Применение ГИС и ДЗЗ в экологии и природопользовании

Подать заявку на разработку ГИС, дешифрирование данных ДЗЗ

На сегодняшний день, термин геоинформационные системы (ГИС) принято понимать в 2 смыслах:

система сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных (географических) данных и связанной с ними информацией о необходимых объектах.
инструмент (программный продукт), позволяющий пользователям искать, анализировать и редактировать цифровые карты, а также дополнительную информацию об объектах, например высоту здания, адрес, количество жильцов.

ГИС-программы позволяют хранить и визуализировать не только пространственную информацию, но и большое количество самых разнообразных сопутствующих данных. Визуализация накопленных данных отличается высокой образностью, целостностью представляемой картины и легкостью восприятия. Наконец, с использованием ГИС связан высокий аналитический потенциал, необходимый при обработке данных. В этом заключается актуальность использования ГИС в экологии и природопользовании.

Под данными дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) понимаются первичные и производные материалы аэросъемок и космических съемок, полученные в результате съемки Земли со спутников, оборудованных специализированными сенсорами. Такие данные различаются по пространственному охвату территории съемки, разрешению снимка, количеству каналов съемки и дате съемки.

Наиболее известными и легкодоступными данными ДЗЗ являются снимки, сделанные в видимом диапазоне (например: снимки предоставляемые сервисами Google, Yandex, Yahoo и др.). Существуют другие данные, включающие в себя несколько спектральных каналов. Например: Landsat, ASTER, SPOT. Сравнивая и комбинируя значения яркости разных каналов, можно получать важные данные о тех или иных явлениях на поверхности Земли, которые визуально определить невозможно.

В экологических исследованиях чаще всего используются мультиспектральные снимки, как наиболее информативные. Часть из них можно получить в свободном доступе, другие только на договорной основе. Стоимость таких снимков зависит от их конкретных характеристик.

Актуальность использования данных ДЗЗ объясняется достоинствами таких данных. Они заключаются в следующем:

Достоверность предоставляемой информации
Сравнительно большой охват территории съемки
Периодическое обновление снимков
Относительно легкая доступность

На кафедре биогеоценологии и охраны природы основная часть работы связанная с ГИС и обработкой данных ДЗЗ ведется на базе лаборатории эколого-геоинформационных систем. На компьютерах лаборатории установлено лицензионное программное обеспечение ArcGIS 9.3 (ESRI) и ENVI 5.0 (Exelis VIS).

Основные результаты работы, связанные с ГИС и обработкой данных ДЗЗ:

1. Создана геоинформационная база данных особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Пермского края. База данных содержит комплекс основной информации об ООПТ регионального значения Пермского края (границы, зонирование, природоохранное обустройство, места обитания видов, включенных в Красную книгу, уникальные природные объекты и т.п.). Помимо самой базы данных в состав ГИС-проекта встроен специально спрограммированный модуль (совместно с ГИС-центром ПГНИУ). Модуль представляет собой инструмент, компилирующий (из атрибутивных данных базы) информацию в специальные формы. Разработчиками базы данных получено свидетельство о регистрации информационного ресурса «База данных ООПТ Пермского края».

2. Созданы геоинформационные базы данных ООПТ муниципальных районов. На сегодняшний день разработаны такие базы данных для г. Перми и Октябрьского муниципального района. Базы данных содержат полную информацию об ООПТ, включая результаты исследований.

3. Исследования многолетней динамики лесных экосистем. Сотрудниками кафедры разработаны методики дешифрирования изображений лесных биогеоценозов и анализа их изменений по разновременным космоснимкам. При изучении продуктивности растительного покрова используются различные вегетационные индексы. Методики апробированы при изучении экосистем сосновых лесов на ООПТ «Осинская лесная дача» и «Черняевский лес». По результатам исследования успешно защищена кандидатская диссертация аспиранта кафедры.

4. Инвентаризация зеленых насаждений. В настоящее время, составлена геоинформационная база данных зеленых насаждений г. Перми. В ней собраны разнообразные данные (местонахождение, возраст, состояние, видовая принадлежность и т.п.) о всех деревьях, газонах, цветниках и кустарниках г. Перми.

5. Коллектив кафедры подготовил серию карт для раздела «Особо охраняемые природные территории» Атласа Пермского края.

6. Созданы геоинформационные базы данных практически всех территорий, на которых проводят исследования сотрудники кафедры. Результаты изучения природных и природно-антропогенных объектов добавляются в ГИС для выполнения геообработки, пространственного анализа и составления карт.

Научные статьи сотрудников кафедры: