Информационное обеспечение мониторинга земель

Источниками информации для ведения мониторинга земель являются:

• результаты различных съемок, изысканий, обследовании (топографо-геодезических, почвенных, мелиоративных);

• специальных наблюдений (лавинных, селевых), проводимых с исполь­зованием дистанционного зондирования, наземных съемок и наблюде­ний;

- архивные (фондовые) данные.

До недавнего времени многочисленные обследования, наблюдения и съемки, про­водимые различными министерствами и ведомствами в целях изучения земельного фонда, выполнялись разобщенно, на основе отраслевых нормативно-технических документов. Од­нако, вопросы изучения земель требуют единого государственного подхода, поскольку зем­ля - важнейшая часть окружающей природной среды - является главным средством произ­водства для сельского и лесного хозяйств, а также пространственным базисом для разме­щения предприятий и организаций всех отраслей народного хозяйства.

Мониторинг земель призван выполнять базовую, связующую роль всех других мо-ниторингов и кадастров природных ресурсов и должен иметь государственный статус.

Информация об экологической обстановке на различных уровнях иерархии (на­чиная от отдельного предприятия до глобального уровня) представляется с помощью так называемого информационного портрета экологической обстановки, который представляет собой графические данные, нанесенные на картооснову местности.

Разрешающая способность (способность видеть отдельные детали) информаци­онного портрета зависит от масштаба используемой картоосновы, который увеличива­ется от локального до глобального уровней. Так например, на локальном уровне мони­торинга в информационном портрете должны присутствовать все источники эмиссии (выбросов) - вентиляционные трубы промышленных предприятий и т. п., а - на регио­нальном уровне - близко расположенные источники воздействия «сливаются» в один групповой источник. На федеральном уровне наблюдается еще большее обобщение пространственной информации.

Наземные наблюдения проводятся по всем категориям земель с использованием:

- полигонов;

- эталонных участков;

- стационарных и передвижных лабораторий.

Каждая лаборатория закрепляется за конкретной территорией, используется стан­дартное оборудование и методики. Лаборатория может на экспедиционной основе выполнять комплексные агроэкологические обследования достаточно большой территории.

Лаборатория состоит из базовой лаборатории, блока жизнеобеспечения и блоке 2-х или 3-х передвижных сублабораторий.

Базовый лабораторный блок представляет собой центральное звено всего ком­плекса. Блок содержит аппаратуру приема, регистрации, первичного обобщения дан­ных, хранения и передачи информации. Назначение базового блока - экспресс - ана­лиз объекта по расширенному набору различных параметров. В частности, если ведет­ся агроэкологический или почвенный мониторинг, то это все анализы по контролю за состоянием почв (иоиометрия, спектрометрия, хронометрия, радиометрия и др.).

Блок жизнеобеспечения поддерживает работоспособность всего лабораторного комплекса, то есть выполняет хозяйственные функции, функции энергоснабжения, связи, сервисные услуги.

Сублаборатории представляют собой дополнения к базовой лаборатории, по­зволяющие расширить количество точек обследования. Сублаборатории выполняют экспресс-анализы по сокращенному набору параметров. Один передвижной лабора­торный комплекс может иметь две, три сублаборатории, расположенные от основной базовой лаборатории на расстоянии 20-30 км. Сублаборатории могут также работать автономно.

В полевых условиях широко используются мобильные наземные измерительно-информационные комплексы с техническими средствами оперативного получения я обработки информации.

Однако традиционные наземные методы систематического контроля весьма до­роги и требуют привлечения большого числа специалистов разного профиля.

Дистанционное зондирование Земли из космоса позволяет значительно удеше­вить получаемую информацию, поскольку проводимый при этом мониторинг осуще­ствляется простыми, быстрыми и легкодоступными средствами.

Дистанционные методы зондирования - это получение информации об объекте по данным измерений, сделанных на расстоянии от объекта, то есть без прямого кон­такта с ним.

Дистанционный мониторинг - слежение за природными процессами и явле­ниями, осуществляемое с летательных или космических аппаратов, а также с помощью наземной аппаратуры, автоматически регистрирующей и передающей информацию через средства дальней связи.

Для дистанционного зондирования земельного фонда пользуются приборами и оборудованием, дающими видео- и фотоинформацию (радиолокаторы, ТВ-камеры и др.), а также приборами трассовой съемки.

Дистанционное зондирование земельного фонда осуществляют с использовани­ем двух основных групп приборов и оборудования:

• приборы, дающие видео- и фотоинформацию (аэрофотоаппаратура, много­зональные сканирующие устройства, радиолокаторы, ТВ-камеры);

• приборы трассовой 1руппы (спектрометры СВЧ - и ИК радиометры и др.

Использование самолетного сканера с последующей обработкой данных на ЭВМ позволяет составить среднемасштабную карту в течение года на площадь около 20 млн. га. Тогда как традиционные способы получения информации о растительности природных кормовых угодий (ПКУ) и оленьих пастбищ, основанные на аэровизуальной и наземной таксации предполагают значительные временные затраты, что удлиня­ет сроки обновления геоботанических карт иногда до 15 лет.

Съемки с космических аппаратов и высотных самолетов ведутся для получения ха­рактеристик состояния земель на федеральном (глобальном) и региональном уровнях.

Съемки и наблюдения с помощью малой авиации - для локального мониторин­га и для уточнения аэрокосмической информации.

