VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В последнее десятилетие интенсивно ведутся исследования в области анализа динамики земной поверхности. Особенно перспективным научным направлением в этой области является создание информационных систем для выявления и прогноза изменений земной поверхности по данным дистанционного зондирования Земли. Огромный интерес к таким исследованиям и к их перспективным практическим приложениям проявляется как в России, так и за рубежом.

Любой город с момента своего образования проходит определённый путь развития. С ростом населения расширяются и границы населённого пункта. Землями населенных пунктов признаются земли, используемые и предназначенные для застройки и территориального развития населенных пунктов. Границы городских, сельских населенных пунктов  отделяют земли населенных пунктов от земель иных категорий (очень важно понимать, что в пределах границ населенных пунктов все земли относятся только к одной категории - «земли населенных пунктов»). При этом границы населенных пунктов не могут пересекать границы муниципальных образований или выходить за их границы, а также пересекать границы земельных участков, предоставленных гражданам или юридическим лицам. Установлением или изменением границ населенных пунктов является утверждение или изменение:

 • генерального плана городского округа, поселения, отображающего границы населенных пунктов, расположенных в границах соответствующего муниципального образования;

 • схемы территориального планирования муниципального района, отображающей границы сельских населенных пунктов, расположенных за пределами границ поселений (на межселенных территориях).

Четко установить и описать границу населенного пункта значит подготовить в ее отношении карту (план) объекта землеустройства, каталог координат поворотных точек границы в местной системе координат, установленной для ведения государственного кадастра недвижимости, и текстовое описание прохождения границы.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) - получение информации о поверхности Земли и объектах на ней, атмосфере, океане, верхнем слое земной коры бесконтактными методами, при которых регистрирующий прибор удален от объекта исследований на значительное расстояние. Общей физической основой дистанционного зондирования является функциональная зависимость между зарегистрированными параметрами собственного или отраженного излучения объекта и его биогеофизическими характеристиками и пространственным положением. Суть метода заключается в интерпретации результатов измерения электромагнитного излучения, которое отражается либо излучается объектом и регистрируется в некоторой удаленной от него точке пространства.

Методы ДЗ основаны на использовании сенсоров, которые размещаются либо на космических аппаратах, либо на пилотируемых и беспилотных летательных аппаратах, которые действуют в пределах земной атмосферы. Данные сенсоры регистрируют электромагнитное излучение в форматах, существенно более приспособленных для цифровой обработки. В большинстве методов ДЗ используют инфракрасный диапазон отраженного излучения, тепловой инфракрасный и радиодиапазон электромагнитного спектра.

Процесс сбора данных дистанционного зондирования и их использование в географических информационных системах (ГИС) схематически представлены на Рисунке 1.

 

Рис.1. Интеграция данных дистанционного зондирования в ГИС

 

Фонд космических съемок в настоящее время обширный и включает материалы, полученные съемочными системами разных типов - сканерными (многозональными, панхроматическими), радиолокационными (на разных длинах волн, при разной поляризации сигнала) и фотографическими (черно-белыми, цветными, спектрозональными и многозональными) в разных участках электромагнитного спектра, с разным пространственным (от 0,4 м до нескольких километров) и радиометрическим разрешением (8,11,12,16 бит/пиксел).

На Рисунке 2 в обобщенном виде представлена принципиальная схема выполнения аэрокосмических исследований. Она включает основные технологические этапы: получение снимка объекта исследования и дальнейшую работу со снимками - их дешифрирование и фотограмметрическую обработку, а также конечную цель исследований - составленную по снимкам карту, геоинформационную систему, разработанный прогноз.

Рис. 2. Принципиальная схема выполнения аэрокосмических исследований.

 

Необходимая для исследований информация (предметно содержательная и геометрическая) извлекается из снимков двумя основными методами, это дешифрирование и фотограмметрические измерения

Дешифрирование, которое должно дать ответ на основной вопрос - чтоизображено на снимке, позволяет получать предметную, тематическую (в основном качественную) информацию об изучаемом объекте или процессе, его связях с окружающими объектами.

Фотограмметрическая обработка (измерения) призвана дать ответ на вопрос - где находится изучаемый объект и каковы его геометрические характеристики:  размер, форма. Для этого выполняется трансформирование снимков, их изображение приводится в определенную картографическую проекцию. Это позволяет определять по снимкам положение объектов и их изменение во времени.

Город Белгород, заложенный как крепость для защиты южных рубежей России, в настоящее время также является пограничным городом (центром контактной зоны России и Украины).

Белгород занимает, в основном, территорию двух склонов (бывшей Меловой горы и Харьковской горы), с севера и юга, спускающихся к реке Везёлке при её впадении в реку Северский Донец. Склоны третьей горы (условно называемой "Западной") в настоящее время свободны от застройки (примерно на 2/3).

Кроме того, в город входит также территория на левом берегу Северского Донца, т. н. "Старый город", и усадебная застройка к северу, югу, западу и востоку от основного ядра города.

Белгородская область остается одним изнемногих субъектов Российской Федерации и Центрального федерального округа, численность населения которого продолжает расти.По данным Федеральной службы государственной статистики демографическая ситуация вгороде характеризуется ростом населения. В связи с ростом численности населения возрастает и количество жилых площадей на территории областного центра. Это подтверждается данными Белгородстата:На основании данных этой таблицы можно сделать вывод, что при неизменной площади земель муниципального образования с каждым годом количество введённого в эксплуатацию жилья увеличивается, что приводит к повышению плотности застройки.

Данные дистанционного зондирования должны обеспечить информационную поддержку пространственных аспектов формирования и реализации социально-экономических программ (планов, прогнозов) города. Такие программы формируются на основе комплексного анализа демографической ситуации, социальной структуры и занятости населения региона, существующей производственной базы и научно-технического потенциала, структуры производства, финансового положения предприятий и региона, состояния природных ресурсов и охраны природы, а также тенденций изменения этих факторов. Их разработка организуется комитетами по экономике, бюджету и финансовой политике совместно с главными управлениями градостроительства и многими другими территориально-отраслевыми комитетами и управлениями.

На примере г. Белгород можно определить в каких направлениях расстраивается город и наметить дальнейшие шаги развития.

За большой промежуток времени видны колоссальные изменения границ города.

 

Рис. 3. Фрагмент аэрофотосъёмки 1942 г

 

Рис. 4. Данные дистанционного зондирования 2014 г

 

На рисунке 3 представлен фрагмент аэрофотосъёмки сделанной в 1942 г., вероятно немецким самолётом-разведчиком, а на рисунке 4 представлены данные дистанционного зондирования 2014 г. с применением сенсоров, установленных на космическом аппарате.

При визуальной оценке, несмотря на различное пространственное разрешение полученных данных можно безошибочно сказать, что за 72 года границы города существенно расширились во всех направлениях. Изменилась инфраструктура: кроме явного расширения жилой зоны, наиболее заметно появление мелового карьера в северо-западной части города, изменилась дорожная сеть, хотя основные пути сообщения с другими крупными населёнными пунктами сохранились, нельзя не заметить появление водохранилища на реке Северский Донец.

Сравнивая данные последних лет (рис. 5 - 2014г., рис. 6 - 2004г.) можно судить о повышении плотности застройки и увеличении этажности строительства по сравнению с постройками конца прошлого века (имеется в виду

 

Рис. 5  Фотоснимок части городской черты 2014г.

 Рис. 6. Фотоснимок части городской черты 2004г

 

Стоит указать, что плотность застройки повышается не только за счёт расширения жилого фонда, но и строительства спортивных объектов, торгово-развлекательных центров, обустройства зон рекреации и т.д.

 

Список литературы:

1.                  Замятин А. В., Марков Н. Г. Анализ динамики земной поверхности по данным дистанционного зондирования Земли. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 176 с.

2.                  Лабутина И. А., Балдина Е. А. Использование данных дистанционного зондирования для мониторинга экосистем ООПТ. - М.: WWF России, 2011. - 88 с.

3.                  Шмидт И. В., Царенко А. А. Прогнозирование и планировка территории населённых пунктов с основами кадастра. - С.: Вузовское образование, 2014. - 474 с.

4.                  Ерискина Т.О., Кащенко Н.А., Семёнычева Е.М. Мониторинг особо охраняемых природных территорий на основе кадастровой информации, данных дистанционного зондирования и ГИС-технологий//Вектор развития - 2010 - №6 - с. 77-83.

Код для цитирования: Скопировать