правительства РФ № 307 от 14 марта 1997 г;

45. Постатейный комментарий. Федеральный закон «Об экологической экспертизе» Москва. 1999 г. 203 с.

46. Положение о едином порядке предпроектной и проектной подготовке строительства в г. Москве. Распоряжение Мэра Москвы №378-РМ

47. Ревзон А.Л. Картографирование состояний геотехнических систем. М.: Недра, 1992- 223 с.

48. Рагозин А.Л. Оценка и картографирование опасности и риска от природных и техногенных процессов. Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1993., Вып.З., с. 16-41. Вып.5. с.4-21.

49. Рагозин А.Л. , Акимов В.А. и др. Природные опасности России. Оценка и управление природными рисками. Изд. «КРУК», Москва 2003.

50. Савиных В.П., Малинников В.А., Цыпина Э.М., Сладкопевцев С.А. География из космоса. Москва. 2000г. МГУГиК. 223с.

51. Савиных В.П., Цветков В.Я. Особенности интеграции технологий ГИС и технологий обработки данных дистанционного зондирования Земли. М.: Исследования Земли из космоса. 2000.

52. СНиП 11-02-96. «Инженерные изыскания» для строительства. Основные положения. Москва, 2002.

53. СНиП 2.01.15-90. «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования»;

54. СНиП 22-01-95. «Геофизика опасных природных воздействий»;

55. СП 11-104-97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства» .Гострой России. Москва, 2002 г.

56. СП 11-103-97 «Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства»;

57. Стурман В.И. Экологическое картографирование: учебное пособие.- М: Аспект Пресс, 2003.- 251 с.

58. Торбин С.Б. Разработка методики создания электронного учебного регионального экологического атласа. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва 2001.

59. Туголуков A.M. Анализ причин аварий зданий и сооружений и рекомендации по их устранению. Специальное и подземное строительство. М. ЦНИИПромзданий., 1994., с. 36-46.

60. Тихвинский И.О. Особенности оценки риска для оползнеопасных территорий. ПНИИИС.

61. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 г. № 71. ФЗ.

62. Хуторянский Е.Ю. О комплексном подходе к системе экологического мониторинга городских территорий. Известия высших учебных заведений геодезия и аэрофотосъемка N4 М.:МИИГАиК, 2004г. стр. 147-151

63. Хуторянский Е.Ю. Картографическое обеспечение геоэкологического мониторинга городских территорий. Известия высших учебных заведений геодезия и аэрофотосъемка N4 М.:МИИГАиК, 2004г. стр. 73-81

64. Хуторянский Е.Ю., В.В. Гаврилова VII международная научно-практическая конференция GEOINFOKAD (Вена, Австрия 2003) тез. докладов, М: МГУГиК 2003 от ГИС-технологий к принятию управленческих решений с.39-41

65. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. Учебное пособие.-М.: МГУГиК, 1996

66. Экологический атлас Москвы. Руководитель проекта И.Н. Ильина. М.:АБФ,2000.96 с.

67. Экологическая доктрина Российской Федерации. Распоряжение Правительства РФ от 31 августа 2002 г. № 1225-Р.

68. Экология и экономика природопользования. Под. ред. проф.Э.В.Гирусова.2 изд. 2002 г.519 с.

69. Guidelines for Hazard Evaluation Procedures, Center for Chemical Process Safety of the American Institute of Chemical Engineers, 2nd Edition, 1992, p. 209.

70. Constuction Industry Research and Information Association (CIRIA)/ Rationalisation of Safety and serviceability in structural codes/ Report 63/ CIRIA, London, 1977.

71. Martynenko A.I. Electronic Earth, Country and City. Theory, Methodology and Technology // Proceedings Inter Carto 8 International Conference/ GIS for Sustainable Development or Territories, Helsinki St.-Peterburg, 2002, pp. 17-21

72. Laurini R. Information systems for urban planning: A Hypermedia Co-operative Approach //Published by Taylor and Francis, London, february 2001, 368 pp

73. M. Amore, A. Bonaccorso, F. Ferrari and M. Mattia Eolo: software for the automatic on-line treatment and analysis of GPS data for environmental monitoring // Computers and Geo-sciences, 2002, V 28, N 2, p. 271-280

74. Ehlers M., Rhein U. The role of remote sensing and Operational state-wide environmental monitoring// International archives of photogrammetry and remote sensing. Vol XXI, Part B4. Vienna 1996, p. 684-689

75. Schneider B. Integration of analytical GIS-functions in multimedia atlas information systems// ICA/ACI Conference Proceedings. Vol.1 Ottawa, 1999, p. 243-249

76. Snyder J.P., Voxland P.M. An Album of Map Projection. U.S.Geological Survey professional paper 1453, Washington, 1989.

77. Geographic Information Systems (GIS) based on Jupiter Technology// Intergraph software solutions. April 1996. - 36 p.

78. Risk Assessment. Guidance for Superfund. Vol. 1. Human Health Evalution Manuel. Office of Emergence and Remendial Response. U.S. Environmental Protection Agency. Washington, 1989.