Географски информационни системи в екологията. Географски информационни системи в екологията и управлението на околната среда

Подобни документи

Информационно осигуряване на екологични изследвания. Структура и характеристики на експертната система. Предимства на гео информационни системи. Модели в "математическата екология". Системи за събиране на данни. Комбинирането на различни информационни технологии.

резюме, добавено на 12/11/2014

Определение за екология. Основни раздели. Законите на екологията. Организъм и среда. Практическо значение на екологията. Взаимодействие на селскостопански и природни екосистеми, комбинации от култивирани и природни ландшафти.

резюме, добавено на 25.10.2006 г

Възникване и развитие на екологията като наука. Възгледите на Чарлз Дарвин за борбата за съществуване. Формализация на екологията в самостоятелен клон на знанието. Свойствата на "живата материя" според учението на V.I. Вернадски. Превръщане на екологията в цялостна наука.

резюме, добавено на 21.12.2009 г

Структурата на съвременната екология като наука. Концепцията за местообитание и фактори на околната среда. Екологично значение на пожарите. Биосферата е една от геосферите на Земята. Същността на екологичните закони на Комонър. Опасността от замърсители (замърсители) и техните видове.

тест, добавен на 22.06.2012 г

История на развитието на околната среда. Формирането на екологията като наука. Превръщането на екологията в комплексна наука, включваща науки за опазването на природните и заобикалящ човекзаобикаляща среда. Първите екологични действия в Русия. Биография на Келер Борис Александрович.

резюме, добавено на 28.05.2012 г

Видове системи в екологията. Цели на изследването и граници на идентифициране на системата във времето и пространството. Цялост на системата, принцип на възникване. Прави и обратни връзки в земната екосистема. Характеристики на концептуалните принципи на идентифициране на системи.

презентация, добавена на 03.04.2013 г

Основи на човешката екология: понятия и термини. Връзката между човешката екология и здравните проблеми. Основни аксиоми на екологията. Концепцията за зона на стабилност и нестабилност на околната среда. Най-важните съвременни антропогенни екосистеми, техните характеристики.

резюме, добавено на 24.12.2014 г

Глобални проблеми заобикаляща среда. Интердисциплинарен подход към изследването на екологичните проблеми. Съдържанието на екологията като основен подраздел на биологията. Нива на организация на живите същества като обекти на изучаване на биологията, екологията, физическата география.

резюме, добавено на 05/10/2010

Историята на произхода и етапите на формирането на екологията като наука, формирането на екологията в самостоятелен клон на знанието, превръщането на екологията в комплексна наука. Появата на нови области на науката: биоценология, геоботаника, популационна екология.

резюме, добавено на 06/06/2010

Теоретични проблеми социална екология. Информационни, математически и нормативно-технологични методи, техните закономерности, специфика и обективна необходимост от единство. Основни закони на социалната екология, тяхната същност, съдържание и значение.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

ФЕДЕРАЛНА АГЕНЦИЯ ЗА ОБРАЗОВАНИЕ

състояние образователна институциявисше професионално образование

„Държавна полиция на Санкт Петербург Технически университет»

ИНСТИТУТ ПО УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАЦИОННИ ТЕХНОЛОГИИ

(клон) на държавата Санкт Петербург Политехнически университетв Череповец

(ИМИТ СПбСПУ)

Дисциплина: "Информатика"

Тема: “Геоинформационни системи в екологията и управлението на околната среда”

Попълнено от студент от група z.481 Екатерина Александровна Барская

Вариант № 5 Тетрадка № з4080105

Ръководител Николай Сергеевич Матвеев

Череповец

Въведение

Информационни системи

ГИС софтуер

Географски информационни системи в екологията

Проект MEMOS

Библиография

Въведение

Информационните технологии служат предимно за спестяване на ресурси чрез намиране и след това използване на информация за подобряване на ефективността човешка дейност. В момента изследванията за опазване на околната среда се провеждат във всички области на науката и технологиите от различни организации и на различни нива, включително на държавно ниво. Информацията от тези проучвания обаче е силно разпръсната.

Големи обеми информация за околната среда, данни от дългосрочни наблюдения и най-новите разработки са разпръснати в различни информационни бази или дори са разположени на хартия в архиви, което не само усложнява тяхното търсене и използване, но и води до съмнения относно надеждността на данните и ефективното използване на средствата, отделени за околната среда от бюджета, чужди фондове или търговски структури.

Вторият момент, който определя необходимостта от информатизация, е постоянен мониторинг на действителното състояние на околната среда, плащане на данъци и прилагане на екологични мерки. Необходимостта от контрол възниква с приемането на таксите за замърсяване през 1992 г., когато се откриват проблеми като преиндексиране на плащанията поради инфлация, неплащане за замърсяване на въздуха и „укриване“ на екологични плащания, поради липса на необходимата техническа база за своевременно наблюдение на спазването на закона.

Благодарение на автоматизираните системи за мониторинг контролът върху екологичните дейности става по-ефективен, тъй като постоянният мониторинг позволява не само да се следи правилното прилагане на закона, но и да се правят промени в него в съответствие с действителните условия на екологичната и социално-икономическата ситуация. .

На границата на двете хилядолетия се изостря проблемът за връзката между човешкото общество и околната среда. През последните десетилетия се увеличи рискът от големи екологични катастрофи, причинени от хората и в резултат на защитната реакция на природата.

Природни и причинени от човека екологични бедствия имат исторически аспект. Различни природни бедствия, като наводнения и горски пожари, са съществували през цялата история на нашата планета. Въпреки това, с развитието съвременна цивилизацияВъзникна нов вид бедствие, включително опустиняване, деградация на земята, прашни бури, замърсяване на Световния океан и др. Началото на 21 век поставя спешно предизвикателството да се оцени рискът от екологични бедствия и да се предприемат мерки за предотвратяването им. С други думи, задачата за управление на екологичните бедствия стана спешна. И това е възможно, ако има необходимата информационна подкрепа за миналото, настоящето и бъдещото състояние на обекти на околната среда, включително природни, създадени от човека и антропогенни системи.

Информационни системи

Съвременните информационни технологии са предназначени за търсене, обработка и разпространение на големи количества данни, създаване и управление на различни информационни системи, съдържащи бази данни и банки от данни и знания.

IN в широк смисълс думи, информационната система е система, някои елементи на която са информационни обекти (текстове, графики, формули, сайтове, програми и др.), а връзките са от информационен характер.

Информационна система, разбирана в по-тесен смисъл, е система, предназначена да съхранява информация в специално организирана форма, оборудвана със средства за извършване на процедури за въвеждане, поставяне, обработка, търсене и издаване на информация по заявка на потребителя.

Най-важните подсистеми на автоматизираните информационни системи са базите данни и банките от данни, както и тези, свързани с класа системи изкуствен интелектекспертни системи. Отделно географските информационни системи трябва да се считат за едни от най-развитите глобални АИС в екологията в момента.

