Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий

ВАК РФ 25.00.34, Аэрокосмические исследования земли, фотограмметрия

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий"

На правах рукописи

005538586

ЗЕЛЕНКОВ ВАЛЕРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ТЕМАТИЧЕСКОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ

КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ЗАСТРАИВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Специальность 25.00.34 «Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

11 НОЯ 2013

Москва 2013 г.

005538586

Работа выполнена па кафедре Прикладной экологии и химии в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет геодезии и картографии» (МИИГАиК).

Научный руководитель: Заслуженный работник высшей школы РФ,

доктор технических наук, профессор Малинников Василий Александрович

Официальные оппоненты: Марчуков Владимир Семёнович

доктор технических наук, доцент, Московский государственный университет геодезии и картографии, профессор кафедры Космического мониторинга

Наполов Олег Борисович кандидат технических наук, доцент, ООО «Газпром ВНИИГАЗ», старший научный сотрудник

Ведущая организация: ОАО «Научно-исследовательский и производст-

венный центр «Природа»

Защита диссертации состоится «У/1 » декабря 2013 г. в /часов на заседании диссертационного совета Д.212.143.01 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет геодезии и картографии» (МИИГАиК) в зале заседаний Учёного Совета по адресу: 105064, г. Москва, Гороховский пер., 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии.

Автореферат разослан « ^ » ноября 2013 г.

Учёный секретарь /1/1 £ /

диссертационного совета (/у У^^^Степанченко Алексей Леонидович

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Усиливающийся рост городов и увеличение доли городского населения приводит к расширению городских территорий с одной стороны и к нарушению природных экосистем с другой стороны. Предполагается, что к 2030 году всё население планеты будет жить в городах или в посёлках городского типа. Такой сценарий развития цивилизации ведёт к отрыву человечества от природной среды как её части и приводит к нарушению естественных экосистем. Нарушаются условия существования человека в рамках природных комплексов. Для решения задачи оптимизации взаимоотношений человека с природной средой при градостроительном проектировании капитального строительства на предпроектной и проектной стадии необходимым условием является проведение комплексных инженерно-экологических изысканий и прогноз изменения экологического состояния природной среды. Важным элементом таких изысканий является использование космических снимков. В настоящее время созданы новые технические средства дистанционного зондирования поверхности Земли, позволяющие фиксировать изображения земной поверхности с субметровым пространственным разрешением и в различных диапазонах электромагнитного спектра. Кроме того, значительно развились математические методы обработки цифровых изображений (пространственно-спектральный анализ, вейвлет-анализ, мультифрактальный анализ, радарная интерферометрия и др.), которые могут быть с успехом применены для обработки цифровых изображений застраиваемых территорий и решения широкого круга задач градостроительства. В настоящее время появились реальные возможности для разработки методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий и реализации космического метода изучения изменений экологического состояния природной среды при градостроительном проектировании капитального строительства.

Эффективное использование космических изображений для исследования и картографирования застраиваемых территорий на сегодняшний день является нерешённой проблемой по причине отсутствия комплексной методики, опирающейся на данные дистанционного зондирования Земли из космоса. Поэтому задача разработки подобной методики актуальна и требует решения.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является решение актуальной научной задачи, заключающейся в разработке методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий. Поставленная цель достигается путём последовательного решения следующего комплекса задач:

1. провести анализ современного состояния космического мониторинга окружающей среды застраиваемых территорий;

2. определить типы и содержание карт, необходимых для инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий, создание которых возможно по данным дистанционного зондирования;

3. разработать содержание методики тематического дешифрирования космических изображений для информационного обеспечения инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий;

4. провести экспериментальные исследования для подтверждения теоретических положений разработанной методики тематического дешифрирования космических изображений застраиваемых территорий. Объектом диссертационного исследования являются космические изображения застраиваемых территорий.

Предметом диссертационного исследования является разработка методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий.

Методы исследования. Решение поставленных задач выполнено с использованием дистанционных и геоинформационных технологий, методов цифровой обработки изображений, методов математической статистики и кар-

тографии. Для верификации основных теоретических положений разработанной методики использован экспериментальный метод исследований.

Исходные материалы диссертации. В качестве исходных материалов диссертации использованы результаты научных исследований по ключевым направлениям изучаемой проблемы, нашедшие отражение в передовых научных трудах как отечественных, так и зарубежных специалистов. Также использованы:

- материалы разновременных космических съёмок сверхвысокого и высокого пространственного разрешения и различных зон спектра;

- топографические и тематические карты;

- нормативно-правовые и методические документы Российской Федерации, Правительства Московской области, администрации Одинцовского муниципального района и города Одинцово;

- результаты исследований, полученные в ходе выполнения госбюджетных работ в период 2011 — 2013 гг.;

- статистические сборники;

- программы автоматизированной обработки данных дистанционного зондирования.

Достоверность результатов исследований подтверждается полевыми исследованиями и апробацией разработанной методики.

Личный вклад автора заключается в формулировке общей идеи, постановке научной проблемы и способе её решения. Основные научные результаты полностью принадлежат автору.

Научная новизна исследований, проведённых в рамках диссертационной работы, заключается в следующем:

1. Определены типы и содержание карт, необходимых для инженерно - экологических изысканий застраиваемых территорий, создание которых возможно по данным дистанционного зондирования.

2. Разработана методика тематического дешифрирования космических изображений для информационного обеспечения инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий.

Практическая значимость работы. Разработанная методика может быть использована в качестве инструмента поддержки принятия управленческих решений в области инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий. Методика может применяться в качестве дополнения к федеральным нормативным документам СП 11-02-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства» и СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».

Основные результаты диссертации, представляемые к защите:

1. Методика тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий.

