Застосування аерокосмічних методів для спостереженням за поширенням несприятливих фізико-географічних процесів на території міста Чернівці
Теоретико-методологічні основи вивчення несприятливих та небезпечних фізико-географічних процесів, методи їх моніторингу. Антропогенні зміни компонентів природи в межах урбанізованих територій. Характеристика природних умов території міста Чернівці.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 10.04.2014 |
| Размер файла | 2,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
3.1 Аерокосмічні методи моніторингу несприятливих та небезпечних геологічних процесів
Сучасні великі та середні міста - складні, глибоко трансформовані геосистеми. Одна з основних рис трансформованих геосистем - активний зовнішній техногенний вплив на системи, повна або часткова зміна компонентів природного середовища, насичення території штучними спорудами, заміна частини зв'язків між елементами системи детермінованою дією технологічних процесів.
Важливість вивчення окремих процесів в урбогеосистемах зумовлена великою густотою населення на міських територіях, високою концентрацією споруд, будівель, виробництв на відносно невеликій площі. Густота населення у містах України, постійно зростає за рахунок постійного ущільнення забудови, причому не тільки в адміністративних кордонах міста, але й у приміській смузі. Для більшості великих та середніх міст України характерною рисою є також концентрація споруд та виробництв, істотна частина яких може бути віднесена до потенційно-небезпечних. У таких умовах найрізноманітніші процеси, навіть ті, що здаються малоактивними чи незначними, - або природні, або зумовлені чи активізовані внаслідок значного техногенного впливу на геосистеми - заслуговують пильної уваги.
Значення та переваги дистанційних методів, зокрема космічного знімання, при вивченні геосистем загальновідомі. Останнім часом, із появою на ринку космічних знімків з надвисокою роздільною здатністю (2,5 м і краще), що отримуються з супутників Quick Bird, IKONOS, EROS, Spot-5 та Formo Sat, можливості космічних методів дослідження для вивчення міських, навіть щільно забудованих територій, значно розширилися. Роздільна здатність 0,8 - 2,5 м дозволяє ефективно вивчати компоненти урбаністичних геосистем, зокрема літогенну основу, рельєф, поверхневі та навіть підземні води, ґрунти, рослинність, будівлі та споруди, досліджувати фактори розвитку несприятливих природних процесів або процесів, зумовлених техногенним впливом на компоненти геосистем, та прогнозувати їхні наслідки.
Інтерпретація космічних знімків території великих та середніх міст має свої особливості:
· щільна забудова;
· велика кількість будівель, споруд, конструкцій маскує прояви багатьох природних процесів, особливо підтоплення, суфозії, зсувів тощо;
· велика кількість штучних поверхонь, рослинність садів та парків, різноманітні інженерні заходи суттєво змінюють спектральні характеристики підстилаючої поверхні і змушують вносити істотні корективи до значень характеристик яскравості, які використовуються при вивченні складу ґрунтів, четвертинних відкладів, оконтуренні ділянок підтоплення та заболочування.
При вивченні несприятливих та небезпечних процесів на території міст України рекомендовано застосовувати два основні підходи [20]:
· перший - інтерпретація космічних знімків на основі індикаційного підходу, тобто виявлення змін у геосистемі на основі індикаторів, таблиць дешифрувальних ознак, одним словом, візуального чи "інтерактивного" підходу,
· другий - на основі вивчення кількісних характеристик зображення. Останній підхід базувався на використанні переваг космічних знімків з надвисокою роздільною здатністю (переважно Quick Bird) та космічних знімків із гіршим розрізненням, проте отриманих у декількох діапазонах спектру (переважно ASTER та Spot).
3.2 Особливості застосування технології обробки космічних знімків за методикою субпіксельної класифікації
У наукових дослідженнях різних несприятливих процесів М.В. Арістов рекомендує застосовувати технологію обробки космічних знімків двох типів за методикою субпіксельної класифікації. Головні риси процесу субпіксельної класифікації - автоматичне визначення походження запису (сигнатури) спектру і послідуюча класифікація, тобто розбивка пікселів на класи, а зображення - на ділянки (райони) відповідно до визначених класів. Тобто він пропонує класифікацію за змістом "матеріалу, що становить інтерес" (MOI - Material of Interest). Обробка змішаних пікселів (mixed pixels) - процес визначення спектральних складових, що належать до окремих матеріалів [20]. Такий підхід дозволяє визначити компоненти зображення, що виникають внаслідок зміни складу порід на схилах (що є ознакою зсувів, опливин, молодих ерозійних форм), рівня ґрунтових вод (що є ознакою підтоплення), змін у структурі ґрунтового покриву, рослинності тощо. Розглянемо важливі аспекти дослідження окремих явищ, властивих для урбаністичних геосистем, на прикладі Києва.
При вивченні розломної тектоніки (на прикладі м Києва), М. В Арістов пропонує використовувати космічні знімки, отримані в декількох діапазонах спектру, у тому числі, в інфрачервоному, із супутників Spot-3, ASTER і QuickBird. (інформація про супутник в додатку 5).
Проблема підтоплення стає дедалі актуальнішою для багатьох міст України. Підтоплення, тобто процес підвищення рівня ґрунтових вод, істотно погіршує інженерні умови в містах, призводячи до зміни властивостей грунтів, погіршення стану фундаментів, підземних комунікацій, а також і до деформацій надземної частини будівель. Найбільш типові причини підвищення рівня ґрунтових вод у містах - підпір ґрунтових вод завдяки накопиченню мас води у водосховищах, втрати води на промислових підприємствах, несправність водопровідних та каналізаційних мереж, баражний ефект, конденсація вологи під будівлями, експлуатація підземних споруд.
Використання даних космічних зйомок у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах дозволяє виявляти ділянки із високим (менше двох метрів) рівнем ґрунтових вод. Для цього використовуються як прямі ознаки - зміни коефіцієнтів яскравості поверхні, так і непрямі індикатори (зміни грунтів, рослинності, гіпсометрія поверхні та інші геоморфологічні індикатори). Для виділення зон підтоплення в умовах великого міста необхідно на першому етапі проводити зонування (районування) досліджуваної території за типом поверхні. Ці операції здійснюються на цифрових картах в середовищі ГІС.
Ділянки, зайняті штучними покриттями - будівлі, поверхні, вкриті асфальтом, бетоном, шаром гравію або піску на цьому етапі виключаються з розгляду. Решта території поділяється на поверхні, зайняті трав'яною та чагарниковою рослинністю, прибережною рослинністю, деревною рослинністю, оголені плоскі поверхні та схили, кар'єри, виїмки і так далі. Для кожної з поверхонь вивчаються коефіцієнти спектральних яскравостей, визначені за багатозональними космічними знімками. При цьому використовується метод змішування яскравості пікселів, відомий у дистанційному зондування як Subpixel Transformation.
Дані дистанційного зондування, особливо у комплексі з даними наземних досліджень, дозволяють здійснювати ефективне вивчення та оперативний моніторинг несприятливих та небезпечних природних і техногенно зумовлених явищ в урбогеосистемах. У той же час, використання даних ДЗЗ в умовах великих і середніх міст вимагає спеціальних підходів, які дозволяють проникати "крізь" забудову та штучні поверхні.
Несприятливі процеси у містах виникають в умовах взаємного впливу природних та штучних компонентів геосистем, двостороннього впливу на елементи системи - природних процесів і технологічних (антропогенно зумовлених) процесів.
В умовах Чернівців при планувальних, проектних, будівельних роботах необхідно звертати увагу насамперед на підтоплення, зсуви, ерозійні процеси, які також часто провокується підтопленням, а також на деформації поверхні і верхньої частини надр, зумовлені новітніми та сучасними тектонічними процесами.
