2015-06-26
326ЗВІТ
З НАУКОВО - ДОСЛІДНИЦЬКОЇ РОБОТИ
Розробка системи картографічного забезпечення управління екологічною безпекою і моніторингу відтворюваними ресурсами на базі геоінформаційних технологій і використання космічних знімків
Науковий керівник
д.т.н., професор О.М. Трофимчук
Відповідальні виконавці:
д. ф.-м. н., професор В.О.Устименко
Д.Л. Крета
Київ
2009 р.
СПИСОК ВИКОНАВЦІВ
| 1. | д.т.н., проф. Трофимчук О.М. | Науковий керівник теми Звіт у цілому |
| 2. | д. ф.-м. н., професор Устименко В.О. | Відповідальний виконавець Звіт у цілому |
| 3. | Крета Д.Л. | Відповідальний виконавець Звіт у цілому |
| 4. | Клименко В.І. | Розділи 1, 2, |
| 5. | Зінкін В.Ф. | Розділ 1 |
| 6. | Клочко Т.О. | Розділ 3 |
| 7. | Загородня С.В. | Параграф 4.3 |
| 8. | Шевякіна Н.А. | Параграф 4.3 |
| 9. | Гребень О.С. | Параграф 4.1,4.2 |
| 10. | Клешнін О.В. | Параграфи 4.3 |
УДК 502/504:502.35:912.43
РЕФЕРАТ
Сучасна концепція підвищення ефективності діяльності Управлінь охорони навколишнього природного середовища обласних державних адміністрацій полягає в залученні сучасних геоінформаційних технологій і методів дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) з космосу. В Інституті телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАНУ систематично виконуються НДР, пов’язані з розробкою і впровадження цих технологій для інформаційної підтримки рішень в завданнях управління охороною навколишнього природного середовища, раціональним використанням відновлюваних природних ресурсів, плануванням заходів щодо попередження та ліквідації надзвичайних ситуацій природного й техногенного походжень. Відповідні інформаційно – аналітичні системи, в оболонці сучасної ГІС – платформи ARCVIEW, розроблені для Обласних управлінь охорони навколишнього природного середовища Херсонської, Рівненської, Полтавської, Сумської, Київської, Донецької, Чернівецької, Черкаської та Чернігівської областей. Суттєвою складовою їх інформаційних ресурсів є фонди космічних знімків територій цих областей повної лінійки розрізнення. На основі накопиченого практичного досвіду розроблена типова ГІС управління охороною навколишнього природного середовища (ОНПС) на обласному рівні. Вона стане базовою при тиражуванні таких систем для всіх областей України з урахуванням індивідуальних особливостей кожної з них.
|
|
|
Сторонок 109, таблиць 25, ілюстрацій 52.
ЗМІСТ
| ВСТУП | |
| РОЗДІЛ 1 | |
| Функціональне призначення і структура інформаційних ресурсів обласної геоінформаційної системи управління охороною навколишнього природного середовища | |
| 1.1 Структура обласної ГІС охорони навколишнього природного середовища | |
| 1.2 ГІС –платформа обласної ГІС ОНПС | |
| 1.3. Склад інформаційного фонду ГІС ОНПС | |
| 1.3.1 Топографічна основа ГІС ОНПС | |
| 1.3.2 Техногенні і природні чинники екологічної безпеки | |
| 1.3.3.Відновлювані природні ресурси їх екологічний стан та моніторинг | |
| 1.3.4. Природно-заповідний фонд | |
| 1.4. Склад спеціалізованого фонду космічних знімків території області. | |
| 1.5. Джерела первинної інформації ГІС ОНПС | |
| 1.6 Регламенти наповнення і актуалізації первинних даних | |
| 1.7 Технологія отримання і використання космічних знімків в структурі ГІС ОНПС | |
| 1.8 Регламенти поліпшення якості космічних знімків | |
| 1.9 Сценарії взаємодії користувачів із інформаційним фондом обласної ГІС ОНПС | |
| Розділ 2 Теоретичні засади тематичної обробки космічних знімків в завданнях інвентаризації відновлюваних природних ресурсів | |
| 2.1 Візуальне дешифрування космічних знімків і формалізація дешифрувальних ознак | |
| 2.2 Сегментація зображень | |
| 2.3 Виявлення перепадів значень параметрів зображення, виділення площинних і лінійно - протяжних об’єктів | |
| 2.4 Ідентифікація об’єктів на космічних знімках | |
| Розділ 3 Структура фонду космічних знімків території області | |
| 3.1 Склад архіву космічних знімків області | |
| 3.2 Структура архіву знімків TERRALook | |
| 3.3 Структура архіву знімків LANDSAT | |
| 3.4 Структура архіву знімків QuickBird | |
| Розділ 4 ТЕХНОЛОГІИЯ СИНТЕЗУ ТЕМАТИЧНИХ КАРТ У ОБОЛОНЦІ ГІС ОНПС | |
| 4.1 Синтез векторних тематичних шарів | |
| 4.1.1 Шейп - файл точкових об`єктів | |
| 4.1.2 Шейп - файл лінійних об`єктів | |
| 4.1.3 Шейп – файл полігональних об`єктів | |
| 4.1.4 Растрові файли | |
| 4.2. Приклади макетів векторних тематичних шарів зі складу ГІС ОНПС Чернігівської області | |
| 4.2.1 Топографічна основа | |
| 4.2.2 Техногенні чинники екологічної безпеки | |
| 4.2.3 Моніторинг | |
| 4.2.4 Об’єкти природно-заповідного фонду та рекреації | |
| 4.3 Технологія об`єднання набору тематичних шарів у склад екологічної карти області | |
| ВИСНОВКИ | |
| ЛІТЕРАТУРА |
ВСТУП
|
|
|
Аналіз існуючої системи інформаційного забезпечення державних органів управління охороною навколишнього природного середовища на обласному рівні свідчить, що її ефективність по ряду характеристик не відповідає сучасним вимогам. Це обумовлено тим, що існуючі відомчі системи збору первинних даних по поточні стани об'єктів управління організаційно й методично розрізнені, що утруднює їх ефективне використання в процедурах планування, обґрунтування і прийняття ефективних управлінських рішень. Державні програми й інноваційні проекти, спрямовані на підвищення ефективності природокористування, заходів по забезпеченню достатнього рівня екологічної безпеки в ряді випадків базуються на не складових єдиного інформаційного простору, а на відомчих базах даних, які не взаємопов’язані й системно не скоординовані органами державної влади. Організація збору первинної інформації про стан складових навколишнього середовища і основних чинників негативних впливів на них по оперативності, достовірності і точності не завжди відповідає вимогам розробки науково – обґрунтованих управлінських рішень, пов’язаних з оптимізацією процесів територіального розвитку. Існуюча система інформаційної підтримки рішень з питань управління охороною довкілля і екологічною безпекою на обласному рівні потребує суттєвої модернізації, яка дозволить формувати найбільш обґрунтовані рішення, спрямовані на вирішення практичних завдань забезпечення:
¾ стійкого соціально-економічного та екологічно збалансованого розвитку області;
¾ раціонального використання відновлюваних природних ресурсів області;
|
|
|
¾ ефективної охорони навколишнього природного середовища;
¾ подолання екологічних проблем і загроз;
¾ достовірного прогнозу надзвичайних ситуацій природного і техногенного походжень і ефективного управління плануванням заходів по їх попередженню і ліквідації.