Концепция за географска информационна система (ГИС)

Географската информационна система (ГИС) е софтуерно-хардуерен комплекс, който решава набор от задачи за съхраняване, показване, актуализиране и анализ на пространствена и атрибутивна информация за териториални обекти. Една от основните функции на ГИС е създаването и използването на компютърни (електронни) карти, атласи и други картографски произведения. Берлянт А.М. Картография: Учебник за ВУЗ. - М .: Аспект Прес, 2001. - 336 с. Основата на всяка информационна система са данните. Данните в ГИС се разделят на пространствени, семантични и метаданни. Пространствените данни са данни, които описват местоположението на даден обект в пространството. Например координати ъглови точкисгради, представени в местна или друга координатна система. Семантични (атрибутни) данни - данни за свойствата на даден обект. Например адрес, кадастрален номер, етажност и други характеристики на сградата. Метаданните са данни за данни. Например информация за това кой, кога и с какъв изходен материал е въведена сградата в системата. Първите ГИС са създадени в Канада, САЩ и Швеция за изучаване на природните ресурси в средата на 60-те години, а сега в индустриализираните страни има хиляди ГИС, използвани в икономиката, политиката, екологията, управлението и опазването на природните ресурси, кадастъра, науката , образование и др. Те интегрират картографска информация, данни от дистанционно наблюдение и мониторинг на околната среда, статистики и преброявания, хидрометеорологични наблюдения, експедиционни материали, резултати от сондажи и т.н. В структурно отношение общинската ГИС е централизирана база данни от пространствени обекти и инструмент, който осигурява възможности за съхранение, анализ и обработка за всяка информация, свързана с конкретен ГИС обект, което значително опростява процеса на използване на информация за обекти на градската територия от заинтересовани служби и лица. Заслужава да се отбележи също, че ГИС може (и трябва) да се интегрира с всяка друга общинска информационна система, която използва данни за обекти в градската среда. Например, система за автоматизиране на дейността на комисията по управление на общинската собственост трябва да използва в работата си адресния план и картата на поземлените имоти на общинската ГИС. ГИС може също да съхранява зони, съдържащи коефициенти на наемната ставка, които могат да се използват при изчисляване на наема. В случай, че в града се използва централизирана общинска ГИС, всички служители на органите на местната власт и градските служби имат възможност да получат регламентиран достъп до актуални ГИС данни, като същевременно отделят много по-малко време за търсене, анализ и обобщаване. тях. ГИС са предназначени за решаване на научни и приложни проблеми на инвентаризацията, анализа, оценката, прогнозата и управлението на околната среда и териториалната организация на обществото. Основата на ГИС са автоматизирани картографски системи, а основните източници на информация са различни геоизображения. Геоинформатика - наука, технологии и промишлени дейности:

На научна основа проектиране, създаване, експлоатация и използване на географски информационни системи;

За развитието на географските информационни технологии;

от приложни аспектиили ГИС приложения за практически или геонаучни цели. Дяченко Н.В. Използване на ГИС технологии

ГИС софтуер

ГИС софтуерът е разделен на пет основни използвани класа. Първият функционално завършен клас софтуер е инструменталната ГИС. Те могат да бъдат проектирани за голямо разнообразие от задачи: за организиране на въвеждане на информация (както картографска, така и атрибутна), нейното съхранение (включително разпределено, поддържаща мрежова работа), обработка на сложни информационни заявки, решаване на пространствени аналитични задачи(коридори, среди, мрежови задачи и т.н.), изграждане на производни карти и диаграми (операции с наслагване) и накрая, за подготовка за извеждане на оригинални оформления на картографски и схематични продукти на твърд носител. Като правило, инструменталните ГИС поддържат работа както с растерни, така и с векторни изображения, имат вградена база данни за цифрова база и атрибутна информация или поддържат една от общите бази данни за съхраняване на атрибутна информация: Paradox, Access, Oracle и др. разработените продукти имат системи за изпълнение, които ви позволяват да оптимизирате необходимата функционалност за конкретна задача и да намалите разходите за репликация на помощни системи, създадени с тяхна помощ. Второ важен клас- така наречените ГИС зрители, тоест софтуерни продукти, които осигуряват използването на бази данни, създадени с помощта на инструментална ГИС. По правило ГИС визуализаторите предоставят на потребителя (ако изобщо) изключително ограничени възможностипопълване на бази данни. Всички GIS визуализатори включват инструменти за търсене на бази данни, които извършват операции по позициониране и мащабиране на картографски изображения. Естествено, зрителите винаги влизат интегрална частв средни и големи проекти, което ви позволява да спестите разходи за създаване на някои от работните места, които нямат права за попълване на базата данни. Третият клас са референтни картографски системи (RSS). Те комбинират съхранение и повечето възможни видове визуализация на пространствено разпределена информация, съдържат механизми за заявки за картографска и атрибутивна информация, но в същото време значително ограничават възможността на потребителя да допълва вградените бази данни. Тяхната актуализация (обновяване) е циклична и обикновено се извършва от доставчика на СКС срещу допълнително заплащане. Четвъртият клас софтуер са инструменти за пространствено моделиране. Тяхната задача е да моделират пространственото разпределение на различни параметри (релеф, зони замърсяване на околната среда, райони на наводнения при изграждане на язовири и други). Те разчитат на инструменти за работа с матрични данни и са оборудвани с усъвършенствани инструменти за визуализация. Типично е да имате инструменти, които ви позволяват да извършвате голямо разнообразие от изчисления върху пространствени данни (събиране, умножение, изчисляване на производни и други операции).

Петият клас, върху който си струва да се съсредоточите, е специално средство за обработка и дешифриране на данни от сондиране на земята. Това включва пакети за обработка на изображения, оборудвани, в зависимост от цената, с различни математически инструменти, които позволяват операции със сканирани или цифрово записани изображения на земната повърхност. Това е доста широк спектър от операции, като се започне от всички видове корекции (оптични, геометрични) през георефериране на изображения до обработка на стерео двойки с извеждане на резултата под формата на актуализиран топоплан. В допълнение към споменатите класове има и различни софтуерни инструменти, които манипулират пространствена информация. Това са продукти като инструменти за обработка на теренни геодезически наблюдения (пакети, които осигуряват взаимодействие с GPS приемници, електронни тахометри, нивелири и друго автоматизирано геодезическо оборудване), навигационни средства и софтуер за решаване на още по-тесни предметни проблеми (научни изследвания, екология, хидрогеология и др. .). Естествено, възможни са и други принципи за класифициране на софтуера: по област на приложение, по цена, по поддръжка на определен тип (или типове) операционни системи, по изчислителни платформи (компютри, Unix работни станции) и др. броят на потребителите на ГИС технологии в миналото чрез децентрализиране на разхода на бюджетни средства и въвеждането им във все повече нови предметни области на тяхното използване. Ако до средата на 90-те години основният растеж на пазара беше свързан само с големи проекти на федерално ниво, днес основният потенциал се насочва към масовия пазар. Това е глобална тенденция: според изследователската фирма Daratech (САЩ) световният ГИС пазар за персонални компютри в момента е 121,5 пъти по-бърз от общия растеж на пазара на ГИС решения. Масовостта на пазара и възникващата конкуренция водят до факта, че на потребителите се предлагат все по-качествени стоки на същата или по-ниска цена. По този начин за водещите доставчици на инструментални ГИС вече е станало правило да доставят заедно със системата цифрова картографска основа за региона, в който се разпространяват стоките. И самата горна софтуерна класификация стана реалност. Само преди две или три години функциите на автоматизираната векторизация и системите за помощ можеха да бъдат реализирани само с помощта на разработени и скъпи инструментални ГИС (Arc/Info, Intergraph). Наблюдава се прогресивна тенденция към модулиране на системите, което позволява оптимизиране на разходите за конкретен проект. Днес дори пакети, обслужващи определен технологичен етап, например векторизатори, могат да бъдат закупени както в пълен, така и в намален набор от модули, библиотеки със символи и др. Навлизането на редица местни разработки на ниво „пазар“. Продукти като GeoDraw / GeoGraph, Sinteks / Tri, GeoCAD, EasyTrace не само имат значителен брой потребители, но и вече имат всички атрибути на пазарния дизайн и поддръжка. В руската геоинформатика има определен критичен брой работещи инсталации - петдесет. След като го постигнете, има само два пътя по-нататък: или рязко нагоре, увеличавайки броя на вашите потребители, или напускане на пазара поради невъзможност да осигурите необходимата поддръжка и развитие на вашия продукт. Интересното е, че всички споменати програми се грижат за долния край на ценовия спектър; с други думи, те са намерили оптималния баланс между цена и ниво на функционалност специално за руския пазар.

Географски информационни системи в екологията и управлението на околната среда

Географските информационни системи (ГИС) се появяват през 60-те години на миналия век като инструменти за показване на географията на Земята и обектите, разположени на нейната повърхност. Сега ГИС са сложни и многофункционални инструменти за работа с данни за Земята.

Функции, предоставени на потребителя на ГИС:

работа с картата (преместване и мащабиране, изтриване и добавяне на обекти);

отпечатване в дадена форма на всякакви обекти от територията;

показване на обекти от определен клас на екрана;

показване на атрибутна информация за обект;

обработка на информация с помощта на статистически методи и показване на резултатите от такъв анализ, насложени директно върху карта

По този начин, с помощта на ГИС, специалистите могат бързо да прогнозират възможните места за скъсване на тръбопроводи, да проследят разпространението на замърсяването на карта и да оценят вероятните щети на околната среда и да изчислят размера на средствата, необходими за отстраняване на последствията от аварията. . С помощта на ГИС можете да изберете промишлени предприятия, които отделят вредни вещества, да покажете розата на ветровете и подземните води в околността и да моделирате разпределението на емисиите в околната среда.

През 2004г президиум Руска академияНауките беше решено да се извърши работа по програмата „Електронна Земя“, чиято същност е да се създаде мултидисциплинарна географска информационна система, която характеризира нашата планета, практически цифров модел на Земята.

Чуждите аналози на програмата Electronic Earth могат да бъдат разделени на локални (централизирани, данните се съхраняват на един сървър) и разпределени (данните се съхраняват и разпространяват от различни организации при различни условия).

Безспорен лидер в създаването на локални бази данни е ESRI (Environmental Systems Research Institute, Inc., USA).Сървърът ArcAtlas “Our Earth” съдържа повече от 40 тематични покрития, които се използват широко в целия свят. С него се създават почти всички картографски проекти в мащаб 1:10 000 000 и по-малки мащаби.

Най-сериозният проект за създаване на разпределена база данни е Digital Earth. Този проект е предложен от вицепрезидента на САЩ Гор през 1998 г., а главен изпълнител е НАСА. В проекта участват министерства и отдели на правителството на САЩ, университети, частни организации, Канада, Китай, Израел и Европейския съюз. Всички проекти за разпределени бази данни са изправени пред значителни предизвикателства по отношение на стандартизацията на метаданните и оперативната съвместимост между отделни ГИС и проекти, създадени от различни организации, използващи различен софтуер.

Човешката дейност е постоянно свързана с натрупването на информация за околната среда, нейния подбор и съхранение. Информационните системи, чиято основна цел е да предоставят информация на потребителя, тоест да му предоставят необходимата информация за конкретен проблем или проблем, помагат на човек да решава проблемите по-бързо и по-добре. Освен това едни и същи данни могат да се използват за решаване на различни проблеми и обратно. Всяка информационна система е предназначена да решава определен клас проблеми и включва както хранилище на данни, така и инструменти за прилагане на различни процедури.

Информационната поддръжка на екологичните изследвания се осъществява основно чрез два информационни потока:

информация, възникваща по време на изследване на околната среда;

научна и техническа информация за световния опит в разработването на екологични проблеми в различни области.

Общата цел на информационната подкрепа за екологични изследвания е да се проучат информационните потоци и да се подготвят материали за вземане на решения на всички нива на управление относно изпълнението на екологични изследвания, обосновката на отделни изследователски проекти и разпределението на финансирането.

Тъй като обектът на описание и изследване е планетата Земя, а информацията за околната среда има общи черти с геоложката информация, перспективно е изграждането на географски информационни системи за събиране, съхраняване и обработка на фактическа и картографска информация:

за естеството и степента на смущенията в околната среда от естествен и причинен от човека произход;

за общи смущения в околната среда от естествен и причинен от човека произход;

за общи екологични нарушения в определена област на човешката дейност;

относно ползването на недрата;

върху икономическото управление на определена територия.

Географските информационни системи са предназначени, като правило, за инсталиране и свързване на голям брой автоматизирани работни станции, които имат свои собствени бази данни и средства за извеждане на резултати. Въз основа на пространствено ориентирана информация, еколозите на автоматизирано работно място могат да решават проблеми от различен спектър:

анализ на промените в околната среда под въздействието на природни и техногенни фактори;

рационално използване и опазване на водните, земните, атмосферните, минералните и енергийните ресурси;

намаляване на щетите и предотвратяване на причинени от човека бедствия;

осигуряване на безопасен живот на хората и опазване на тяхното здраве.

Всички потенциално опасни за околната среда обекти и информация за тях, концентрация на вредни вещества, допустими норми и др. придружени от географска, геоморфоложка, ландшафтно-геохимична, хидрогеоложка и други видове информация. Разпръснатостта и липсата на информационни ресурси в екологията са в основата на разработените от IGEM RAS аналитични референтни информационни системи (ASIS) за проекти в областта на екологията и опазването на околната среда на територията на Руската федерация ASIS "EcoPro", както и разработването на автоматизирана система за Московска област, предназначена да осъществява мониторинг на околната среда. Разликата в целите на двата проекта се определя не само от териториалните граници (в първия случай това е територията на цялата страна, а във втория директно Московска област), но и от областите на приложение на информацията. Системата EcoPro е предназначена да натрупва, обработва и анализира данни за екологични проектиприложни и научни изследвания на територията на Руската федерация за чуждестранни пари. Системата за мониторинг на Московска област е предназначена да служи като източник на информация за източниците и действителното замърсяване на околната среда, предотвратяването на бедствия, екологичните мерки в областта на опазването на околната среда, плащанията на предприятията в региона за целите на икономическото управление и контрол от държавни агенции. Тъй като информацията по своята същност е гъвкава, можем да кажем, че и двете системи, разработени от IGEM RAC, могат да се използват както за изследване, така и за управление. Тоест задачите на две системи могат да се трансформират една в друга.

Като по-конкретен пример за база данни, съхраняваща информация за опазване на околната среда, може да се цитира работата на O.S. Брюховецки и И.П. Ганина „Проектиране на база данни за методи за елиминиране на локално техногенно замърсяване в скални масиви.“ Обсъжда се методологията за изграждане на такава база данни и се характеризират оптималните условия за нейното използване.

При оценяване извънредни ситуацииподготовката на информацията отнема 30-60% от времето, а информационните системи са в състояние бързо да предоставят информация и да гарантират намирането на ефективни методи за разрешаване. В извънредна ситуация решенията не могат да бъдат моделирани експлицитно, но основата за тяхното приемане може да бъде голямо количество разнообразна информация, съхранявана и предавана от базата данни. Въз основа на получените резултати ръководният персонал взема конкретни решения въз основа на своя опит и интуиция.