Привлечение космической фотоинформации при определении состояния земель определяется возможностью дешифрирования физических элементов ландшафта пу­тем распознавания изучаемых объектов по фототону, цвету, геометрическим размерам и другим особенностям изображения. Значительное число природных процессов не находит прямого отображения на снимках. Их определение производится на основа­нии косвенных дешифровочных признаков. Так по косвенным признакам дешифриру­ются подземные воды, некоторые почвенные разности, стадии развития природных процессов, псреувлажненные земли и др.

1. В чем заключается создание системы наземных наблюдении^й.

2. Что такое дистанционный мониторинг? Как он проводится?

Эффективность использования космических фотоснимков связана с высокой разрешающей способностью, информативной емкостью, уменьшением трудозатрат и времени на дешифрирование этих снимков, сокращением наземных исследований.

Картографическое состояние земель может быть охарактеризовано следующим набором карт:

Карта использования земель;

Ландшафтная карта (геоморфология различных видов ландшафтов);

Карта эрозии и дефляции почв;

Почвенная карта;

Карта переувлажнения и подтопления земель;

Карта загрязнения земель;

Агрохимическая карта;

Карта дисбаланса гумуса.

Состав подобных карт определяется для каждого конкретного района (региона) особенностями функционирования той или иной организации (хозяйства), геологогео-морфологическими, почвенными, климатическими условиями развития территории.

Применение аэрокосмических средств и методов дистанционного зондирования земной поверхности для обеспечения ведения мониторинга земель и природных ре­сурсов ставит задачу совмещения (привязки) разномасштабных видеоданных, регист­рируемых различными техническими средствами и с разных высот, с фотографиче­скими, картографическими материалами. Как правило, процесс привязки включает ра­боту опытных дешифровщиков, которые по фототону, цвету, геометрическим разме­рам и другим особенностям изображения могут дешифровать те или иные особенности ландшафта (территории).

Достоинствами аэрокосмического мониторинга является высокая оператив­ность получения информации, возможность ее обработки с помощью современной вы­числительной техники, хранения, классификации и организации использования. На­пример, по данным дистанционного зондирования прямо или косвенно определяют следующие параметры опустынивания: биомассу пастбищ, урожайность сельскохо­зяйственных угодий, мощность гумусового горизонта, толщину почвенного покрова, уровень грунтовых вод, параметры линейной и плоскостной эрозии почв, виды расти­тельности (естественные и сельскохозяйственные культуры), фазы их вегетации и др.

Прямую пользу приносят средства оперативного космического мониторинга при контроле чрезвычайных экологических ситуаций, снабжении эксперсс-информацией потребителей во всех регионах страны, прогностической оценке послед­ствий аварий и кадастров природно-техногенного происхождения.

Расчетная экономическая эффективность дистанционного зондирования Земли весьма высока. Так, по некоторым данным при использовании спутниковой информа­ции в гидрометеорологическом обеспечении сумма экономических затрат и предот­вращенного ущерба превосходит затраты на ее получение в 10-15 раз.

На основе комплекса материалов космических съемок были проведены иссле­дования по оценке состояния и динамики территории Прикаспийской низменности, которая эволюционировала под сложным влиянием уровня Каспийского моря, сме­нившимся его подъемом. На обширную территорию составлена компьютерная карта состояния природной среды. Составленные карты позволяют оценивать не только со­стояние легко наблюдаемых компонентов ландшафта, по и перейти на основе индика­ционных методов к оценке трудно наблюдаемых компонентов - глубины залегания и минерализации грунтовых вод, засоления почвогрунтов.

Применение методов дистанционного зондирования для мониторинга почвен­ного покрова в условиях Крайнего Севера обеспечивает распознавание основных при­родных объектов: по сканерным изображениям читаются лишайники и зеленая кус­тарниковая растительность: по спектрозональным аэрофотоснимкам дешифрируются лиственные леса, криогенные процессы и присущие им формы рельефа: радиолокаци­онное изображение дает информацию о размещении болот и заболоченных редколе­сий, о степени подтопления земель вблизи водных объектов.

Вместе с тем, методология дистанционного мониторинга, основанная на поиске корреляций между различными данными, полученными на земле, с воздуха и со спут­ника, предусматривает потерю части информации но сравнению с данными наземных исследований. Поэтому наиболее целесообразным и эффективным представляется та­кая методология мониторинга земель, которая включает одновременное использование данных, собранных на трех уровнях: на земле (сбор информации за определенное вре­мя), с воздуха (с помощью систематических разведывательных полетов на легких само­летах) и из космоса (посредством передачи визуальных или цифровых данных спутни­ковыми системами).

Комплекс технических средств для оперативной оценки состояния земель ре­шает следующие задачи:

-проведение оперативных наземных и дистанционных обследований территорий земель природных комплексов, системы энергетики, промышленности и связи с целью оценки их экологического и функционального состояния;

- проведение аэросъемки для обеспечения картографических работ;

- осуществление мониторинга геологических и гидрогеологических процессов, негативных процессов урбанизированных территорий, объектов лесного и водного фонда;

- обнаружение и оценка масштабов и последствий чрезвычайных ситуаций при­родного и техногенного характера;

- информационное обеспечение государственного земельного кадастра и госу-

- дарственного контроля за использованием и охраной земель;

- получение оперативной и достоверной информации о состоянии территории природных и хозяйственных комплексов в целях принятия управленческих реше­ний органами государственной власти РФ;

- создание и обновление автоматизированных баз данных.

1. На каких картах отражаются данные мониторинга земель? Какими спосо­бами они могут получены?

2. Какие задачи решает комплекс технических средств для оперативно!"! оцен­ки состояния земель?

Поиск по сайту: