Классификация методов дистанционного зондирования при ведении мониторинга

Лекция 7

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ

ПО МОНИТОРИНГУ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

Вопросы:

Структура и методы ведения мониторинга городской среды

Классификация методов дистанционного зондирования при ведении мониторинга городской среды

Сравнительные характеристики фотографической и нефотографической съемки городской среды

СТРУКТУРА И МЕТОДЫ ВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА

ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

Ведение мониторинга городской среды должно осуществляться по единой методологии с соблюдением принципа взаимной совместимости информации, основанной на применении единой государственной системы координат, высот, картографических проекций, единых классификаторов, кодов, системы единиц, входных и выходных форматов. Для получения необходимой информации при осуществлении мониторинга городской среды основными методами служат:

– наземные съемки и наблюдения, в том числе специальные и с применением геодезических инструментов;

– дистанционное зондирование (аэрофотосъемка, космическая, телевизионная и тепловая съемки и наблюдения).

Кроме того, условно в качестве самостоятельного метода выделяют современный и ретроспективный анализ данных, получаемых в результате инвентаризации земель, проверок, обследований, контрольно-ревизионной работы.

Перечисленные методы относят к макрометодам собственно мониторинга среды. Кроме того, при оценке отдельных аспектов состояния среды применяют специальные методы расчета разнообразных показателей, характеризующих их. Это микрометоды, используемые при ведении мониторинга. В качестве примеров можно назвать весовой метод определения влажности грунтов при анализе подтопления земель; метод бурения при анализе формирования техногенных грунтов; атомно-абсорбционный, спектрофотометрический и газохроматографический методы определения содержания химических загрязняющих веществ в воздухе, водах, почвах.

Разнообразные фиксируемые показатели мониторинга определяются с различнойпериодичностью, зависящей от характера конкретных наблюдений. Наблюдения при ведении мониторинга городской среды с этой позиции могут быть:

– базовыми (исходные наблюдения, фиксирующие состояние объектов наблюдения на момент начала ведения мониторинга);

– оперативными, или дежурными (систематические наблюдения, фиксирующие состояние объектов наблюдения на текущий момент);

– периодическими (проводимыми через определенный промежуток времени - неделю, месяц, год и т.д.);

– ретроспективными (проведенными до момента начала ведения мониторинга).

По территориальному охвату территории наблюдения подразделяются на реинвентаризационные, режимные и специальные.

Реинвентаризационные наблюдения – это периодические наблюдения, охватывающие всю наблюдаемую в процессе мониторинга территорию. При этом используется стандартный перечень наиболее устойчивых, консервативных характеристик среды. Такие наблюдения могут использоваться в качестве базовых. Инвентаризационные наблюдения могут осуществляться в режиме повторного картографирования. Суть повторного картографирования заключается в периодическом обновлении каких-либо конкретных сведений и нанесении их на карту определенного масштаба по определенной схеме пробоотбора.

В общем случае при ведении мониторинга, например, земель применяют четыре основных схемы пробоотбора. Первая из них – румбическая сеть – применяется в случае характеристики негативных процессов, имеющих точечные источники возникновения (например, импактное химическое загрязнение, радиозагрязнение). Линейная сеть применяется в случае характеристики негативных процессов, имеющих протяженные источники возникновения (например, шумовое загрязнение вдоль железных дорог и автомагистралей). Упорядоченные сети применяются в случае характеристики негативных процессов, имеющих распространение по всей территории города или его крупных частей (подтопление, региональное химическое загрязнение). К режимным наблюдениям относятся непрерывные стационарные наблюдения за отдельными показателями, ведущиеся на репрезентативных полигонах, стационарных участках и пунктах наблюдений. При этом фиксируются наиболее динамичные, высокоизменчивые, характерные для данного города (региона) показатели. К специальным наблюдениям относят те, которые обеспечивают выбор наиболее информативных показателей для обеспечения моделей оценки и прогноза состояния среды. При этом применяются методы сплошного, выборочного и детального обследования ключевых участков, т.е. типичных в определенных отношениях.

Потенциальные источники и содержание информации представлены в таблице 7.1.

 

Таблица 7.1 – Источники и содержание информации

по мониторингу городской среды

 

Городской орган федеральной службы земельного кадастра	Характеристика правового состояния и данные государственной регистрации земель; земельно-учетные данные; топографо-геодезическое обеспечение на земли города; комплексная оценка качества земель.
Росприроднадзор (орган МПР РФ)	Характеристика экологического состояния земель, а также комплексного состояния особо охраняемых природных территорий.
Городской орган службы градостроительного кадастра и мониторинга ГК СЖКХ	Сведения о градостроительном регулировании территории города; характеристика состояния застроенных земель и объектов застройки; оценка эффективности использования и степени освоения земель.
Городской центр Госсанэпиднадзора	Характеристика санитарно-гигиеничес- кого состояния городской окружающей среды.
Городская водная служба, бассейновое водохозяйственное управление (орган МПР РФ)	Характеристика состояния водного фонда, водоохранных зон и водных объектов.
Региональный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды	Характеристика химического загрязнения среды городской.
Региональный центр геологических исследований (орган МПР РФ)	Характеристика состояния недр, геодинамических и других процессов геологического плана.
Служба озеленения города, управление лесами	Характеристика состояния лесных и озелененных территорий и объектов озеленения.

Наблюдения в системе мониторинга городской среды осуществляются организациями ряда министерств и ведомств. Сеть наблюдательных пунктов, полигонов и постов этих организаций, называемых организациями-держателями мониторинговой информации, составляет опорную сеть наблюдений службы мониторинга.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ПРИ ВЕДЕНИИ МОНИТОРИНГА

ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

 

Материалы дистанционного зондирования находят все более широкое применение при ведении мониторинга городских территорий. Это обусловлено, во-первых, относительной дешевизной обследования единицы площади дистанционными методами по сравнению с наземными, особенно при обследовании значительных территорий. Во-вторых, при дистанционном зондировании отсутствует непосредственный контакт между объектом исследования и техническими средствами, производящими измерения различных характеристик объекта, что обеспечивает неизменяемость объекта в процессе обследования. В-третьих, и это главное, дистанционное зондирование в целом дает более информативные материалы, характеризующие состояние объекта исследования: в результате зондирования получают продукцию, характеризующую количественно без пробелов и разрывов целые обследуемые площади как совокупность множества отдельных точек (естественно, с тем шагом, который определяется масштабом съемки и ее разрешающей способностью). При наземных обследованиях в большинстве случаев количественно фиксируется значение интересующего показателя лишь для ряда отдельных точек пробоотбора, а значения его для промежуточных точек приходится аппроксимировать.

Методы дистанционного зондирования земной поверхности подразделяются на аэрометоды (съемка производится из атмосферы) и космические методы (съемка производится из космоса). При дистанционном зондировании проводят три основных вида работ: получение материалов съемки, их обработку, создание карт и иных (не картографических) материалов по обработанным снимкам.

Аэрокосмический мониторинг – это бесконтактная регистрация электромагнитного поля с вышек, самолетов, спутников и интерпретация полученных изображений для изучения состава, структуры, ритмики, динамики и состояния экосистем.

Преимущества аэрокосмического мониторинга заключаются в многомасштабности и многовременности. Многомасштабность состоит в том, что можно синхронно или квазисинхронно производить съемку поверхности Земли с различной разрешающей способностью и разными уровнями естественной генерации. Это позволяет производить тематическое картирование (опознавание и выделение) и генерализацию всех пространных единиц экосистем (от глобального до локального уровня).

Многовременность обеспечивает сопоставленность информации, получаемой с различной периодичностью, что является объективным критерием для выделения пространственно-временных изменений экосистем (суточных, сезонных и т. д.).

Система аэрокосмического мониторинга состоит из следующих элементов:

– банка данных исходной информации;

– регулярно (периодически) восполняемого банка аэрокосмических материалов, съемок;

– системы оперативного дешифрования (интерпретации) материалов аэрокосмических съемок.

Аэрокосмический мониторинг включает:

– составление тематических карт, отражающих распределение и состояние природных и антропогенных объектов на начало работ по мониторингу;

– осуществление регулярного картографического слежения за происходящими изменениями природных и антропогенных объектов на основании регулярно повторяемых аэрокосмических съемок.

Порядок организации и методика выполнения работ в системе аэрокосмического мониторинга представлены в таблице 7.2.

 

Таблица 7.2 – Последовательность дешифрования материалов

аэрокосмических съемок

Этапы	Критерии	Результаты
1. Определение	Признаки изображения «опорных» пунктов.	Точное географическое положение участка.
2. Обнаружение	Признаки изображения (тон, цвет, структура рисунка, фотоизображения).	Обособление физиономичных компонентов экосистем.
3. Опознание	Признаки изображения (дешифровочные признаки конкретных объектов).	Установление реципиентных компонентов экосистем.
4. Интерпретация	Физиономические компоненты экосистем, внутриэкосистемные взаимосвязи. Физиономичные компоненты экосистем, их взаиморасположение.     Резкие отклонения в типичных дешифровочных признаках физиономичных компонентов экосистем.	Установление реципиентных компонентов экосистем.   Выявление динамичных явлений и процессов (природных и антропогенных) и их направленности. Выявление антропогенных нарушений и вызванных ими процессов.
5. Экстраполяция	Признаки изображения и установление по ним объекта, явления и процесса.	Идентификация аналогичных объектов, явлений и процессов на других участках.

 

Аэрокосмические съемочные средства можно классифицировать:

– по используемому при съемке диапазону спектра электромагнитного излучения;

– по способу приема электромагнитного излучения;

– по способу доставки результатов съемки потребителю.

По используемому при съемке диапазону спектра электромагнитного излучения выделяют средства, работающие в оптическом диапазоне и работающие в радиодиапазоне. Классификация по этому принципу должна быть продолжена с постепенным разделением на более узкие спектральные интервалы.

По способу приема электромагнитного излучения выделяют следующие средства:

– фотографические, в которых пространственное распределение яркостей непосредственно записывается на светочувствительных материалах в виде двумерного непрерывного изображения;

– оптико-электронные, в которых яркости дискретно измеряются с помощью фотоэлектрических, термоэлектрических и других приемников через промежуточные регистрирующие устройства;

– радиофизические, в которых информация, получаемая через радиоволны, принимается антеннами.

По способу доставки результатов съемки потребителю выделяют средства оперативные, в которых информация о местности может быть передана по радиоканалам в реальном времени, и неоперативные, продукция которых доставляется только транспортными средствами.

 

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: