XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

ГИС представляют собой компьютерные технологии, которые используются для создания карт, после чего происходит анализ и оценка уже существующих объектов. Это система, которая обеспечивает сбор, хранение, переработку, анализ информации связанной с географией объектов.

Перед началом создания таких проектов необходимо для начала провести исследования, определить требования потребителя. При это география выступает одним из основных источников информации.

Процесс внедрения требует огромных затрат и сроки до 7 лет.

Анализ происходит по установленным параметрам:

1.анализ физических явлений

2.анализ процесса перенаселения

3.анализ экологических проблем

Это также подобие инструмента, с помощью которого пользователь способен изучать и анализировать данные и информацию, а также создавать интерактивные запросы.

К задачам, которые способны решать ГИС относят:

1.ввод данных

2.управление запросами и анализ данных

3.представление данные в более удобном формате для потребителей [10]

Геоинформационные системы стали занимать важную часть в различных науках. Они объединяют процессы работы с данными и их анализ.

Всё чаще для изучения морских акваторий применяются технологии ГИС, которые позволяют провести оценку по разным направлениям:

1.исследование экологии, которое представлено изучением загрязнений среды морской акватории при помощи методов мониторинга

2.исследования параметров воды морей и их изменчивость, связанная с временем и масштабами пространства

3.исследование геофизических параметров шельфов или зон берега, для разведки место нахождения место рождений полезных ископаемых

4.исследование при помощи данных, которые получены из специальных баз, хранящих информацию

Применение геоинформационные системы в изучении морских акваторий позволяют получить сведения об изменении климата, позволяют оценить растительность акваторий, а также изучить динамику и направленность изменения территории и природных сред морей и одно из самых главных это то, что ГИС позволяет проводить исследования в отношении экологического состояния акваторий.

ГИС представляет собой не простую систему информации, а данные полученные при помощи дистанционного зондирования.

В исследование прибрежных зон экосистем морей, а также зон морского дна при использовании технологий ГИС уже накоплен большой опыт.

ГИС помогает создать очень хорошие картографические материалы, которые становятся очень полезными в области охраны природы.

Геоинформационные технологии представляют собой взаимосвязь геоинформатики, ДЗ (дистанционного зондирования) и картографических методов. Эта взаимосвязь позволяет с новой стороны изучать все явления природы и позволяет получать более достоверную информацию. [10,11]

Проблемы ГИС

Основные проблемы заключаются в картографировании и связаны они в большей степени с тем, что от отсутствует финансирование систем с помощью. Которых происходит обновление данных.

Проблемы связаны и с тем, что не предпринимаются действия для обновления цифровых технологий.

Ещё важным фактором считается, то, что в разных странах существует расхождение в точности многих координат и отсутствия актуальных картографических материалов.

Важным фактором выступает, также поддержание секретности многих стран из-за чего растёт стоимость проектов.

Проблемы заключаются и в отсутствии собственных пространственных данных и приходится использовать сторонние платные данные. [11]

Процесс применение ГИС

Использование ГИС технологий подразумевает создание различных моделей объектов для получения новых методов исследования объектов. Для темы касающейся морских акваторий, то ГИС позволяет разработать модель дна различных акваторий, используя при этом метод батиметрии, то есть съёмки подводной части морей.

С целью создания моделей могут использовать такие ГИС как ArcGIS, Surfer, ERDAS IMAGINE.

Модели создаются для определения состояния экологии акваторий и при этом создают модели рельефа дна водоёмов. Такие модели могут помочь при проведении мониторинга различных процессов. [8]

Для создания моделей используют материалы исследований (в качестве исходного материала могут использоваться снимки из космоса и карты), которые проводят с использованием ГИС технологий (например: при помощи специальных эхолотов) и при помощи обработки компьютером есть возможность создать рельеф дна акваторий. Модели позволяют провести мониторинг процессов разрушения подводного рельефа, оценить эвтрофикацию и показать какая флора и фауна обитает в водоёме.

После проведения работ по построению модели в итоге должно получится множество точек, которые имеют данные по глубинам (это касается модели рельефа). [7]

Области применения

Своё применение геоинформационные технологии нашли также в области судоходства. Такие технологии позволяют разрабатывать функциональные навигационные системы. Они также важны при мониторинге различных процессов в портах, когда происходит отслеживание судов при их перемещении.

Большое значение имеет ГИС-СУБД система, предназначенная для проведения эффективной работы с базами данных

На основе проведения мониторинга за загрязнением морей нефтяной плёнкой, было выяснено, что при использовании радиолокационных изображений. Такие изображения способствуют определению различных маслянистых веществ на поверхности морей, но также и позволяют определить наличие явлений и процессов. [6,9]

ГИС позволяет внести огромный вклад в объяснение снимков, которые были получены при использовании космических устройств. ГИС объединяет в себе множество данных, такие, как топографические карты, данные дистанционного зондирования, систему управления движения судов.

Для того чтобы создать ГИС нужно использовать карты (навигационные), географические базы данных, данные спутников. [6]

При использовании технологий ГИС можно оценить, как распределяются пятна нефти со временем в море.

Использование компьютерных технологий значительно упрощает решение многих вопросов и объединяет множество данных и баз данных.

ГИС решения с каждым годом становятся всё более востребованы и получили огромное развитие.

Наиболее удобными сервисами информации являются данные полученные радиолокационной съёмки. Из-за оперативного размещения данных, стало наиболее быстро происходить доставка результатов мониторинга до потребителя.

На примере продукта GeoMixer можно рассмотреть все возможности данной системы. Эта система включает в себя:

1.предоставление космических снимков

2.предоставление аналитической информации

3.поиск данных из архива

4.объединение с результатами моделирования

С помощью данной системы проводится мониторинг разного типа:

1.мониторинг состояния вод от загрязнения нефтью

2.определение размеров распространения разливов

3.контроль навигации судов

4.определение источников загрязнения

5.контроль рыболовства [9]

Данные которые предоставлены в данной системе может помочь в решении морской навигации (особенно в ледовых условиях). Система помогает для мониторинга ледовой обстановки в Каспийском и Азовском морях.

Разрабатываются проекты, которые контролируют состояние морей подверженных производственной деятельности предприятий. [5]

В целях предупреждения населения о возможности возникновения цунами разрабатываются ГИС, которые помогают в обработке поступающих данных. В соответствующей области происходит сбор информации об уровне моря в исследуемой зоне. По данным смещения уровня воды создаётся мореграмма для зон наибольшей опасности.

Такой метод позволил изучить экосистему Каспийского моря при помощи рассмотрения этого объекта как единого целого (это позволяет рассмотреть закономерности изменений многих явлений), а не использую анализ отдельных точек. [4]

Для оценки процесса апвеллинга в Каспийском море были использованы снимки из космоса. Такая информация позволяет проанализировать изменения многих показателей (например: температуры, количество хлорофилла и взвесей.

Системой в, которой хранятся снимки из космоса называется MODIS. Температура воды определяется благодаря использовании съёмки с инфракрасным диапазоном, присутствие и содержание хлорофилла определяется с помощью определения цвета воды.

В дни исследования акватории происходил сбор информации о различных параметрах. Применение ГИС технологий сделало возможным с использованием карт определить зону проявления процессов апвеллинга. [8]

С помощью данных операций было выяснено, где чаще происходят аномалии температур и это позволило определить связь повышении количества фитопланктона с ростом концентрации хлорофилла в воде. Было принято решение, что все изменения, происходящие в воде были связаны с подъёмом вод с глубин.

Для анализа содержания, например: нектона, в качестве данных используют информацию полученную из траловых карточек. [2]

ГИС применяют для того, чтобы регулировать качество воды, а также следить за влиянием человека на различные морские акватории. Все эти процессы представляют создание систем поддержки принятия управленческих решений, а их целями выступают:

1.обеспечение этапами с помощью, которых обеспечивается управление в геопространственной форме

2.создание системы обработки данных

3.обеспечение заинтересованных лиц достоверной информацией

4.принятие решений в отношении регулирования деятельности человека

5.создание автономных систем по обработке данных картографии [1]

Проекты

1.Проект разработки путей морских перевозок - для перевозки грузов в районах образования льда.

2.Проект по построению путей движения льда – ведение снимков размеров и перемещения льда в акваториях, используется информация из центра NOAA.

3.Проект оценки экологических рисков – проводится оценка уязвимости морских ресурсов.