Моделирането на процесите на вземане на решения се превръща в централно направление в автоматизирането на дейността на лицето, вземащо решения (DM). Задачите на вземащите решения включват вземане на решения в географска информационна система. Съвременната географска информационна система може да се дефинира като набор от хардуер и софтуер, географски и семантични данни, предназначени да приемат, съхраняват, обработват, анализират и визуализират пространствено разпределена информация. Екологичните географски информационни системи ви позволяват да работите с карти на различни слоеве на околната среда и автоматично да конструирате аномална зона за даден химичен елемент. Това е доста удобно, тъй като експерт по околната среда не е необходимо ръчно да изчислява аномални зони и да ги конструира. Въпреки това, за пълен анализ на екологичната ситуация, екологичният експерт трябва да разпечата карти на всички екологични слоеве и аномални зониза всеки химичен елемент. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Хибридна експертна система с изчислителен модул за прогнозиране на екологични ситуации. Доклади на международния симпозиум “Интелигентни системи - InSys - 96”, Москва, 1996 г. В географската информационна система е извършено изграждането на аномални зони за тридесет и четири химични елемента. Първо трябва да получи обобщена карта на замърсяването на почвата химически елементи. За да направите това, чрез последователно копиране върху паус от всички карти, се изгражда карта на замърсяването на почвата с химични елементи V.A. Alekseenko. Ландшафтна геохимия и околна среда. - М.: Недра, 1990. -142 с.: ил.. След това получената карта се сравнява по същия начин с карти на хидрология, геология, геохимични ландшафти, глини. Въз основа на сравнението се изгражда карта на качествена оценка на опасността на околната среда за хората. По този начин се извършва мониторинг на околната среда. Този процес изисква много време и висококвалифицирани експерти, за да се прецени точно и обективно ситуацията. При толкова голямо количество информация, която едновременно бомбардира експерта, могат да възникнат грешки. Поради това имаше нужда от автоматизиране на процеса на вземане на решения. За целта съществуващата географска информационна система беше допълнена с подсистема за вземане на решения. Особеност на разработената подсистема е, че една част от данните, с които работи програмата, са представени под формата на карти. Другата част от данните се обработват и на тяхна база се изгражда карта, която след това също подлежи на обработка. За прилагане на системата за вземане на решения беше избран апаратът на теорията на размитите множества. Това се дължи на факта, че с помощта на размити множества е възможно да се създават методи и алгоритми, способни да моделират човешки техники за вземане на решения при решаване на различни проблеми. Алгоритмите за размито управление служат като математически модел на слабо формализирани проблеми, позволявайки да се получи решение, което е приблизително, но не по-лошо от използването на точни методи. Под алгоритъм за размито управление разбираме подредена последователност от размити инструкции (може да има и отделни ясни инструкции), която осигурява функционирането на определен обект или процес. Методите на теорията на размитите множества позволяват, първо, да се вземат предвид различни видове несигурности и неточности, въведени от субекта и процесите на управление, и да се формализира вербалната информация на човек за задачата; второ, значително намаляване на броя на първоначалните елементи на модела и екстракта на процеса на управление полезна информацияза изграждане на алгоритъм за управление. Нека формулираме основните принципи за конструиране на размити алгоритми. Размитите инструкции, използвани в размитите алгоритми, се формират или въз основа на обобщаване на опита на специалист при решаването на разглеждания проблем, или въз основа на задълбочено проучване и смислен анализ на него. За конструиране на размити алгоритми се вземат предвид всички ограничения и критерии, произтичащи от смисленото разглеждане на проблема, но не се използват всички получени размити инструкции: идентифицират се най-значимите от тях, елиминират се възможните противоречия и редът на установено е тяхното изпълнение, водещо до решаване на проблема. Като се имат предвид слабо формализирани проблеми, има два начина за получаване на първоначални размити данни - директно и в резултат на обработка на ясни данни. И двата метода се основават на необходимостта от субективна оценка на функциите на принадлежност на размитите множества.

Логическа обработка на данните от почвените проби и съставяне на обобщена карта на замърсяването на почвата с химични елементи.

Програмата е разработка на вече съществуващата версия на програмата “TagEco” и допълва съществуващата програма с нови функции. За да работят новите функции, са необходими данните, съдържащи се в предишната версия на програмата. Това се дължи на използването на методи за достъп до данни, разработени в предишната версия на програмата. Функция се използва за извличане на информация, съхранена в база данни. Това е необходимо за получаване на координатите на всяка пробна точка, съхранена в базата данни. Функцията се използва и за изчисляване на стойността на аномалното съдържание на химичен елемент в ландшафта. По този начин, чрез тези данни и тези функции, предишната програма взаимодейства с подсистемата за вземане на решения. Ако има промяна в стойността на извадката или координатите на извадката в базата данни, това автоматично ще бъде взето предвид в подсистемата за вземане на решения. Трябва да се отбележи, че програмирането използва динамичен стил на разпределение на паметта и данните се съхраняват под формата на единично свързани или двойно свързани списъци. Това се дължи на факта, че броят на пробите или броят на площите, на които ще бъде разделена картата, е предварително неизвестен.

Изграждане на карта за качествена оценка на въздействието на околната среда върху човека.

Картата се изгражда по алгоритъма, описан по-горе. Потребителят посочва зоната на интерес, както и стъпката, на която картите ще бъдат анализирани. Преди да започне обработката на данните, информацията се чете от WMF файлове и се генерират списъци, чиито елементи са указатели към полигони. Всяка карта има свой собствен списък. След това, след генериране на списъци на депата, се генерира карта на замърсяването на почвата с химични елементи. След приключване на формирането на всички карти и въвеждане на изходни данни се генерират координатите на точките, в които ще се анализират картите. Данните, получени от анкетните функции, се въвеждат в специална структура. След като завърши формирането на структурата, програмата я класифицира. Всяка точка от мрежата за проучване получава референтен номер на ситуацията. Този номер, указващ номера на точката, се въвежда в двойно свързан списък, така че по-късно картата да може да бъде конструирана графично. Специална функция анализира този двойно свързан списък и създава графична конструкция от изолинии около точки, които имат еднакви класификационни ситуации. Той чете точка от списъка и анализира стойността на номера на нейната ситуация с номерата на съседните точки и ако има съвпадение, комбинира близките точки в зони. В резултат на програмата цялата територия на гр.

Таганрог е боядисан в един от трите цвята. Всеки цвят характеризира качествена оценка на екологичната ситуация в града. Така червеното показва „особено опасни зони“, жълтото показва „опасни зони“, а зеленото показва „безопасни зони“. По този начин информацията се представя във форма, която е достъпна за потребителя и лесна за разбиране. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Хибридна експертна система с изчислителен модул за прогнозиране на екологични ситуации. Доклади от международния симпозиум “Интелигентни системи - InSys - 96”, Москва, 1996 г.

Проект MEMOS

На държавно ниво имаше нужда от организиране на цялостна система, която да комбинира параметри на околната среда и показатели за обществено здраве, да анализира и представя на вземащите управленски решения възможни варианти за подобряване на системата. Целта на такава сложна система е очевидна и проста - тя е да подобри човешкото здраве чрез намаляване на влиянието на отрицателните фактори на околната среда. Такава система за мониторинг сега се въвежда в Руската федерация на регионално ниво. Това е система за социално-хигиенен мониторинг. Функционалността на географските информационни системи (ГИС) и тяхната икономическа ефективност позволяват да се комбинират някои блокове от системата за социален и хигиенен мониторинг. Това изглежда най-„икономичният“ и в същото време ефективен и приложим вариант на системата, използвайки примера за изолиране на един компонент от околната среда (атмосферата). Името й е Система за медицински и епидемиологичен мониторинг на околната среда (МЕМОС).

Цел на проекта: въз основа на постоянно събирана информация за факторите на околната среда и здравето, разработване и внедряване на цялостна система за представяне на данни и оценка на здравните рискове, нейната икономическа обосновка и управление на инвестициите, което позволява да се поддържа устойчиво икономическо развитие, основано на медицинско и екологично благополучие .

Цели на MEMOS:

формиране на екологичен и социално-хигиенен мониторинг;

изчисляване на риска за общественото здраве от водещи фактори на околната среда;

прогнозиране на здравното състояние на населението в бъдеще;

обосновка на избора на водещи (определящи) фактори на здравето на населението;

изграждане на организационни, методически и правни системи за управление на общественото здраве;

формиране на икономически механизми за поддържане на устойчиво развитие на региона, основано на медицинско и екологично благополучие.

Системата MEMOS има редица съществени предимства. Той позволява на вземащите решения да:

оценка на разходите за здравеопазване, свързани с отрицателното въздействие върху здравето на конкретен фактор;

направи прогноза за държавните разходи за здравеопазване, свързани с въздействието на един или повече фактори;

обосновете материалния иск на гражданите за увреждане на здравето, свързано с вредното въздействие на факторите на околната среда;

в рамките на съществуващата правна система създават възможности за икономическа защита на гражданите във връзка с влиянието на околната среда.

Фигура 1. Блокова схема на системата MEMOS

Целевата функция на системата MEMOS е да взема решения за коригиране на дейността на държавни и недържавни здравни институции и предприятия, като се вземат предвид идентифицираните екологично неблагоприятни зони с повишен риск за здравето на населението на тези райони. Приложението и внедряването на МЕМОС в областта на здравеопазването е по-предпочитано и реалистично в сравнение с развитието на социално-хигиенния мониторинг. Основното оправдание за това е използването на един унифициран и същевременно „персонализиран” софтуерен продукт за дадена индустрия, базиран на съвременни ГИС технологии. Това изглежда икономически по-изгодно прилагане в сравнение с прилагането на Системата за социален и хигиенен мониторинг, т.к. MEMOS използва минимум технически и човешки ресурси и е целенасочена система, предназначена да решава специфични проблеми при обработката, представянето и анализа на медицински и екологични данни. Функционалността на ГИС и тяхната икономическа ефективност позволяват да се комбинират някои блокове от системата за социален и хигиенен мониторинг. GIS MEMOS дава възможност за получаване на резултати в най-кратки срокове по удобен за потребителя начин, което води до приемане от съответните лица на ефективни решения в условия на голяма несигурност, свързана със самите сложни обекти на изследване (население, компоненти на околната среда) , от една страна. От друга страна, резултатът е получаване на надеждни резултати и тяхното достъпно, разбираемо представяне за последващо вземане на решения в строго ограничена финансова и времева среда. Системата MEMOS също е предназначена да обедини усилията на специалисти в различни области от различни правителствени агенциипритежаващи разнообразна информация (екологична, медицинска, социална) за изпълнение на основната задача - подобряване на околната среда и профилактика на здравето на населението на големите градове. www.gisa.ru Проект на система за медицински и екологичен мониторинг на околната среда, базирана на ГИС. Д.Р. Струков. 03/10/2005

ГИС изпълнява задачата с цел диагностика и осигуряване безопасността на човешкото здраве и околната среда.

Въздействието на информационните технологии върху хората и околната среда е двупосочно. От една страна, информационните технологии са един от най-обещаващите инструменти за събиране на данни и научни познания, включително в медицината и екологията. От друга страна, той е важен фактор, който влияе върху човешкото здраве и околната среда.

Въпреки тези пречки, информационните технологии стават все по-разпространени в областта на медицината и екологията. В момента са разработени общи принципи и структури на глобалните информационни системи, които решават проблемите на защитата на човешкото здраве и околната среда. Потенциалът в тази област обаче далеч надхвърля нашите възможности.

Необходимо е да се реши кой разполага с достатъчно административни и финансови ресурси за внедряване на такива системи. Руската академия на науките има редица предимства пред чуждестранните организации поради своята централизация, която помага за решаване на проблеми в началния етап (стандартизация и структуриране на информацията). Но това е само начално предимство. Скоро след старта финансите и управлението на проекти ще започнат да играят решаваща роля, а това не са най-силните ни страни.

Библиография:

1) Берлянт А.М. Картография: Учебник за ВУЗ. - М .: Аспект Прес, 2001. - 336 с.

2) www.gisa.ru Проект на система за медицински и екологичен мониторинг на околната среда, базирана на ГИС. Д.Р. Струков.

3) Bershtein L.S., Tselykh A.N. Хибридна експертна система с изчислителен модул за прогнозиране на екологични ситуации. Доклади от международния симпозиум “Интелигентни системи - InSys - 96”, Москва, 1996 г.

4) Алексеенко В.А. Ландшафтна геохимия и околна среда. - М.: Недра, 1990. -142 с.: ил.

5) http://www. gis. су

6) Дяченко Н.В. Използване на ГИС технологии

Подобни документи

Географските информационни технологии (ГИС) като набор от софтуерни и технологични средства за получаване на нови видове информация за околния свят. Териториални нива на използване на ГИС в Русия. Целта на Московската градска система за мониторинг на околната среда, нейните нива.

резюме, добавено на 25.04.2010 г

Използване на географски информационни системи в здравеопазването. Създаване на ГИС технология за изследване на генетичните процеси, протичащи в генофонда на народите на Русия. Характеристики и информационна сигурност на мобилната географска информационна система "ArcPad".

курсова работа, добавена на 03/04/2014

Анализ на основните програмни средства за управление на земеделското производство (GPS навигация, ARIS проект, географски информационни системи). Характеристики на автоматизирана система за управление, базирана на ГИС технологии, задачите и възможностите, които решава.

тест, добавен на 12/01/2008

Концепцията за географска информационна система, нейната връзка с научните дисциплини и технологии. Основни насоки и използване на ГИС в модерно общество. Растерни и векторни модели на пространствени данни. Топологично представяне на векторни обекти.

курсова работа, добавена на 26.04.2015 г

Обща концепцияза информационната система, характеристики на етапите на нейното развитие. Хардуерни и софтуерни части на системата. Въвеждане, обработка и извеждане на информация. Информационна, организационна, софтуерна, правна, техническа и математическа поддръжка.

лекция, добавена на 14.10.2013 г

Основните компоненти на съвременния персонален компютър и тяхното предназначение. Географски информационни системи и възможностите за тяхното използване в автомобилния транспорт. Принципи на изграждане на навигационни системи. Клетъчни комуникационни системи. Локални компютърни мрежи.

тест, добавен на 21.02.2012 г

Основен софтуер за автоматизация на производството. Финансови и комуникационни системи. Системи за планиране и контрол. Текстови редактори и процесори за електронни таблици. Финансов софтуер. Шрифтови технологии в документи.

cheat sheet, добавен на 16.08.2010 г

Мултимедийните технологии като възможност за интегриране на различни видове и методи за използване на информация (символ, звук, видео). Софтуерни инструменти, които реализират мултимедийни продукти. Информационни системи, базирани на изкуствен интелект.

презентация, добавена на 17.11.2013 г

Концепция и принципи на работа, вътрешна структура и елементи, история на формирането и развитието на търсачката "Rambler". Проучване и анализ, както и оценка на ефективността на тази търсачка за търсене на икономическа информация в Интернет.

курсова работа, добавена на 05/10/2015

Език и речник за търсене на информация. Последователност на процедурата по търсене. Фактологични, документални и географски информационни системи. Правна справочна система "Консултант Плюс", "Гарант". Структура и състав на информационни продукти „Код”.

географски информационни технологии екология управление на природата

Функции, предоставени на потребителя на ГИС:

работа с картата (преместване и мащабиране, изтриване и добавяне на обекти);

отпечатване в дадена форма на всякакви обекти от територията;

показване на обекти от определен клас на екрана;

показване на атрибутна информация за обект;

През 2004г Президиумът на Руската академия на науките реши да извърши работа по програмата „Електронна Земя“, чиято същност е да се създаде мултидисциплинарна географска информационна система, която характеризира нашата планета, практически цифров модел на Земята.

информация, възникваща по време на изследване на околната среда;

за естеството и степента на смущенията в околната среда от естествен и причинен от човека произход;

за общи смущения в околната среда от естествен и причинен от човека произход;

за общи екологични нарушения в определена област на човешката дейност;

относно ползването на недрата;

върху икономическото управление на определена територия.

анализ на промените в околната среда под въздействието на природни и техногенни фактори;

рационално използване и опазване на водните, земните, атмосферните, минералните и енергийните ресурси;

намаляване на щетите и предотвратяване на причинени от човека бедствия;

осигуряване на безопасен живот на хората и опазване на тяхното здраве.

Всички потенциално опасни за околната среда обекти и информация за тях, концентрация на вредни вещества, допустими норми и др. придружени от географска, геоморфоложка, ландшафтно-геохимична, хидрогеоложка и други видове информация. Разпръснатостта и липсата на информационни ресурси в екологията са в основата на разработените от IGEM RAS аналитични референтни информационни системи (ASIS) за проекти в областта на екологията и опазването на околната среда на територията на Руската федерация ASIS "EcoPro", както и разработването на автоматизирана система за Московска област, предназначена да осъществява мониторинг на околната среда. Разликата в целите на двата проекта се определя не само от териториалните граници (в първия случай това е територията на цялата страна, а във втория директно Московска област), но и от областите на приложение на информацията. Системата EcoPro е предназначена за натрупване, обработка и анализ на данни за екологични проекти от приложен и изследователски характер в Руската федерация за чуждестранни средства. Системата за мониторинг на Московска област е предназначена да служи като източник на информация за източниците и действителното замърсяване на околната среда, предотвратяването на бедствия, екологичните мерки в областта на опазването на околната среда, плащанията на предприятията в региона за целите на икономическото управление и контрол от държавни агенции. Тъй като информацията по своята същност е гъвкава, можем да кажем, че и двете системи, разработени от IGEM RAC, могат да се използват както за изследване, така и за управление. Тоест задачите на две системи могат да се трансформират една в друга.

При оценка на извънредни ситуации подготовката на информацията отнема 30-60% от времето, а информационните системи са в състояние бързо да предоставят информация и да гарантират намирането на ефективни методи за разрешаване. В извънредна ситуация решенията не могат да бъдат моделирани експлицитно, но основата за тяхното приемане може да бъде голямо количество разнообразна информация, съхранявана и предавана от базата данни. Въз основа на получените резултати ръководният персонал взема конкретни решения въз основа на своя опит и интуиция.

Моделирането на процесите на вземане на решения се превръща в централно направление в автоматизирането на дейността на лицето, вземащо решения (DM). Задачите на вземащите решения включват вземане на решения в географска информационна система. Съвременната географска информационна система може да се дефинира като набор от хардуер и софтуер, географски и семантични данни, предназначени да приемат, съхраняват, обработват, анализират и визуализират пространствено разпределена информация. Екологичните географски информационни системи ви позволяват да работите с карти на различни слоеве на околната среда и автоматично да конструирате аномална зона за даден химичен елемент. Това е доста удобно, тъй като експерт по околната среда не е необходимо ръчно да изчислява аномални зони и да ги конструира. Въпреки това, за пълен анализ на екологичната ситуация, екологичният експерт трябва да разпечата карти на всички екологични слоеве и карти на аномални зони за всеки химичен елемент. Bershtein L.S., Tselykh A.N. Хибридна експертна система с изчислителен модул за прогнозиране на екологични ситуации. Доклади на международния симпозиум “Интелигентни системи - InSys - 96”, Москва, 1996 г. В географската информационна система е извършено изграждането на аномални зони за тридесет и четири химични елемента. Първо, той трябва да получи обобщена карта на замърсяването на почвата с химични елементи. За да направите това, чрез последователно копиране върху паус от всички карти, се изгражда карта на замърсяването на почвата с химични елементи V.A. Alekseenko. Ландшафтна геохимия и околна среда. - М.: Недра, 1990. -142 с.: ил.. След това получената карта се сравнява по същия начин с карти на хидрология, геология, геохимични ландшафти, глини. Въз основа на сравнението се изгражда карта на качествена оценка на опасността на околната среда за хората. По този начин се извършва мониторинг на околната среда. Този процес изисква много време и висококвалифицирани експерти, за да се прецени точно и обективно ситуацията. При толкова голямо количество информация, която едновременно бомбардира експерта, могат да възникнат грешки. Поради това имаше нужда от автоматизиране на процеса на вземане на решения. За целта съществуващата географска информационна система беше допълнена с подсистема за вземане на решения. Особеност на разработената подсистема е, че една част от данните, с които работи програмата, са представени под формата на карти. Другата част от данните се обработват и на тяхна база се изгражда карта, която след това също подлежи на обработка. За прилагане на системата за вземане на решения беше избран апаратът на теорията на размитите множества. Това се дължи на факта, че с помощта на размити множества е възможно да се създават методи и алгоритми, способни да моделират човешки техники за вземане на решения при решаване на различни проблеми. Алгоритмите за размито управление служат като математически модел на слабо формализирани проблеми, позволявайки да се получи решение, което е приблизително, но не по-лошо от използването на точни методи. Под алгоритъм за размито управление разбираме подредена последователност от размити инструкции (може да има и отделни ясни инструкции), която осигурява функционирането на определен обект или процес. Методите на теорията на размитите множества позволяват, първо, да се вземат предвид различни видове несигурности и неточности, въведени от субекта и процесите на управление, и да се формализира вербалната информация на човек за задачата; второ, значително намаляване на броя на началните елементи на модела на процеса на управление и извличане на полезна информация за изграждане на алгоритъм за управление. Нека формулираме основните принципи за конструиране на размити алгоритми. Размитите инструкции, използвани в размитите алгоритми, се формират или въз основа на обобщаване на опита на специалист при решаването на разглеждания проблем, или въз основа на задълбочено проучване и смислен анализ на него. За конструиране на размити алгоритми се вземат предвид всички ограничения и критерии, произтичащи от смисленото разглеждане на проблема, но не се използват всички получени размити инструкции: идентифицират се най-значимите от тях, елиминират се възможните противоречия и редът на установено е тяхното изпълнение, водещо до решаване на проблема. Като се имат предвид слабо формализирани проблеми, има два начина за получаване на първоначални размити данни - директно и в резултат на обработка на ясни данни. И двата метода се основават на необходимостта от субективна оценка на функциите на принадлежност на размитите множества.

Изграждане на карта за качествена оценка на въздействието на околната среда върху човека.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Подобни документи

История на създаването на географски информационни системи, тяхната класификация и функции. Същността на геохимичната оценка на техногенните аномалии. Приложение на географската информационна система ArcView 9 за оценка на замърсяването с тежки метали в атмосферния въздух на Ялта.

дисертация, добавена на 19.12.2012 г

Информационно осигуряване на екологични изследвания. Структура и характеристики на експертната система. Предимства на географските информационни системи. Модели в "математическата екология". Системи за събиране на данни. Комбиниране на различни информационни технологии.

резюме, добавено на 12/11/2014

Характеристики на екологията на региона: основните проблеми на района на Челябинск в областта на екологията, влиянието на промишлените предприятия върху околната среда, начините и методите за решаване на екологичните проблеми. Усъвършенстване на технологиите за почистване на природната среда от отпадъци.

доклад, добавен на 15.07.2008 г

Основни видове хроматография. Приложение на хроматографските методи в мониторинга на околната среда. Приложение на хроматографията при анализ на обекти от околната среда. Модерен хардуерен дизайн. Методи за разработване на хроматограми и работа на хроматограф.

курсова работа, добавена на 08.01.2010 г

Използване на географски информационни системи за създаване на карти на ключови параметри на околната среда в нефтената и газовата индустрия, за да се идентифицират мащабът и скоростта на деградация на флората и фауната. Основни основисистеми за мониторинг и комплексна оценка на околната среда.

курсова работа, добавена на 27.02.2011 г

Концепцията за мониторинг на замърсяването с вредни вещества, неговите цели и задачи, класификация. Институти за регионален мониторинг на екологичното състояние. Изграждане на регионална система за наблюдение в Република Беларус. Някои резултати от стационарни наблюдения.

резюме, добавено на 30.05.2015 г

презентация, добавена на 27.11.2015 г

основни характеристикизамърсяване от естествен и антропогенен произход, физическо, химично и биологично замърсяване на околната среда. Последици от замърсяване и неблагоприятни промени в околната среда, контрол и обезвреждане на отпадъците.

Огромен брой природни бедствия възникват в резултат на необмислените действия на човечеството. Причината за торфените пожари се крие в пресушаването на блатата на Източноевропейската равнина за добив на торф и наводненията на Далеч на изтокдоведе до мощни разрушителни последици. Съвременното икономическо развитие на човечеството не трябва да допуска промени в природната сфера и унищожаване на живота. В рамките на съвременното екологично образование използването на информационни технологии става много актуално, сред които трябва да се подчертаят на първо място географските информационни технологии и дистанционното наблюдение на Земята (ERS). Те дават възможност да се оцени визуално ситуацията около мястото на аварията, да се изчисли зоната на наводнение, напредването на фронта на пожара и разпространението на химическо или радиоактивно замърсяване. С тяхна помощ можете автоматично да изчислите площите на засегнатите райони, да оцените обема на химическите и радиоактивни отпадъци и да подчертаете селищаи други обекти, намиращи се в опасната територия. Информацията, получена от системите за космически изображения, се използва за решаване на проблеми с мониторинга на околната среда. Използването на сателитни изображения се счита за необходим елемент при формирането и функционирането на регионалната ГИС „Управление на риска при извънредни ситуации в Свердловска област“. Става очевидно, че екологичното образование трябва да бъде ориентирано към максимално използване на възможностите на географските информационни технологии за справяне с проблемите на околната среда.

екологично образование

географски информационни технологии (ГИС)

Средства за дистанционно наблюдение на Земята (ERS).

Принцип на Льо Шателие

1. Коберниченко В.Г., Иванов О.Ю., Зраенко С.М. Регионален мониторинг на природни извънредни ситуации на базата на дистанционно наблюдение на Земята // Екология и рационално управление на околната среда/ Държавен минен институт в Санкт Петербург (Технически университет). Санкт Петербург, 2005. – Т. 166. – С. 110–112.

2. Коберниченко В.Г. Използване на данни от системи за космическо наблюдение за наблюдение и прогнозиране на извънредни ситуации на регионално ниво // Бюлетин на USTU-UPI. В челните редици на науката и инженерното творчество. Екатеринбург, Държавна образователна институция за висше професионално образование USTU-UPI, 2004. – № 15 (45). – с. 105–107.

3. Основни изисквания за изграждане на цифров геоложки модел на скален масив / M.A. Журавков, О.Л. Коновалов, А.В. Круподеров, С.С. Хвесеня // Изв. университети Минно списание, 2014. – № 2. – С. 56–62.

4. РИА Новости. Тази година в Русия има почти 40% по-малко природни пожари. Режим на достъп http://ria.ru/danger/20110912/435863836.html.

5. РИА Новости. Общите щети от наводненията в Далечния изток може да надхвърлят 30 милиарда рубли. Режим на достъп http://ria.ru/society/20130827/958867045.html.

6. Солнцев Л.А. Географските информационни системи като ефективен инструмент за подкрепа на екологичните изследвания. Електронен учебно помагало. Нижни Новгород: Нижегородски държавен университет, 2012. – 54 с.

7. Хорошавин Л.Б., Медведев О.А., Беляков В.А. и др.. Торф: торфен пожар, гасене на торфени блата, торфени композити / Министерство на извънредните ситуации на Русия. М.: FGBU VNII GOChS (FC), 2013. – 256 с.

8. Екология: Учебник. Изд. 2-ро, преработено и допълнителни / В.Н. Болшаков, В.В. Качак, В.Г. Коберниченко и др.; редактиран от Г.В. Тягунова, Ю.Г. Ярошенко. М.: Логос, 2010. – 504 с.

9. Геоинформационно образование в Русия (електронен ресурс). Режим на достъп http://kartaplus.ru/gis3.

Катастрофалното нарастване на екологичните проблеми на Земята е страничен продукт на икономическото развитие. Ако през миналия век са си затваряли очите за замърсяването на околната среда, днес световната общност е стигнала до извода, че здраво общество и здрава икономика са невъзможни в неблагоприятна жизнена среда. Проблемът с мониторинга на околната среда е особено остър в минните и индустриалните региони на Русия. Бързото развитие на минната, металургичната, химико-технологичната и инженерната промишленост нанася огромни щети на природата под формата на вредни отпадъци от изкуственото производство. Икономическото развитие трябва да спре разрушаването на околната среда, за да спаси човечеството от екологични бедствия и да предотврати промени в природната сфера, които са вредни както за хората, така и за други форми на живот. В тази връзка екологичното образование става актуално и търсено. Днес нито едно индустриално предприятие не трябва да работи без компетентен еколог.

В момента много развити страни по света са осъзнали необходимостта от екологично образование на населението, за да се гарантира социално-политическата и екологична стабилност на държавите и тяхната национална сигурност. Екологичното образование е наравно със знанието роден език, информационни технологии, икономически основи и е търсен на пазара на труда.

В икономически развитите страни екологичното образование има доста дълга история и опит, подкрепени от национални закони, гарантирано финансиране и ефективна инфраструктура от държавни и обществени организации. Така през 1990 г. в САЩ е приет национален Закон за екологичното образование. Той определя цели и политики; отдел за управление; основни области на съдържанието; финансиране; обучение на персонала; структура на съвети, комисии, фондове, техните правомощия; насърчаване в системата на екологичното образование.

Руското екологично образование започва да се развива през 70-те години на 20 век, тогава започва преходът от образование в областта на екологичните проблеми към екологични дейности. Екологичното образование, просвещението и образованието на населението са определени като едно от приоритетните направления за решаване на екологичните проблеми. През 2007 г. Лабораторията по екологично образование към Института за съдържание и методи на обучение разработи Концепция за общо екологично образование за устойчиво развитие.

От гледна точка на концепцията трябва да се обърне специално внимание на принципа на Льо Шателие: „всяка промяна в околната среда (материя, енергия, информация, динамични качества на екосистемите) неизбежно води до развитие на естествени верижни реакции, водещи до неутрализиране на промяната или образуването на нови природни системи, образуването, което при значителни промени в околната среда може да стане необратимо. Нека дадем пример с пожари в Русия през лятото на 2010 г. като доказателство за принципа. Причината за тези пожари се крие в пресушаването на блатата на Източноевропейската равнина за добив на торф. След разпадането на СССР блатата бяха изоставени и ситуацията не беше анализирана; останалият торф в условията на необичайно горещо лято предизвика пожари, при които пострадаха 199 населени места в 19 федерални субекта, 3,2 хиляди къщи изгоряха и хората починал. Общите щети възлизат на над 12 милиарда рубли.

Обобщена таблица на загубите от пожари и наводнения

			Материални щети

(Всички пожари)	500 хиляди хектара.	53 души от пламъците 55800 от вторични фактори	15 милиарда рубли	юли август
Централна федерален окръг (Основно торфени пожари)		Увеличение на смъртността в Москва с 1000 души на ден	Загуби за изграждане на нови жилища и обезщетения за пострадали от пожар 6,5 милиарда рубли.	юли август
наводнения
Краснодарски край	520 хиляди кв. м.	172 души	20 милиарда рубли
Далеч на изток	8 милиона кв. км.		40 милиарда рубли	август-ноември 2013г

В Русия има около 5 милиона хектара пресушени блата, повечето от които са разположени в гъсто населени райони на Европейска Русия. Торфеният пожар се счита за най-опасен, тъй като отделя повече въглероден диоксид, серен диоксид и дим във въздуха, отколкото горски пожари или изгаряния на трева.

През 2013 г. друго бедствие - наводнение в Далечния изток - нанесе огромни щети на Русия. Неочакваността на бедствието беше истинска изненада за държавата; над 190 селища в Амурска област, Еврейската автономна област и Хабаровския край бяха унищожени. Наводнени са около 8 хиляди жилищни сгради с население 36 339 души (от които над 10 хиляди деца).

Природните бедствия, възникващи в близост до промишлени предприятия, създават риск от извънредни ситуации техногенен характер, чиято борба с последствията е много по-скъпа от навременното им предотвратяване.

Натрупаният обем от фундаментални знания за природата, обществото и взаимоотношенията в биосферата, емпирични данни по проблема „човек и околна среда” не осигуряват необходимото ниво на формиране на съвременен научен мироглед. Необходимо е не само да знаете, но и да можете да използвате тези знания за намиране на решения на проблемите на опазването на природата и осигуряването на устойчиво развитие на природата и обществото.

Концепцията за устойчиво развитие може да бъде реализирана само ако се следват девет основни подхода. Първата от тях е борбата с причините, а не с последствията от неблагоприятната човешка дейност, а осмата е формирането на екологично мислене, развитието на екологичното образование, което осигурява повишена екологична култураобщество.

приоритет на социалните аспекти на екологичните проблеми;
анализ на природната и създадена от човека среда;
изискване за осъзнаване и познаване на закономерностите на устойчивото развитие;
интердисциплинарност;
значението на уменията, нагласите, ценностите и желанието за участие във вземането на решения, насочени към подобряване качеството на околната среда.

Тези принципи съдържат съдържанието на екологичните компетенции, които трябва да бъдат развити в резултат на екологичното образование.

Съвременното екологично образование е тясно свързано с използването на информационни технологии, сред които трябва да се подчертаят на първо място географските информационни технологии и дистанционното наблюдение на Земята (ERS). Те дават възможност да се оцени визуално ситуацията около мястото на аварията, да се изчисли зоната на наводнение, напредването на фронта на пожара и разпространението на химическо или радиоактивно замърсяване. С тяхна помощ можете автоматично да изчислите площта на засегнатите райони, да оцените обема на химическите и радиоактивни отлагания и да идентифицирате населени места и други обекти, разположени в опасната зона.

Използването на географски информационни системи (GIS) ви позволява бързо да получавате информация при поискване и да я показвате на карта, да оценявате състоянието на екосистемата и да прогнозирате нейното развитие.

Използването на сателитни изображения се счита за необходим елемент при формирането и функционирането на регионалната ГИС „Управление на риска при извънредни ситуации в Свердловска област“. Сред най-важните задачи за Свердловска област са задачите за откриване на горски пожари, определяне на границите на наводнения (наводнения), актуализиране на информация за състоянието на сметищата за шлака и промишлените сметища.

Според Министерството на извънредните ситуации в Свердловска област повече от 20 области са изложени на риск от наводнения; сложна ситуация на наводнения през пролетта се наблюдава в басейните на реките Исет, Уфа, Тагила, Силва, Пишма и Тура. Проектът за космически мониторинг на ситуацията с каишка беше осъществен в Центъра за космически мониторинг на Урал федерален университеткръстен на първия президент на Русия Б.Н. Елцин. Работните материали бяха предоставени на Териториалния център за наблюдение и реагиране при извънредни ситуации в Свердловска област, чиито специалисти оцениха положително възможностите на сателитните изображения за анализ на състоянието на водните обекти и идентифициране на наводнени райони.

Важен източник на информация за състоянието на околната среда и природни ресурсиса данни от дистанционно наблюдение с помощта на оптоелектронни мултиспектрални и радарни системи за наблюдение. Информацията, получена от системи за сателитни изображения, се използва за решаване на проблеми на мониторинга на околната среда в горското стопанство (откриване на горски пожари, идентифициране на опожарени площи, мъртва дървесина, оценка на изсечените площи и състоянието на горите), управление на водите (откриване на суспендирани вещества, нефт разливи и трюмни води във водите на пристанища и крайбрежни зони) нефтен и газов комплекс (откриване на замърсяване на почвата с тежки фракции нефтопродукти) поземлен кадастър на извънградските територии и др.

Задачите за управление на рисковете от природни и причинени от човека извънредни ситуации могат да бъдат бързо решени само ако се използват специални информационни технологии. Въпреки това много отдели и организации са все по-принудени да признаят, че не разполагат с квалифициран персонал, който знае как да използва ГИС технологиите, не разполагат с модерни хардуерни и софтуерни инструменти за работа с цифрови геопространствени данни и не знаят как ефективно да поддържат или архивирайте ги. Недостатъчната компетентност на естествените учени води до ниско качество на мониторинга на екологичните бедствия.

В стандарта на Федералния държавен образователен стандарт за висше професионално образование в областта на обучение 022000 „Екология и управление на околната среда“ (бакалавърска степен), списъкът на общите културни компетенции гласи, че завършилият трябва да владее основните методи, методи и средства за получаване, съхраняване, обработка на информация, притежават умения за работа с компютър като средство за управление на информация (ОК -13). Списъкът с професионални компетенции обаче не включва компетенции, свързани с професионалните познания по съвременни информационни технологии, необходими за работата на еколога.

В учебната програма, одобрена в Уралския държавен минен университет, в посока на обучение 022000 - „Екология и управление на околната среда“, сред информационните дисциплини присъства само „Информатика“ в размер на 144 часа. Този обем очевидно не е достатъчен за овладяване на съвременни информационни ГИС технологии и придобиване на умения за решаване на екологични проблеми. В допълнение, лабораториите на завършващата катедра „Геоекология” не са оборудвани с оборудване, което да им позволява да изучават ГИС технологии. Изходът от тази трудна ситуация се вижда в междууниверситетското сътрудничество между Уралския държавен минен университет и Центъра за космически мониторинг на Уралския федерален университет, кръстен на първия президент на Русия Б.Н. Елцин.

Става очевидно, че екологичното образование трябва да бъде ориентирано към максимално използване на възможностите на географските информационни технологии за справяне с проблемите на околната среда. Наличието на космически изображения и съвременните геоинформационни технологии за обработка на изображения могат да се превърнат в мощно средство за организиране на контрол върху най-разнообразните аспекти на човешката дейност.

Рецензенти:

Хорошавин Л. Б., доктор на техническите науки, професор, академик на Международната академия на науките по екология, човешка безопасност и природа, водещ научен сътрудник на Уралския клон на Академията на технологичните науки, научен сътрудник на Федералната държавна бюджетна образователна институция Всеруски изследвания Институт по гражданска отбрана и извънредни ситуации (FC) на Министерството на извънредните ситуации на Русия, Екатеринбург;

Мелчаков Ю.Л., доктор по география, професор в катедрата по география и методи на географското образование, доцент, Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование "Уралска държава Педагогически университет“, град Екатеринбург.

Творбата е получена в редакцията на 7 август 2014 г.