CC BY
104
ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО, КАДАСТР И МОНИТОРИНГ
^'
УДК 577.4 М.А. Ташлыков, И.М. Данилин
МЕТОДИКА ВЫЯВЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ ГОРОДСКИХ ЭКОСИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ
В статье рассматривается разработанная методика выявления нарушенных земель городских экосистем с использованием данных дистанционного зондирования и геоинформационных систем (на примере территории Октябрьского района г. Красноярска).
Ключевые слова: экосистема, экотоп, дистанционное зондирование, геоинформационные системы.
M.A. Tashlykov, I.M. Danilin
TECHNIQUE OF REVEALING AND DETERMINATION OF THE URBAN ECOSYSTEMS BROKEN SOILS CHARACTERISTICS BY MEANS OF REMOTE SENSING AND THE GEOINFORMATION TECHNOLOGIES
The elaborated technique to reveal the urban ecosystems broken soils by means of the remote sensing data and geoinformation systems (on the example of the Oktyabrskiy district of the Krasnoyarsk city) is considered in the article.
Key words: ecosystem, ecotope, remote sensing, geoinformation systems.
Введение
Многообразие природных условий и факторов антропогенных воздействий на земли населенных пунктов, сложность ландшафтных, почвенно-грунтовых, гидрологических и климатических условий обусловливают необходимость дифференцированных программ экологического мониторинга городских экосистем [1,
6, 7].
С точки зрения архитектуры и градостроительства [3], экологическая безопасность городской среды может быть достигнута за счет приведения ее основных компонентов к оптимальному состоянию. В качестве таких компонентов выделяются:
природно-экологическая подсистема;
антропогенная подсистема;
социально-экологическая подсистема.
Эстетическое восприятие человеком окружающей городской среды - важнейший акт духовного освоения действительности, где основной целью является поиск гармонии, красоты объекта. Эстетическое восприятие способно рождать не только эмоциональное, но и рациональное. Оно, как правило, сопутствует многим научным открытиям. Поэтому истинно культурные современные ландшафты должны не только оптимально выполнять свойственные им социально-экономические и экологические функции, но и, в то же время, обладать немалыми эстетическими достоинствами [5].
Методика исследования
Объектом исследования был выбран Октябрьский район города Красноярска в связи с неоднородностью его экосистем, разнообразием ландшафтов и видов использования земель.
Целью исследования явилось создание эффективной системы информационного обеспечения и насыщения базы данных органов экологического контроля и мониторинга городских земель.
Исследования проводились с использованием аэрофотоснимков М 1:25000 города Красноярска, а также блоков фотограмметрических данных. Для обработки аэрофотоснимков, проведения стереометрического дешифрирования, экологической оценки и трехмерного моделирования нарушенных городских земель использовались программное обеспечение PhotoMOD, ArcView 3.0, фотограмметрическая станция NuVision60GX.
Данные, полученные в программной среде PhotoMOD, имеют привязку к местной системе трехмерных координат X, У, Z.
Экспериментальная часть
При стереометрическом лабораторном обследовании территории Октябрьского района города Красноярска по данным аэрофотосъемки были условно выделены земли по факту использования под объектами, несущими основное экологическое и социальное значение в условиях городской экосистемы, а также нарушенные земли. Процесс выделения земель и тематической оцифровки местности производился в программ-
ной среде PhotoMOD.
При анализе нарушенных земель и их характеристике с использованием фотограмметрических методов в стереоскопическом измерении были получены следующие данные:
земли с нарушенной структурой почв и переуплотнением - 20,07 га (16 % от общей площади нарушенных земель);
земли, подверженные водной и ветровой эрозии - 60,81 га (48 %); земли, подверженные опустыниванию - 4,52 га (4 %); земли, подверженные переувлажнению - 26,57 га (21 %); земли, подверженные загрязнению, под озерами и прудами - 10,69 га (9%); земли, подверженные потери гумуса - 2,34 га (2 %).
Характеристики выделенных земель приведены в таблице 1.
Таблица 1
Распределение земель по характеру использования в границах Октябрьского района г. Красноярска
Наименование земель Площадь, га % от общей площади района
Земли под зданиями и сооружениями 376 4,16
Нарушенные земли 125 1,38
Земли под городскими лесами и парками 3158 34,91
Земли под садами и дачами 788 8,71
Земли под объектами водного фонда 457 5,05
Прочие земли (для общественных и частных нужд) 4141 45,78
Общая площадь земель района 9045 100,00
Как видно из таблицы 1, соотношение нарушенных земель к застроенным землям составляет 1:3. Из этого следует, что для развития города под озеленение и рекреационные зоны возможно использование дополнительно 125 га земель.
Процесс выделения деградированных земель проводился в четыре этапа. Для наглядности действенности системы и ее информативности рассмотрим пример опытного участка №1. Этот участок расположен в микрорайоне «Ветлужанка», на склоне южной экспозиции, в 90 м южнее улицы Е. Стасовой и 130 м юго-западнее от автобусной остановки «Поворот». Площадь участка нарушенных земель составляет 10,58 га, координаты в местной системе приведены в таблице 2.
Таблица 2
Координаты опытного участка № 1
Точка X У Z
1 14470,986 39041,890 210,996
2 14292,627 39079,328 214,366
3 14197,852 38962,025 218,040
4 14143,703 38976,163 221,995
5 14105,110 38856,838 225,511
6 14194,591 38762,818 226,268
7 14178,935 38585,016 233,613
8 14337,910 38535,637 225,743
Границы участка № 1 в двухмерной модели с расположением поворотных точек показаны на панхроматическом аэрофотоснимке (рис. 1).
Рис. 1. Установленные границы нарушенных земель участка № 1
Территория участка № 1 состоит из двух зон: рекреационной (пруд) и промышленной (заброшенная подстанция). С использованием стереоскопического измерения и дешифровочных методов выполнено построение трехмерной модели приведенного экотопа (рис. 2).
Рис. 2. Трехмерная модель экотопа участка № 1
Представление сопряженной фотограмметрической, картографической и семантической информации в геоинформационной системе [2, 4] реализовано в программной среде ArcView 3.0 (рис. 3).
Рис. 3. ГИС-представление фотограмметрической, картографической и семантической информации о земельных участках и расположенных на них объектах
По прямым и косвенным стереометрическим признакам выявлены экологические характеристики выделенного экотопа. Выделенный экотоп подвержен в районе озера биологическому и химическому загрязнению вследствие близости к автодороге со средней интенсивностью движения, а также отсутствия проточной системы, способной обеспечивать вынос загрязнителей.
Прилегающая к озеру территория подвержена водной эрозии и переувлажнению, что адекватно и достоверно характеризует трехмерная модель экотопа. Данная территория нуждается в комплексной рекультивации и очистке. Наиболее рациональным использованием территории опытного участка, с учетом нехватки зон рекреации, близости данной территории к жилой зоне и малой строительной ценности, является перевод земель под объект рекреации. Земли могут быть восстановлены путем биологической и механической очистки пруда, а также благоустройства и озеленения прилегающей к нему территории.
Выводы
Выявление и восстановление нарушенных земель населенных пунктов имеет большое значение для улучшения экологического состояния городских экосистем. Предложенный метод выявления и оценки экото-пов с нарушенными землями отвечает потребностям экологического мониторинга и охраны окружающей городской среды, а также дает возможность определить степень и характер нарушения земель и выявить источники и причины, вызвавшие их негативные изменения. Предлагаемый метод позволяет получить трехмерную модель экотопа с нарушенными землями, что играет важную роль при разработке проектов по инженерному обустройству, восстановлению и рекультивации земель, общему улучшению состояния городской среды и повышению комфортности проживания людей на данной территории.
Литература
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Человек - Экономика - Биота - Среда: учеб. для студентов вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 495 с.
2. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. - М.: Астрея, 1997. - 64 с.
3. Иовлев В.И. Архитектурное пространство и экология. - Екатеринбург: Архитектон, 2006. - 298 с.
4. Основы геоинформатики: учеб. пособие для студ. вузов: в 2-х кн. / Е.Г. Капралов [и др.]; под ред. В.С.
Тикунова. - М.: Изд. центр «Академия», 2004. - 480 с.
5. Николаев В.А. Ландшафтоведение, эстетика и дизайн. - М., 2003. - 175 с.
6. Сизов А.П. Городские земли: оценка качества, мониторинг, применение их результатов в регулировании землепользования: автореф. дис. ... д-ра техн. наук. - М.: МИИГАиК, 2006. - 48 с.
7. Экологический мониторинг: учеб. пособ. для вузов / под ред. Т.Я. Ашихминой. - М.: Академ. проект,
2005. - 416 с.