2. Авторские оригиналы карт на исследуемую территорию, составленные по данным космической съёмки сверхвысокого пространственного разрешения.

3. Рекомендации по практической реализации разработанной методики. Соответствие диссертации Паспорту научной специальности. Полученные результаты диссертационной работы соответствуют 4-ому пункту «Теория и технология дешифрирования изображений с целью исследования природных ресурсов и картографирования объектов исследований» Паспорта специальности 25.00.34 «Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия».

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены, обсуждены и получили одобрение на:

— 66-ой юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных МИИГАиК, посвяшённой 50-летней годовщине первого полёта человека в космос — Лётчика-Космонавта СССР Героя Советского Союза Юрия Алексеевича Гагарина (5-6 апреля 2011 г.);

- 67-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных МИИГАиК (3 -4 апреля 2012 г.);

- IV-ой Международной научно-практической конференции «Науки о Земле на современном этапе» (25 апреля 2012 г.);

- 68-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных МИИГАиК (9-10 апреля 2013 г.).

Материалы диссертации использованы при выполнении госбюджетной темы: Научно-исследовательская работа, проводимая при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в 2012-2013 гг. в Инновационном научно-образовательном центре «Геомониторинг» при Московском государственном университете геодезии и картографии в сотрудничестве с Мичиганским Технологическим университетом (Michigan Technological University) «Исследования и разработка открытого сетевого геоинформационного инструмента и образовательного контекста на основе применения данных и технологий дистанционного зондирования для поддержки принятия решений в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера (ГИОК ДЗЧС)» (соглашение № 14.В37.21.1243).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс Московского государственного университета геодезии и картографии при изучении студентами дисциплин «Инженерная экология», «Экология», «Применение данных дистанционного зондирования Земли для оценки окружающей среды и чрезвычайных ситуаций», «Методы решения обратных задач дистанционного зондирования», в учебный процесс Колледжа архитектуры и менеджмента в строительстве № 17 при изучении студентами профессиональных модулей по специальностям 120703 «Информационные системы обеспечения градостроительной деятельности» и 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», о чём свидетельствуют акты о внедрении в учебный процесс (Приложение В к диссертации), а также учитываются в Национальном объединении изыскателей (НОИЗ) при разработке изменений и дополнений в СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» (Приложение В).

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения, списка принятых сокращений и аббревиатур, библиографического списка литературы, списка иллюстративного материала и приложений. Текст изложен на 149 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц и иллюстрирован 26-тью рисунками. Список использованной литературы включает 109 наименований, в том числе 8 на иностранных языках.

Автор выражает благодарность научному руководителю - профессору, доктору технических наук, лауреату премии Правительства Российской Федерации за разработку и внедрение методов аэрокосмического мониторинга природной среды Малинникову В.А., а также всем коллегам за оказанную помощь в подготовке диссертационной работы.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации; поставлена цель и задачи, с помощью которых цель должна быть достигнута; обозначены предмет и объект диссертационного исследования; описаны методы и технологии, с помощью которых достигалось решение поставленных задач; приведены исходные материалы диссертации; показано в чём состоит личный вклад автора, научная новизна исследований. Также во введении сообщается о том, в каких научно-исследовательских работах, использованы материалы диссертации и в какие организации внедрены результаты исследований.

В первой главе рассмотрены особенности космического мониторинга окружающей среды застраиваемых территорий при градостроительном проектировании капитального строительства, проведён краткий обзор существующих методик изучения городских территорий на основе дешифрирования космических изображений (Арбузов С.А., Беленко В.В., Гурьянова Л.В., Кобзева Е.А., Новоселов Б.А., Новоселов Д.Б., Вгх)2Ьг{Е., ОШпсН 10. и др.), рассмотрены теоретические аспекты применения результатов космических съёмок для тематического дешифрирования застраиваемых территорий и их картографирова-

ния. На основе этого анализа выявлен ряд нерешённых проблем. К ним можно отнести недостаточную разработанность информационного обеспечения инженерно-экологических изысканий для целей градостроительного проектирования капитального строительства на основе материалов дистанционного зондирования, отсутствие цельности решаемых задач по изучению застраиваемых территорий, недостаток разработанности содержания тематических карт для целей инженерно-экологических изысканий.

В ходе детального анализа существующих на сегодняшний день работ, направленных на исследование застраиваемых территорий посредством космических съёмок были сделаны выводы относительно решения различных научно-практических задач в этой области. Общим для них является то, что для их решения используются космические снимки высокого и сверхвысокого пространственного разрешения с широким набором спектральных каналов, для обработки космических снимков применяются известные цифровые способы и методы обработки, а в результате составляются тематические карты. При этом масштаб исследований колеблется в диапазоне от 1:5 ООО до 1:100 ООО. Недостатком изученных работ, на наш взгляд, является узкая специализация методик, решающих конкретную задачу, что недостаточно для информационного обеспечения инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий, так как проектирование капитального строительства требует более широкого изучения территорий по космическим снимкам. Говоря о научных трудах зарубежных авторов, в целом можно сказать, что их работы в области космического мониторинга застраиваемых территорий направлены в основном на изучение динамики городов и структуры землепользования.

В главе также проведён анализ большого количества существующих теоретико-методологических подходов картографирования городских территорий, основанных на применении различных видов космических съёмок. В результате изучения данного вопроса нами отмечается разрозненность применяемых методов, направленных на решение конкретных узких задач. Автор считает, что не определено достаточно точно содержание карт и их соответствие нормам

инженерно-экологических изысканий. Очень важно, чтобы содержание карт отвечало нормам, так как это позволяет избежать несоответствия задач исследования и полученных результатов. При градостроительном проектировании капитального строительства и картографировании необходимо учитывать структурные особенности застраиваемых территорий. К таким особенностям можно отнести мозаичность (характеризует границы антропогенных объектов, которые определяются расположением зданий, дорог; показывает целесообразность использования непрерывных и прерывистых границ), масштаб (зависит от площади проектируемой территории), границы картографируемых явлений (на застраиваемой территории необходимо выделять границы - природные и антропогенные). При картографировании застраиваемых территорий по космическим снимкам необходимо учитывать вышеперечисленные особенности с целью наиболее грамотного проектирования капитального строительства по размещению объектов застройки.

Как показывает ряд проанализированных работ, на сегодняшний день не существует единого методологического подхода по картографированию городских и застраиваемых территорий. Это связано с тем, что невозможно отобразить на карте различные экологические ситуации только одним принципом картографирования, поэтому при составлении карт застраиваемой территории следует учитывать выбор пространственно-территориальных единиц картографирования.

Во второй главе рассмотрены теоретические основы разработанной методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий.

Разработка методики осуществлена на базе Градостроительного кодекса Российской Федерации, Свода правил «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» (СП 47.13330.2012), Свода правил «Инженерно-экологические изыскания для строительства» (СП 11-102-97).

Методика основана на комплексном использовании тематического дешифрирования космических изображений сверхвысокого и высокого пространственного разрешения и крупномасштабного картографирования.

Объектом тематического дешифрирования являются космические изображения застраиваемых территорий в пределах города (городского округа), которые могут быть представлены в масштабах 1:10 000 - 1:50 000. Диапазон масштабов исследования выбран в соответствии с предписаниями Свода правил СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения».

Методика может быть использована изыскательскими, проектно - изыскательскими и другими организациями, независимо от формы собственности, имеющими лицензию на право проведения инженерно-экологических изысканий для строительства.

Схема разработанной автором методики представлена на рисунке 1. Технологически методика состоит из семи, связанных между собой этапов, описание которых даётся в отдельных разделах главы. На рисунке 1 приняты следующие обозначения: ИК- инфракрасный, ЛА — летательный аппарат, МЗС — многозональная съёмка, РРГД - режимы регулирования градостроительной деятельности.

В частности, в главе обосновывается каким требованиям должны удовлетворять дистанционные материалы, используемые при инженерно - экологических изысканиях застраиваемых территорий, подробно описывается процесс создания географической основы карт по космическим снимкам (рисунок 2). На рисунке 2 приняты следующие обозначения: ГИС - геоинформационная система, ДЗЗ - дистанционное зондирование Земли, КИ - космическое изображение, ОДДЗЗ - обработка данных ДЗЗ, ПО — программное обеспечение, ЦМР - цифровая модель рельефа.

Сбор исходной информации о застраиваемой территории

I 1

Градостроительная документация

Природно-хозяйственные условия территории

2.

Выбор и заказ данных дистанционного зондирования Земли

Л

Источники дистанционной информации

Основной источник: космическая съёмка

Дополнительные источники (в т.ч. тепловая ИК-съёмка):

- самолётная аэросъёмка;

- аэросъёмка с применением беспилотных ЛА

X

Спектральные диапазоны

Традиционные диапазоны космической МЗС

Дополнительные диапазоны:

- фиолетовый;

- тепловой ИК;

- радиодиапазон

Актуальность данных

Заказ новой съёмки

Обращение к архиву съёмок

I

Предварительный анализ и обработка космических данных

I

Создание географической основы карт 1

Тематическая обработка космических снимков застраиваемых территорий

Визуальное дешифрирование Автоматизированное дешифрирование

Проведение полевых изысканий с целью проверки результатов тематического дешифрирования

I

6. Составление серии тематических карт на единой математической и географической основе

Карта изменений природной среды

Карта современного землепользования

Карта плотности застройки

Карта озеленённо-сти территории

Карта подвижек вертикальных смещений

Карта РРГД

7. Разработка эколого-градостроительных рекомендаций для проектирования

капитального строительства

Рисунок 1 — Методика тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий

Рисунок 2 — Схема создания географической основы карт

В главе описываются основные дешифровочные признаки, используемые при визуальном дешифрировании городов, анализируются возможности применения автоматизированной классификации с обучением и без обучения для сегментации космических изображений застраиваемых территорий.

Далее изучается вопрос, посвященный выбору программного обеспечения для обработки данных дистанционного зондирования Земли, которому необходимо отдавать предпочтение при исследовании территорий для целей градостроительного проектирования капитального строительства.

Во второй части главы предлагается состав и содержание тематических карт, необходимых при инженерно-экологических изысканиях в строительстве, которые могут быть созданы с применением методов дистанционного зондирования. Автор обосновывает, что такими картами являются:

- карта изменений природной среды;

- карта функционального зонирования территории;

- карта густоты застройки;

- карта озеленённое™ территории;

- карта подвижек вертикальных смещений;

- карта режимов регулирования градостроительной деятельности.

В третьей главе приведён пример практической реализации разработанной методики. В качестве тестовой территории был выбран активно застраивающийся в настоящее время подмосковный город Одинцово.

Описаны природно-хозяйственные условия исследуемой территории (физико-географическое положение, геоморфологические условия, метеоклиматические условия, растительность и почвенный покров). Для того чтобы минимизировать риск уничтожения исторического облика города при сооружении новых объектов капитального строительства должны учитываться сведения по истории развития местности, поэтому в главе кратко сказано и о них.

Для проведения эксперимента инженерно-технологический центр Скан-Экс, являющийся официальным дистрибьютором оператора спутниковой съёмки DigitalGlobe и имеющий договор с МИИГАиК о предоставлении космических данных для исследовательских работ аспирантов, согласился выделить ряд снимков, полученных оптико-электронными системами субметрового пространственного разрешения.

Изображения были детально изучены, проанализированы и для экспериментального исследования были выбраны два разновременных космических снимка, которые в дальнейшем обозначены как снимок № 1 (КА Истое, дата 19.09.2005 г.) и снимок № 2 (КА ОеоЕуе-1, дата 03.08.2012 г.) (рисунок 3).

С целью улучшения пространственного разрешения мультиспектральных данных была осуществлена процедура паншарпенинга. Таким образом,, пространственное разрешение первого снимка составило 0,9 м, второго - 0,5 м. У обоих снимков имеется по три стандартных для современных сенсоров канала в видимом диапазоне спектра.

Снимок спутника ОеоЕуе-1 имеет и изображение в ближнем ИК-канале, что использовалось в исследовании для идентификации состояния растительности. Подробные характеристики снимков и метаданные съёмки приведены в таблице, содержащейся в диссертации.

Рисунок 3 - Космический снимок исследуемой территории. Спутник ОеоЕуе-1, синтез в естественных цветах, пространственное разрешение 0,5 м; 03.08.2012 г.

Используя снимок GeoEye-1 была создана географическая основа карт (обзорная карта исследуемой территории), на базе которой создано четыре авторских оригинала карт, выполненных на единой математической и географической основе. Масштаб всех карт 1:20 ООО.

С помощью разновременных космических снимков (полученных с интервалом в семь лет) по средствам программного комплекса ENVI 5.0, на исследуемой территории зарегистрировано 119 изменений, суммарная площадь которых составила порядка 1,5 км2. Список всех изменений с подробным их описанием представлен в приложении к диссертации. По этим данным составлена карта изменений природной среды, на которой также показаны ограничения хозяйственной деятельности в виде водоохранных и санитарно-защитных зон. Сделан вывод относительно правильности выбора участков для строительства за изученный период времени с точки зрения эколого-градостроительной политики.

По космическому снимку № 2 в соответствии с требованиями, изложенными в Своде правил СП 42.13330.2011 было произведено вычисление коэффициента застройки для основных территориальных зон.

С помощью ИК-канала снимка, полученного с космического аппарата (КА) GeoEye-1, а также с помощью NDVI-изображения, построенного по нему, было произведено определение видового состава и состояния древесной растительности, зафиксированы вырубки. В лесных кварталах 18, 19 и 22 Ваковского лесничества была обнаружена поражённая растительность.

На базе географической основы, карты густоты застройки и озеленённо-сти, карты функционального зонирования создана карта режимов регулирования градостроительной деятельности. Данная карта, по сути, содержит в себе всю ту необходимую информацию, которая может быть получена при инженерно - экологических изысканиях в строительстве с помощью методов дистанционного зондирования.

В соответствии с Градостроительным и Земельным кодексами Российской Федерации на тестовой территории были выделены территориальные зо-

ны, для каждой из которых были установлены рекомендуемые режимы хозяйственной деятельности.

На территории земель поселений на основе карты функционального зонирования выполнена дифференциация по принципу возможности дальнейшего строительства. В результате исследования удалось установить, что в микрорайонах 2, 3, 6 и 8 плотность застройки меньше нормативного значения коэффициента застройки, следовательно эти микрорайоны отнесены к участкам, где возможно дальнейшее возведение капитальных зданий. На территориях малоэтажной застройки (малоэтажная панельная застройка, застройка индивидуальными жилыми домами с участками, коллективные садоводства и дачи) также присутствуют участки, где плотность застройки меньше нормативного значения коэффициента застройки. На таких территориях допускается как проектирование нового жилья, так и реконструкция данной жилой зоны.

В составе земель выделена рекреационная зона, предназначенная для организованного массового отдыха населения.

Кроме земель поселений, представляющих наибольший интерес с точки зрения потенциального строительства, на исследуемой территории находятся земли лесного фонда и особо охраняемые природные территории, земли сельскохозяйственного назначения, земли промышленности и иного специального назначения.

На исследуемой территории находится участок особо охраняемой природной территории местного значения «Подушкинский лес» и несколько лесных кварталов Ваковского лесничества. Любая деятельность, осуществляемая на территории Государственного лесного фонда, регламентируется Лесным кодексом Российской Федерации. Согласно Лесному кодексу перевод земель Гос-лесфонда в другую категорию земель осуществляется в исключительных случаях. Любая хозяйственная деятельность на этих территориях запрещена.

Немногочисленные сельскохозяйственные земли представлены, прежде всего, пашней, расположенной в юго-восточной части исследуемой территории. В соответствии с Земельным кодексом Российской Федерации кроме их основ-

ного назначения при определённых условиях, они могут также использоваться для отдыха и возведения жилых строений как без права регистрации, так и с правом регистрации и проживания в них. Также допускается возведение хозяйственных строений и сооружений.

Достаточно большую площадь на исследуемой территории занимают земли промышленности. На этих территориях присутствует большое количество складских помещений и пустырей, которые можно использовать в целях озеленения промзоны или возведения капитальных промышленных зданий и сооружений.

Отдельно выделены территории специальных служб. На них действует особый режим хозяйственной и любой иной деятельности. Режим градостроительной деятельности на них устанавливает непосредственно ведомство, на балансе которого находится данная территория. В данном случае это ряд объектов Министерства обороны, Федеральной службы охраны и Министерства здравоохранения Российской Федерации. Земли обороны и безопасности находятся в федеральной собственности и практически все изъяты из оборота или ограничены в обороте.

Авторский оригинал карты режимов регулирования градостроительной деятельности представлен на рисунке 4.

Составленную карту можно использовать при принятии управленческих решений в процессе хозяйственной деятельности. Ввиду того, что легенда карты режимов регулирования градостроительной деятельности априори содержит большое количество информации её было принято разместить на отдельном листе (рисунок 5).

37" 16' 37' 18'

Рисунок 4 - Авторский оригинал карты режимов регулирования градостроительной деятельности г. Одинцово

Режимы регулирования градостроительной деятельности Земли поселений

■■ Территории кипде кварталов с многовтатыми домами, в которых плотность застройки достигла или уже превысила нормапвиое значение коэффициента застройки. За^еирется возведем новых многоэтажных жилых зданий и соответственно объектов спальной инфраструктуры Допускается. реконлруо*«« данной зоны объекте* капитального строительства.

рчч'щ-д Территории жилье кварталов с многоэтажными домами, $ которых плотность застройки маныиа нормативного значения коэффициента »стройки. " Дспускается гак (фоестироеание новых многоэтажных жилых зданий и соответствующей инфраструктуры, так и реконструкция данной зоны.

Зона малоэтажной кипой застройки, застройки индивидуальными жилыми домами с участками, а также коллективных садоводств и дач. в которых плотность застройки территории достигла игм ужа превысила нормативное значение коэффициента застройки. Зат^ещается: Возведение нового жилья данных видов застройки. Допускается: реконструкция данной зоны объектов капитального строительства.

----Зою малоэтажной жилой застройки, застройки индивидуальными жилыми домами с участками, а также коллективных садоводств и дач. в которых плотность застройки поныне нормативного коэффициента застройки.

Допускается как проектирование нового жилья данных видов застройки и соответствующей инфраструктуры, так и реконструкция данной зоны.

Рефляционная зона а составе земель поселений. Земли, предназначенные и используемые для организованного массового отдыха и туризма населения. Запрещается градостроительная деятельность, препятствующая использованию их по целевому назначению. Памятники истории, архитектуры и еадоао-парковоао искусства реаиомальмоао значения, их зоны охраны

¿4ердоь Гребнееской«коны бсжней Матери, 1д0>-1802гг. * Братсыв мопты советам аоннов 194Ы942гт X Памятник В.И. Ленину, 1984г. • ■ ■ ■

Расстояния от памятников истории и культуры до проектируемых объектов капитального строительства следует принимать не менее 30 м (на плоском рельефе). Зашли организаций образования. Земли, предназначенные и используемые для размещения организаций просвещения населения. Запрещается Градостроительная деятельность, препятствующая использованию их по целевому назначению,

Зачли под объектами торговли. В соответствии с законодательством асе рынки, размещённые а некапитальных сооружениях, должны быть ликвидированы. Рекомендуется: Благоустроить территорию, создав на ней парк, расширив таким образом территорию центрального парка, прилегающую с севера.

Земли лесного фонда и особо охраняемые природные территории

Особо охраняемая природная территория местного значения "Подушкинский лес". Является объектом федеральной собственности. Порядок использования и охраны ООПТ устанавливает Правительство России на основании федеральных законов. Изъятие земель ООПТ законодательство запрещает, нарушение особого режима охраш данньи территорий влечбт повышенные меры юридической ответственности.

Земли Гослесфонда. Являются объектом федеральной собственности, которые не могут быть приватизированы, очиммотся соответстеунщим образом. Любая деятельность, осуществляемая на территории Гослесфонда, регламентируема Лесным кодексом. Перевод земель Гослесфонда в Другую категорию эе

Границы зон охраны памятников

ь производится в исключительных случаях.

Земли сельскохозяйственного назначения

Кроме основного назначения, допускается использование их для отдыха и возведения жилого строения как без права регистрации проживания, так и с правом регистрации проживания в не* а также возведение хозяйственных строений и сооружений.

Виды разрешенного использования земель сельскохозяйственного назначения: земля для садоводства; земля для пашни; земля для дачного строительства', тмное подсобное хозяйство.

Земли промышленности и иного специального назначения

Промышленные земли.

Запрещается: любое жилищное строительство.

Разрешается, размещение производственных зданий и сооружений.

Пустыри, находящиеся на промышленной территории. Запрещается: любое жилищное строительство.

Разрешается: размещение производственных зданий и сооружений, а также рекультивация этих нарушенных земель.

Территории специальных служб. На них действует особый режим хозяйственной и любой иной деятельности Режим градостроительной деятельности на них устанавливает непосредственно ведомство, на балансе которого находится данная территория. В данном случае это ряд объектов Министерства обороны, Федеральной службы охраны и Министерства здравоохранения России. Земли обороны и безопасности находятся в федеральной собственности и практически все изъяты из оборота или ограничены в обороте.

> Железные дороги

Железнодорожные платформы ' Автомагистрали ' Автодороги с покрытием Лесные дороги

Прочие условные обозначения

Еамнм! Отдельные зеленые насаждения

Лесопитомник - . — * Луговая растительность

Граница земель Гослесфонда I 1 Вырубки лесного массива (строительство объездной дорога)

Т-'п йм1 Застраиваем* в настоите время территории Гаражи

С.1..«^ Озёра и т>уды / Река ^^Н Кладбище

Рисунок 6 - Легенда к карте режимов регулирования градостроительной деятельности г. Одинцово

В завершающей части главы приведены рекомендации по практическому использованию разработанной методики. В частности сказано, что методика может с успехом использоваться в качестве инструмента поддержки принятия управленческих решений в области инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий. Полученные результаты позволяют убедиться, что космические снимки сверхвысокого пространственного разрешения могут применяться для оценки плотности застраиваемых территорий; оценки густоты озеленённости; космические изображения позволяют изучать природные и антропогенные изменения; функциональное зонирование и выявлять вертикальные смещения поверхности. Все эти возможности спутниковой съёмки, на сегодняшний день слабо реализованные при градостроительном проектировании капитального строительства, обобщены в рамках настоящей методики, нуждающейся в активном её внедрении в градостроительные процессы. Разработанная методика может применяться в качестве дополнения к федеральным нормативным документам СП 11-02-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства» и СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» (Приложение В к диссертации).

Кроме изыскательских и проектно-изыскательских учреждений, для которых, прежде всего, разработана методика, она может быть использована и другими организациями, независимо от формы собственности, имеющими лицензию на право проведения инженерно-экологических работ. Различные общественные организации могут использовать полученные в ходе реализации методики на практике результаты для контроля соблюдения законности при градостроительном проектировании. При агрессивной политике застройщиков, а также в случае несовпадения позиций администрации города и местных жителей относительно дальнейшего развития территории, карты, созданные в соответствии с настоящей методикой, могут использоваться населением для защиты своих прав, что в конечном итоге является важнейшим шагом на пути становления гражданского общества в нашей стране.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом диссертационной работы является решение научно-практической задачи, имеющей важное хозяйственное и социально - экономическое значение - разработка методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий.

В ходе работы был проведён детальный анализ научной литературы отечественных и зарубежных специалистов по вопросам современного состояния космического мониторинга окружающей среды застраиваемых территорий и комплексной оценки экологического состояния территорий; определены типы и содержание карт, актуальных для инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий, создание которых возможно по данным дистанционного зондирования. Благодаря дистанционным и геоинформационным технологиям, методам цифровой обработки изображений удалось выполнить экспериментальные исследования по реализации разработанной методики, в результате которых создана серия авторских оригиналов карт на единой математической и географической основе карт на исследуемую территорию.

В работе даны рекомендации по эффективному использованию разнообразной дистанционной информации для изучения и картографирования застраиваемых территорий. В диссертационном исследовании показано, что при комплексных инженерно-экологических изысканиях и прогнозе изменений экологического состояния природной среды при градостроительном проектировании капитального строительства на предпроектной и проектной стадиях данные дистанционного зондирования могут быть чрезвычайно полезным источником информации.

К важным достоинствам разработанной методики следует отнести и тот факт, что она позволяет снизить временные, трудовые и финансовые затраты на проведение инженерно-экологических изысканий и сократить сроки получения актуальной информации о застраиваемой территории.

С помощью разработанной методики создана карта режимов регулирования градостроительной деятельности подмосковного города Одинцово, даны рекомендации по дальнейшему развитию его территории на основе использования данных дистанционного зондирования.

Таким образом, поставленная цель диссертационной работы достигнута, а предусмотренные ею задачи реализованы.

Список публикаций по теме диссертации

Научные статьи, опубликованные в рецензируемых научных журналах,

рекомендованных Высшей аттестационной комиссией при Министерстве образования и науки Российской Федерации:

1. Садов, А. В. Аэрокосмический мониторинг городов и городских агломераций [Текст] / А. В. Садов, В. В. Зеленков // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. - 2012. - № 6. - С. 48-53.

2. Зеленков, В.В. Применение методов дистанционного зондирования при планировании, эксплуатации и реконструкции теплотрасс и ЛЭП [Текст] /

B. В. Зеленков. - Естественные и технические науки. - 2012. - №3. -

C. 510-514.

3. Малинников, В.А. Экспериментальные исследования тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий [Текст] / В. А. Малинников, В. В. Беленко, В. В. Зеленков // Естественные и технические науки. - 2013. - № 5. - С. 182-187.

Научные статьи, опубликованные в прочих изданиях:

4. Зеленков, В. В. Планирование и оценка текущего состояния объектов ЖКХ с помощью спутниковых данных [Текст] / В. В. Зеленков // Сборник статей по итогам научно-технических конференций. — М.: Изд-во МИИГАиК, 2011. - Вып. 4. - С. 44-47.

5. Зеленков, В. В. Использование аэрокосмических методов при изучении ЛЭП [Текст] / В. В. Зеленков // Науки о Земле на современном этапе : материалы IV Междунар. науч.-практ. конф., (Москва, 25 апр. 2012 г.). - М.: Изд-во «Спутник+», 2012. - С.125-129.

Подписано в печать: 05.11.2013

Заказ № 9021 Тираж - 120 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www. autoreferat. ru

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Зеленков, Валерий Валерьевич, Москва

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ

плс На правах рукописи

0420136^905 1 ™

ЗЕЛЕНКОВ ВАЛЕРИИ ВАЛЕРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ТЕМАТИЧЕСКОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ

КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ЗАСТРАИВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ

25.00.34 - Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель -Заслуженный работник высшей школы РФ, Лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники, доктор технических наук, профессор Малинников В.А.

Москва-2013 г.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ..................................................... 5

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ КОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ЗАСТРАИВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ............................................ 11

1.1 Особенности космического мониторинга окружающей среды застраиваемых территорий при градостроительном проектировании капитального строительства............................. 11

1.2 Обзор существующих методик изучения городских территорий на основе дешифрирования космических изображений............ 14

1.3 Теоретические аспекты применения результатов космических съёмок для тематического дешифрирования застраиваемых территорий............................................... 18

1.4 Картографическое обеспечение результатов тематического дешифрирования космических изображений застраиваемых территорий............................................... 35

1.5 Постановка цели и задач исследования....................... 43

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ТЕМАТИЧЕСКОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ЗАСТРАИВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ.......................... 45

2.1 Сбор и анализ информации о застраиваемой территории......... 47

2.2 Выбор дистанционных материалов для проведения исследования и

их предварительная обработка..............................................................48

2.3 Создание географической основы карт................................................55

2.4 Тематическая обработка космических снимков застраиваемых территорий..............................................................................................61