Найбільш оптимальною формою вказаної модернізації уявляється створення обласних територіально розподілених систем збору, систематизації, аналізу і надання зацікавленим компетентним користувачам об’єктивної, повної, достовірної і точної інформації про поточні стани складових довкілля і динаміки негативних впливів на них природних і техногенних чинників. Основою таких систем має стати міжвідомчий, просторово-розподілений банк даних, що являє собою сукупність і взаємне системне об'єднання ресурсів різних відомчих, спеціальних і тематичних банків даних на основі єдиної цифрової топографічної основи області, єдиних класифікаторів і форматів обміну даними в режимі реального часу. Такий банк даних дасть змогу створити єдиний інформаційний простір, складові якого характеризують існуючу інфраструктуру природно-ресурсного й техногенного потенціалу області, об'єднану єдиною системою телекомунікацій. Сучасна концепція формування вказаного інформаційного простору базується на залученні технологій геоінформаційних систем (ГІС) [1, 2] і дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) з космосу [3]. Ці технології дозволяють з високою ефективністю вирішувати ряд актуальних проблем, інформаційної підтримки рішень з питань:
¾ ведення кадастрів природних ресурсів і інженерних комунікацій;
¾ управління раціональним використанням і охороною відновлюваних природних ресурсів;
¾ управління плануванням заходів по попередженню і ліквідації надзвичайних ситуацій природного й техногенного походжень;
¾ екологічного аудиту суб’єктів господарської діяльності в промисловості, транспорті, сільському господарстві;
¾ страхування екологічних ризиків.
ГІС інтегрують технології роботи з базами даних, процедури математичного аналізу й методи візуального (картографічного) подання результатів предметно – орієнтованої обробки різноманітної просторово-розподіленої (геопросторової) інформації. Оскільки отримана при цьому інформація часто є вирішальною для забезпечення соціально-економічного розвитку, планування й керування територіями, а геоінформаційні технології (ГІС-технології) забезпечують однакову (просторову) уніфікацію такої інформації і її сполучене використання, сучасні ГІС визнані одним з універсальних інтегрованих інформаційно-технологічних засобів аналізу актуальних регіональних проблем. Вони створюються з метою підвищення ефективності діяльності обласних органів державної влади в завданнях оперативного управління екологічною безпекою, охороною довкілля та раціональним використанням природних ресурсів, плануванням заходів по попередженню і ліквідації надзвичайних ситуацій техногенного і природного походжень. На базі постійно актуалізуємих електронних тематичних карт території області з широким спектром їх тематичного змісту і відповідних баз атрибутивних даних ці системи відкривають принципово нові можливості практичного вирішення завдань:
|
|
|
¾ виявлення критичних чинників техногенного та антропогенного впливу на довкілля та стан здоров’я населення;
¾ збільшення рівня знань про екологічний стан навколишнього природного середовища;
¾ поліпшення оперативності та повноти забезпечення інформацією екологічного змісту зацікавлених в ній користувачів із органів державної влади і місцевого самоврядування, громадськості, освіти;
¾ підвищення ефективності планування заходів по попередженню та ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій.
ВІнституті телекомунікацій і глобального інформаційного простору Національної академії наук України систематично виконуються дослідження, спрямовані на розробку і впровадження в органах державної влади сучасних технологій інформаційної підтримки рішень з питань ефективного управління природокористуванням і екологічною безпекою в межах території відповідних областей України. Накопичений при цьому практичний досвід свідчить, що розроблені і вже впроваджені в системі обласних органів державної влади ГІС ОНПС стали дійовим інструментом підвищення ефективності інформаційної підтримки рішень з питань охорони навколишнього природного середовища, раціонального використання відновлюваних природних ресурсів, екологічної безпеки, екологічного аудиту; страхування екологічних ризиків і т.і. Для забезпечення умов узгодження цих систем із інформаційно – аналітичними системами державного рівня, наприклад, Єдиною державною системою запобігання і реагування на надзвичайні ситуації техногенного та природного характеру або Урядовою інформаційно-аналітичною системою з питань надзвичайних ситуацій необхідно, щоб вони створювалися на уніфікованих програмно – технологічних засобах і структурах задіяних інформаційних ресурсів. Це може бути досягнуто на основі застосування при їх синтезі уніфікованих (типових) рішень. Змісту і формам таких рішень присвячений даний Звіт.