Використовуючи картографічні моделі рельєфу та крутизни схилів для території м. Чернівці (додаток 1, 2,3) можна провести аналіз найбільш небезпечних ділянок міста і використовуючи вище згадану методику проводити спостереження за цими ділянками.
Висновки
Основною метою досліджень проведених в рамках даної курсової роботи було вивчення питання щодо причин виникнення несприятливих процесів на урбанізованих територіях. Для цього нами була зібрана та систематизована інформація про поняття несприятливих процесів, різні підходи до його визначення, їх види та аналіз саме тих які на території м. Чернівці є найбільш поширеними.
Аналіз літературних джерел показав що проблему несприятливих процесів на урбанізованих територіях доцільно розглядати в трьох напрямках: вивчення теоретичної бази проблем, виявлення основних чинників виникнення несприятливих процесів та їх наслідків, що особливо актуально в наш час.
Кожний з несприятливих процесів характеризується своїми особливостями і умовами виникнення. Потрібно зазначити, що фізико-географічні процеси відбуваються в навколишньому середовищі постійно, але інтенсивність і їхній негативний прояв залежать в певній мірі і від діяльності людини
Аналізуючи теоретичні питання щодо проблем розвитку несприятливих процесів було встановлено що їх можна об'єднати за ознакою походження: певна група несприятливих процесів виникає під впливом природних чинників, а інша - внаслідок антропогенного впливу.
Дослідження показали, що на території м. Чернівці найбільш поширеним видом несприятливих процесів є зсуви. Цьому сприяють в основному орографічні чинники, літогенна основа та особливості клімату. Прискоренню зсувних процесів, на території міста часто сприяє необдумана господарська діяльність.
Для кращого розуміння причин виникнення таких процесів на досліджуваній території проведено аналіз природних умов, та специфіки їх використання в господарській діяльності. Виявлено що регіон дослідження дуже рухомий в тектонічному відношенні, адже значна частина Чернівецької області належить до семибальної зони сейсмічності. Антропогенні динамічні перевантаження схилів міста (вантажний транспорт, господарські забудови, відсутність дренажних систем стоку) підсилили ймовірність виникнення зсувних процесів, що в останні роки особливо мали значний прояв на таких вулицях як Барбюса та Одеська.
Для подальшого попередження виникнення несприятливих процесів можливо використання нових способів спостереження за рельєфом - супутникове зондування Землі. Переваги дистанційних методів, зокрема космічного знімання місцевості надають можливість прогнозування виникнення несприятливих процесів, що є дуже важливим для подальшої діяльності людини. Інформація наземних досліджень в комплексі з даними дистанційного зондування дадуть можливість людині проводити ефективний моніторинг урбанізованих земель, і як результат - безпечне функціонування міст.
Список літератури
1. Закон України "Про основи містобудування" розділ І: статті 1-5.
2. Збірник чинних Програм з питань соціально-економічного розвитку м. Чернівців / Чернівецька міська рада. - Чернівці: МВЩ "Місто", 2006. - 530 с.
3. Андрійчук В., Рідуш Б. Місто на порозі чергової катастрофи: [Суфозія ґрунтів м. Чернівці] // Чернівці. - 1996. - 25 жовт. - С.4.
4. Волошина Е. Чернівці і далі "зсуваються" [69 зсувних ділянок м. Чернівці] // Чернівці. - 2001 - 23 березня. - С.5.
5. Довкілля Буковини - 2005. Статистичний збірник / За ред. А.В. Ротаря. - Чернівці, 2006. - 103 с
6. Кожурина М.С., Станишевський В.А., Дорфман Я.Р. Инженерно-геоморфологическая характеристика города Черновцы // Тезисы докладов XX научной сессии [ЧТУ]. Секция географических наук. - Черновцы, 1964. - С.81-83.
7. Костащук В. Геоморфологічні зміни території Чернівецької області внаслідок експлуатації родовищ корисних копалин // Геоморфологічні Дослідження в Україні: минуле, сучасне, майбутнє. - Львів: Вид. Центр ЛНУ їм.І. Франка, 2002. - С.102-104.
8. Ландшафти міста Чернівці: Монографія / За ред.В.М. Гуцуляка. Чернівці: Рута, 2006. - 168 с
9. Могитич Р. Містобудівельний розвиток Чернівців у XIV-XIX ст. Шляхи охорони урбаністичного середовища міста. // Архітектурна спадщина Чернівців Австрійської доби: Матеріали Міжнародної наукової конференції (Чернівці, 1-4 жовтня 2001 p.). - Чернівці: Золоті литаври, 2003. - С.26-34.
10. Островерх Г.Б. Комплексний аналіз рельєфу при інженерно-геоморфологічних дослідженнях урбанізованих територій // Укр. геогр. журн. - 1997. - №2. - С.22-29.
11. Островерх Г.Б. Фактори та критерії оцінки стійкості рельєфу урбанізованих територій (на прикладі м. Києва). Автореф. дисер. канд. геогр. наук. - К.: Інститут географії. - 1999. - 24 с.
12. Правила використання та забудови міста Чернівці, затверджені рішенням 34 сесії міської ради IV скликання від 07.07.2005 p., №763.
13. Палієнко В.П., Барщевський М. Є, Жилкін С.В. Трансформация рельефа и геоморфодинамика урбанизированных территорий Украины. - Рельеф и человек, Материалы Иркутского геоморфологического семинара, Чтений памяти Н.А. Флоренсова, сентябрь, 2004 г., Иркутск, 2004
14. Пушко В.Н., Прокопенко В.И., Наумов М.Й. Отчет о работе Киевской оползневой станции за 1964 г. (Черновицкий оползневой пост), Т. V. Фонды треста Киевгеологии - Киев, 1965 г.
15. Сивак О. Геоекологічні основи проектування // Містобудування та територіальне планування: Наук. - техн. збірник / Відпов. ред.М. М. Осетрін. - К., КНУБА, 2005. - Вип.22. - С.320-324
16. Ющенко Ю.С. Розвиток русла річки Прут на ділянці інтенсивного антропогенного впливу в районі м. Чернівці // Науковий вісник Чернівецького університету. "Збірник наукових праць. Вип. 19: Географія. - Чернівці: ЧДУ, 1997. - С.34-36.
17. Рудько Г.І., Адаменко О.М. Конструктивна геоекологія: наукові основи та практичне втілення - Ч., 2008.
18. Рудько Г.И., Куница М.Н., Губко Н.Д. Оползневые геосистемы г. Черновцы, прогноз их розвитая // Физическая география и геоморфология. Вып.33. - Киев: Выща школа, 1986. - С.61-67.
19. Станішевський В.А. Гаманюк Г.І. Про екзогенні процеси Прут-Серетського межиріччя // Фізична географія і геоморфологія. Міжвідомчий науковий збірник. Вип. З - К: Вид-во Київський університет, 1970. - С.77-82.
20. М.В. Арістов Аерокосмічні методи моніторингу несприятливих та небезпечних геологічних процесів в урбогеосистемах (на прикладі міста Києва) Збірник матеріалів МНПК "Перший Всеукраїнський з'їзд екологів”. http://eco.com.ua/sites/eco.com.ua
21. Природа Чернівецької області / За ред. Геренчука К.І. - Львів: Вид-во Львів. ун-ту, 1978. - 160 с.
Додатки
Додаток 1
Додаток 2
Додаток 3
Зображення зсувних ділянок на гіпсометричній карті м. Чернівці.
Умовні позначення
- річкова сітка
Размещено на http://www.allbest.ru/
- зсуви
Додаток 4
Карта-схема території м. Чернівці
Додаток 5
Космічні дані супутника QuickBird
До недавнього часу супутник QuickBird (QuickBird-02) поставляв найбільш високодетальні (61 см) зображення Землі, доступні комерційним користувачам, зараз він замикає когорту найбільш високо детальних супутників. Супутник був успішно запущений 18 жовтня 2001 з космодрому Ванденберг (США, штат Каліфорнія) спільними зусиллями компанії DigitalGlobe (до вересня 2001 р. EarthWatch) і її інвесторів, включаючи Ball Aerospace & Technologies Corp., Hitachi Software Engineering Co. Ltd., Morgan Stanley і Telespazio SPA / Eurimage Investment. Сучасний КА QuickBird є другим супутником однойменної програми. Його попередник, запущений в листопаді 2000 р. з космодрому Плесецьк (Росія), не досяг орбіти. Японська корпорація Hitachi Software Engineering Co. Ltd. (Hitachi Soft), відома на світовому ринку програмного забезпечення з 1970 р., є головним дистриб'ютором даних космічної зйомки та заснованих на них продуктів компанії DigitalGlobe в Азіатському регіоні. Компанія "ТВІС", на підставі дистриб'юторських і партнерських угод зі світовими операторами космічних програм, приймає заявки як на отримання архівних зображень, так і на замовлення оперативної зйомки з супутника QuickBird.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Аналіз закономірностей накопичення важких металів у ґрунтах та рослинній продукції в залежності від стійкості природних компонентів та ступеню забруднення території. Огляд стійкості ґрунтів міста Маріуполя та його околиць, ступеню забруднення території.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 15.03.2012Особливості формування флори та фауни міста. Опис урбанізованих біоценозів. Значення фітомеліорації міського середовища. Розгляд комплексних зелених зон міста. Аналіз відомостей щодо переважаючих видів флори на території парку відпочинку міста Чернігів.
дипломная работа [473,6 K], добавлен 21.09.2010Огляд досліджень хімічного складу атмосферних опадів. Особливості утворення поверхневого стоку міста. Забруднюючі компоненти поверхневого стоку на урбанізованих територіях. Порівняльний аналіз фітотоксичності талих і дощових вод на території м. Черкаси.
дипломная работа [803,5 K], добавлен 18.07.2014Дослідження природних факторів виникнення несприятливих екологічних ситуацій як важливе для забезпечення нормальної життєдіяльності людини. Природні стихійні лиха, що завдають шкоди сільському господарству. Види несприятливих екологічних ситуацій.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 14.09.2015Історія досліджень природних компонентів та об’єктів заповідника. Аналіз небезпечних чинників при проведенні польових досліджень. Екологічний стан природних компонентів заповідника "Кам’яні Могили" в умовах сучасного режиму охорони та збереження.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.10.2012Основні природні та техногенні чинники, які негативно впливають на стан природного геологічного середовища. Фізико-географічні процеси, які розвиваються на території Запоріжжя. Характеристика джерел забруднення атмосфери, літосфери та гідросфери міста.
курсовая работа [433,0 K], добавлен 12.02.2014Використання кіральних властивостей проліну для оцінки рівня забруднення річкових екосистем. Гідрохімічні дослідження малих річок м. Чернівці. Аналіз індексів сапробності та еколого-географічних особливостей видів водоростей, виявлених у водоймах.
автореферат [49,2 K], добавлен 08.06.2013Моніторингове дослідження територій. Проведення моніторингу забруднення ґрунтів Рівненської та Житомирської областей. Заходи з охорони земель. Оцінка ліхеноіндикаційною зйомкою забруднення чадним газом автомобільним транспортом квадрату № В1 міста Херсон.
курсовая работа [127,5 K], добавлен 20.11.2013Огляд природних умов території Сумської області. Оцінка екологічного стану різних компонентів навколишнього природного середовища, які зазнають антропогенного впливу. Дослідження ґрунту і рослинної сільськогосподарської продукції на вміст важких металів.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 15.03.2012Вплив різних джерел забруднення на екологічний стан природних компонентів території. Екологічні дослідження геологічної структури та рельєфу як складових стану довкілля. Екологія та охорона природно–територіальних та природно–антропогенних комплексів.
дипломная работа [132,4 K], добавлен 12.12.2011