2.4.1 Визуальное дешифрирование космических изображений

застраиваемых территорий.................................. 62

2.4.2 Автоматизированное дешифрирование космических изображений

застраиваемых территорий....................................................................оэ

2.5 Картографическое обеспечение результатов тематической обработки космических изображений застраиваемых территорий 69

2.6 Выводы по главе 2..................................................................................79

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИКИ ТЕМАТИЧЕСКОГО ДЕШИФРИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИНЖЕНЕРНО -ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ ЗАСТРАИВАЕМЫХ

ТЕРРИТОРИЙ............................................ 80

3.1 Природно-хозяйственные условия территории................. 81

3.2 Экспериментальные исследования по практической реализации методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий.................................. 87

3.2.1 Создание географической основы карт на исследуемую территорию............................................... 87

3.2.2 Исследование изменений природной среды застраиваемой территории по данным дистанционного зондирования................ 93

3.2.3 Картографирование современного функционального зонирования

г. Одинцово............................................... 102

3.2.4 Исследование плотности застройки и озеленённости с использованием космической съёмки................................... 104

3.2.5 Разработка режимов регулирования градостроительной деятельности на территории г. Одинцово на основе космической съёмки .... 109

3.3 Разработка рекомендаций по практическому использованию методики................................................. 114

3.4 Выводы по главе 3......................................... 116

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................. 117

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И АББРЕВИАТУР............ 119

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................. 122

СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА..................... 136

Приложение А (справочное). Основные характеристики космических

аппаратов 1копоэ и ОеоЕуе-1 и их съёмочной аппаратуры............... 139

Приложение Б (обязательное). Сведения об изменениях в городе Одинцо-во, зафиксированных по космическим снимкам сверхвысокого пространственного разрешения за 2005 — 2012 годы........................... 141

Приложение В (обязательное). Копии актов и справок о внедрении результатов исследований......................................... 147

ВВЕДЕНИЕ

Усиливающийся рост городов и увеличение доли городского населения приводит к расширению городских территорий с одной стороны и к нарушению природных экосистем с другой стороны. Предполагается, что к 2030 году всё население планеты будет жить в городах или в посёлках городского типа [108]. Такой сценарий развития цивилизации ведёт к отрыву человечества от природной среды как её части и приводит к нарушению естественных экосистем. Нарушаются условия существования человека в рамках природных комплексов. Для решения задачи оптимизации взаимоотношений человека с природной средой при градостроительном проектировании капитального строительства на предпроектной и проектной стадии необходимым условием является проведение комплексных инженерно-экологических изысканий и прогноз изменения экологического состояния природной среды. Важным элементом таких изысканий является использование космических снимков [55]. В настоящее время созданы новые технические средства дистанционного зондирования поверхности Земли, позволяющие фиксировать изображения земной поверхности с субметровым пространственным разрешением и в различных диапазонах электромагнитного спектра. Кроме того, значительно развились математические методы обработки цифровых изображений (пространственно-спектральный анализ, вейвлет-анализ, мультифрактальный анализ, радарная интерферометрия и др.) [60], которые могут быть с успехом применены для обработки цифровых изображений застраиваемых территорий и решения широкого круга задач градостроительства. В настоящее время появились реальные возможности для разработки методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий и реализации космического метода изучения изменений экологического состояния природной среды при градостроительном проектировании капитального строительства.

Эффективное использование космических изображений для исследования и картографирования застраиваемых территорий на сегодняшний день является не-

решённой проблемой по причине отсутствия комплексной методики, опирающейся на данные дистанционного зондирования Земли из космоса. Поэтому задача разработки подобной методики актуальна и требует решения.

Целыо диссертационной работы является решение актуальной научной задачи, заключающейся в разработке методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий. Поставленная цель достигается путём последовательного решения следующего комплекса задач:

1. провести анализ современного состояния космического мониторинга окружающей среды застраиваемых территорий;

2. определить типы и содержание карт, необходимых для инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий, создание которых возможно по данным дистанционного зондирования;

3. разработать содержание методики тематического дешифрирования космических изображений для информационного обеспечения инженерно -экологических изысканий застраиваемых территорий;

4. провести экспериментальные исследования для подтверждения теоретических положений разработанной методики тематического дешифрирования космических изображений застраиваемых территорий.

Объектом диссертационного исследования являются космические изображения застраиваемых территорий.

Предметом диссертационного исследования является разработка методики тематического дешифрирования космических изображений для целей инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий.

Решение поставленных задач выполнено с использованием дистанционных и геоинформационных технологий, методов цифровой обработки изображений, методов математической статистики и картографии. Для верификации основных теоретических положений разработанной методики использован экспериментальный метод исследований.

В качестве исходных материалов диссертации использованы результаты научных исследований по ключевым направлениям изучаемой проблемы, нашедшие отражение в передовых научных трудах как отечественных, так и зарубежных специалистов. Также использованы:

- материалы разновременных космических съёмок сверхвысокого и высокого пространственного разрешения и различных зон спектра;

- топографические и тематические карты;

- нормативно-правовые и методические документы Российской Федерации, Правительства Московской области, администрации Одинцовского муниципального района и города Одинцово;

- результаты исследований, полученные в ходе выполнения госбюджетных работ в период 2011 - 2013 гг.;

- статистические сборники;

- программы автоматизированной обработки данных дистанционного зондирования;

- иные источники, в том числе результаты собственных исследований автора. Личный вклад автора заключается в формулировке общей идеи, постановке

научной проблемы и способе её решения. Основные научные результаты полностью принадлежат автору. Автор также принимал непосредственное участие в постановке физических экспериментов, обработке и анализе данных, полученных в ходе их проведения в рамках научно-исследовательской работы в ИНЦ «Геомониторинг» (соглашение № 14.В37.21.1243), результаты которой частично использованы в диссертации.