4.Проект создания карт открытого моря – помогает осуществлять плавание в море по специальным картам.

5.Проект морской геологии – проводится для инвентаризации морской геологии, при этом применяются программы HAZUS .

6.Проект создания подводных маршрутов – создание маршрутов с использованием 3D – моделирования. [11]

Заключение

С помощью ГИС можно с лёгкостью отобразить различные изменения, которые могут произойти в морских акваториях, а также преподнести всевозможные решения проблем, возникающие в данной области исследования.

Особенно наглядно можно отобразить изменение расположения донных комплексов с помощью картографического анализа и с использованием данных полученных с помощью дистанционного зондирования и специальных съёмок возможно оценить количество биомассы.

Благодаря использованию данных картографирования, технологии ГИС позволяют одновременно проводить анализ состояния донных отложений и параметров морских акваторий.

Опыт использования ГИС технологий показал, что их использование очень эффективно для картирования акваторий и оценки требуемых параметров.

Такие технологии позволяют работать с различные областями и объектами и при этом обеспечивая их наглядными представлениями.

Использование ГИС делает работу более оперативной и повышает качество работы в сравнении с методами бумажной картографии.

ГИС обеспечивает обстановку оценку обстановки водных объектов, определение необходимых мероприятия для защиты населения и природы от негативного воздействия, обеспечивает показ расчётных результатов на картах. [3,7]

Список литературы

Базыкина А.Ю., Жук Е.В., Халиулин А.Х. Использование геоинформационных систем для отображения результатов моделирования распространения длинных волн типа цунами в прибрежной зоне Черного моря // Морской гидрофизический журнал. – Севастополь.: №3, 2017. – С. 74-81.

Калинка О.П., Карнатов А.Н. ГИС-технологии при разработке карт уязвимости морских акваторий и чувствительности берегов к нефтяному загрязнению// Карты и ГИС в исследованиях изменений климата и окружающей среды. – М.: 2019. – С. 133-145.

Куракина Н.И., Минина А.А. Система обеспечения качества воды и регулирование антропогенного воздействия на Черное море с использованием ГИС // Геоинформационная система принятия решений по регулированию. – М.: 2018. – С. 1-5.

Леменкова П.А. Тематические информационные блоки для комплексного ГИС картографирования морских экосистем // Технологический уклад: механизмы и перспективы развития. – М.: № 6, 2017. – С. 1-3.

Манько А.В., Манько Б.В. Применение геоинформационных технологий при геоэкологическом обосновании строительства морского порта// Вестник МГСУ. – М.: № 4, 2018. – С. 135-137.

Новикова А.М., Каширина Е.С., Новиков А.А., Полонский А.Б. ГИС в морских исследованиях: мировой опыт и возможности его применения на примере Черноморского региона // Труды Карадагской научной станции природного заповедника РАН. – Крым.: №1, 2017. – С. 54-66.

Паршин А.В., Мельников В.А., Демина О.И., Руш Е.А. ГИС как судовая электронно-картографическая система // Вестник ИрГТУ. – Иркутск.: 2020. – С. 1-7.

Шинкаренко С.С., Солодовников Д.А., Нюсупова Г.Н. Эколого-хозяйственная оценка бассейна Сырдарьи с применением геоинформационных технологий //Science Journal of Volsu. Natural sciences. – Волгоград.: Том 7. - № 4, 2017. – С. 53-61.

Щур А.А., Матвеева Т.В., Бочкарев А.В. Использование ГИС-технологий при картировании потенциальной газогидратоносных акваторий // Геология нефти и газа. – М.: № 3, 2021. – С. 85-94.

ГИС-технологии для получения данных о морской природной среде // Esri cis ArcR. – URL: https://arcreview.esri-cis.ru/2002/03/07/data-on-marine-natural-environment/ Режим доступа: свободный. Дата обращения: 23.11.2022 г.

Опыт создания и внедрения геоинформационных систем на примере ФКУ «Севзапуправтодор» Федерального дорожного агенства // Журнал «САПР и ГИС автомиобильных дорог». – URL: https://www.cadgis.ru/2013/1/CADGIS-2013-1(1)-17.Savchenko(GIS-experience).pdf Режим доступа: свободный. Дата обращения: 25.11.2022 г.

Код для цитирования: Скопировать