Научная новизна исследований, проведённых в рамках диссертационной работы, заключается в следующем:

1. Определены типы и содержание карт, необходимых для инженерно - экологических изысканий застраиваемых территорий, создание которых возможно по данным дистанционного зондирования.

2. Разработана методика тематического дешифрирования космических изображений для информационного обеспечения инженерно-экологических изысканий застраиваемых территорий.

Основные результаты диссертационной работы были доложены, обсуждены и получили одобрение на:

- 66-ой юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных МИИГАиК, посвящённой 50-летней годовщине первого полёта человека в космос — Лётчика-Космонавта СССР Героя Советского Союза Юрия Алексеевича Гагарина (5 — 6 апреля 2011 г.);

- 67-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных МИИГАиК (3-4 апреля 2012 г.);

- IV-ой Международной научно-практической конференции «Науки о Земле на современном этапе» (25 апреля 2012 г.);

- 68-ой научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных МИИГАиК (9 - 10 апреля 2013 г.).

Материалы диссертации использованы при выполнении госбюджетной темы: Научно-исследовательская работа, проводимая при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в 2012-2013 гг. в ИНЦ «Геомониторинг» при Московском государственном университете геодезии и картографии в сотрудничестве с Мичиганским Технологическим университетом (Michigan Technological University) «Исследования и разработка открытого сетевого геоинформационного инструмента и образовательного контекста на основе применения данных и технологий дистанционного зондирования для поддержки принятия решений в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера (ГИОК ДЗЧС)» (соглашение № 14.В37.21.1243).

Результаты исследований внедрены в учебный процесс Московского государственного университета геодезии и картографии при изучении студентами дисциплин «Инженерная экология», «Экология», «Применение данных ДЗЗ для оценки ОС и ЧС», «Методы решения обратных задач дистанционного зондирования», в учебный процесс Колледжа архитектуры и менеджмента в строительстве

№ 17 при изучении студентами профессиональных модулей по специальностям 120703 «Информационные системы обеспечения градостроительной деятельности» и 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», о чём свидетельствуют акты о внедрении в учебный процесс (Приложение В), а также учитываются в Национальном объединении изыскателей (НОИЗ) при разработке изменений и дополнений в СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения» (Приложение В).

Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения, списка принятых сокращений и аббревиатур, библиографического списка литературы, списка иллюстративного материала и приложений. Текст изложен на 149 страницах машинописного текста, содержит 8 таблиц и иллюстрирован 26-тью рисунками. Список использованной литературы включает 109 наименований, в том числе 8 на иностранных языках.

Автор выражает благодарность научному руководителю - профессору, доктору технических наук, лауреату премии Правительства Российской Федерации за разработку и внедрение методов аэрокосмического мониторинга природной среды Малинникову В.А. за оказанную помощь в подготовке диссертационной работы, а также

- Дважды Герою Советского Союза, Лётчику-космонавту СССР, члену-корреспонденту Российской академии наук, профессору, доктору технических наук Савиных В.П;

- профессору, доктору геолого-минералогических наук, академику Российской академии естественных наук, лауреату Государственной премии Российской Федерации в области науки и техники Садову А.В;

- профессору, доктору географических наук Браткову В.В;

- генерал-лейтенанту, профессору Завизионову Ю.Г;

- сотрудникам кафедр Аэрокосмической съёмки и Космического мониторинга за предоставление необходимых материалов, за ценные замечания и рекомендации по улучшению работы;

- Инженерно-технологическому центру «СканЭкс» за предоставленные космические снимки;

- Инновационному научно-образовательному центру «Геомониторинг» за предоставление возможности пользования новейшими программными комплексами для обработки данных ДЗЗ;

- Студенческому конструкторскому бюро «Кречет»;

- жителям города Одинцово за предоставление актуальной информации о строительной деятельности в их городе.

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ КОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ЗАСТРАИВАЕМЫХ ТЕРРИТОРИЙ

1.1 Особенности космического мониторинга окружающей среды застраиваемых территорий при градостроительном проектировании

капитального строительства

На сегодняшний день остро стоит проблема информационного обеспечения градостроительного проектирования застраиваемых территорий на прединвести-ционной и проектной стадии капитального строительства. При этом особая роль отводится проведению инженерно-экологических изысканий на территориях, подлежащих к планировке и застройке. В ходе прединвестиционной стадии выполняется: разработка программ, схем отраслевого и территориального развития земель, комплексного использования и охраны природных ресурсов, схем инженерной защиты, выбор и экологическое обоснование места расположения строительных объектов, технико-экономическое обоснование строительства, отвод земли под строительство. На проектной стадии капитального строительства выполняются проектно-изыскательские работы, разработка оперативных планов строительства; выполнение строительно-монтажных работ.

Перечисленные стадии градостроительного проектирования застраиваемых территорий нашли своё отражение в нормативных документах, регламентирующих проведение инженерно-экологических изысканий для строительства, планировки и застройки территорий [89, 90]. Указанные стадии являются важной частью работ по разработке перспективных планов развития территорий и проведению инженерно-экологических изысканий, а результатом этих работ является составление карт зонирования застраиваемых территорий.

Качественное и эффективное выполнение этих работ на всех стадиях градостроительного проектирования капитального строительства возможно лишь при наличии полного информационного обеспечения.

Одним из средств получения информации о состоянии окружающей среды застраиваемых территорий может служить исследование, основанное на использовании космических снимков высокого разрешения, полученных в широком диапазоне электромагнитного спектра посредством различных съёмочных систем.

Изучение окружающей среды конкретных застраиваемых территорий с использованием космических снимков должно выполняться совместно с использованием программных ГИС-продуктов. Создание геоинформационного обеспечен