Моніторинг земель рекреаційного призначення на базі дистанційного зондування та геоінформаційних підходів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет “Львівська політехніка”

УДК: 528.4+332.64

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Моніторинг земель рекреаційного призначення на базі дистанційного зондування та геоінформаційних підходів

05.24.04 - Кадастр і моніторинг земель

Дорожинська Олена Олександрівна

Львів - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному університеті “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Перович Лев Миколайович, Національний університет “Львівська політехніка”, завідувач кафедри кадастру територій.

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор Волощук Мирослав Дмитрович, завідувач кафедри агрохімії і ґрунтознавства, Прикарпатський національний університетім. В.Стефаника, м. Івано-Франківськ;

кандидат технічних наук, доцент Мельничук Олександр Юрійович, Національний університет водного господарства і природокористування, м. Рівне, доцент кафедри землеустрою, геодезії та геоінформатики.

Захист відбудеться 13.06.2009 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.13 при Національному університеті “Львівська політехніка” за адресою: 79013, м.Львів , вул. Карпінського, 6, ауд.518.

З дисертацією можна ознайомитись в науково-технічній бібліотеці Національного університету “Львівська політехніка” за адресою: 79013, м. Львів, вул. Професорська, 1

Автореферат розіслано 10.05. 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат технічних наук, доцент Б.Б. Паляниця.

Загальна характеристика роботи

Актуальнісь теми.

В соціально-економічному розвитку держави вагоме місце займає рекреаційна діяльність. В багатьох документах загальнодержавного рівня (Укази Президента, постанови Верховної Ради, рішення Уряду) зазначається, що рекреаційна діяльність має величезний вплив на сьогоднішній стан України, позитивно впливає на розвиток регіональної економіки, на підвищення рівня зайнятості населення, на зміцнення здоров'я людей. Світова практика показує, що в країнах Західної і Центральної Європи, США створена ресурсозберігаюча високопродуктивна модель економічної діяльності, яка забезпечує сталий розвиток держави та створює сприятливі умови для життя і здоров'я своїх громадян. В Україні цей процес знаходиться в стадії розвитку (як і вся економіка), а інтенсифікація експлуатації природних ресурсів часто приводить до негативного впливу на природу, зокрема на рекреаційний потенціал територій, який досить часто є і національною гордістю, і національним багатством України.

З огляду на це, питання про моніторинг рекреаційних територій було, є і завжди буде актуальним питанням для будь-якого суспільства. Ця загальнонаціональна задача має свою історію, свої шляхи розв'язання, які різняться в різних країнах, але спільним базисом є збереження рекреаційного потенціалу та розвиток рекреаційної діяльності без ризику погіршення стану території. І в Україні, і за кордоном цілі покоління науковців і практиків працюють над цією проблемою.

У виробленні теоретичних основ природокористування відомі імена багатьох вітчизняних і закордонних дослідників. Важливим є те, що рекреація як відносно новий об'єкт міждисциплінарних досліджень знаходиться в центрі уваги дослідників з різних галузей науки. Найбільш повно ця проблема розглядається в економіко-географічному аспекті (поняття, структура, особливості, регіональна локалізація тощо). Це було предметом досліджень багатьох авторів, серед них Багров М., Веденін Ю., Мироненко Н., Твердохлєбов Т. та інші. Була запропонована класифікація рекреаційної діяльності за функціональним змістом - економічним, медико-біологічним, соціально-культурним.

Подальший розвиток теоретико-методичної платформи був скерований на вивчення особливостей територіально-рекреаційних елементів (Долішній М., Євдокименко В., Корецький Л., Смаль І., Недашковська Н., Нудельман Н., Піскун М., Стеченко В., Шаблій О. та інші).

Проблематикою вивчення територій за даними дистанційного зондування займаються чисельні колективи науковців в Україні. Деякі з їхніх досліджень безпосередньо стосуються рекреаційних територій, а більшість - вивченню тих чи інших характеристик земної поверхні (хоча такі дослідження можна застосувати і для рекреаційних територій). До таких колективів віднесемо Інститут географії НАН України під керівництвом члена-кореспондента НАНУ Л. Руденка; Центр аерокосмічних досліджень Землі ІГН НАНУ (член - кореспондент НАНУ В. Лялько); Науково-дослідний інститут геодезії і картографії (директор професор Ю.Карпінський); Державний науково-виробничий центр "Природа" (директор к.г.-м.н. В. Готинян), Національний університет "Львівська політехніка", кафедра фотограмметрії та геоінформатики (професор О.Дорожинський ), кафедра кадастру територій (професор Л.Перович); Київський національний технічний університет будівництва та архітектури (професор С. Войтенко); Волинський національний університет ім. Лесі Українки (професор В. Мельник); Івано-Франківський національний університет нафти і газу (професор Р. Рудий); Національний університет водного господарства (професор П. Черняга) та інші установи та організації . Значні за обсягом та вагомі за змістом дослідження з проблематики земельного кадастру, геодезичного та картографічного забезпечення земельної реформи в Україні з її багатовекторною орієнтацією здійснили А.Л. Островський, Р.М. Панас, Л.М.Перович, І. С. Тревого, М.Д.Волощук, М.Г. Лихогруд, С.П. Войтенко, Ю.О. Карпінський, О.І. Мороз, А.А. Лященко, Х.В. Бурштинська, Р. І. Рудий, В. М. Мельник, К. Р. Третяк, П.Г. Черняга, О.Л. Дорожинський, В.М. Глотов та інші.

Проте проблематика моніторингу рекреаційний територій ще далеко не вичерпана. Нові теоретичні підходи, новий технічний потенціал, яким сьогодні володіє космічна галузь та інформаційні технології (геоінформатика передусім) дозволяють планувати розв'язання актуальних задач природокористування на новому якісному рівні. Саме такий підхід становить суть нашої роботи.

Мета і задачі дослідження.

Метою досліджень визначено теоретико-методичне обґрунтування і розробку напрямів вдосконалення моніторингу рекреаційних територій з використанням даних аерокосмічного знімання та геоінформаційних технологій.

Реалізація поставленої мети передбачає вирішення наступних завдань:

виконати аналіз існуючих наукових підходів до моніторингу природно- територіальних комплексів та їх складової частини - рекреаційних територій;

визначити на основі аналізу вітчизняного, європейського та світового досвіду оптимальні варіанти проведення моніторингу рекреаційних територій;

дослідити інтерпретаційні можливості аеро- та космічних зображень на предмет їх використання для моніторингу рекреаційних територій;

розробити методику визначення частоти та періодичності моніторингу рекреаційних територій;

визначити можливості використання даних аеро- та космічного знімання для моніторингу територій з підземними джерелами мінеральної води;

розробити теоретико-методологічні основи спільного розв'язання завдань туристичної діяльності та культурного ландшафту з використанням геоінформаційних підходів (в зонах рекреаційної діяльності).

Об'єкт досліджень - землі рекреаційного призначення (на прикладі селища-курорту Східниця Львівської області).

Предмет досліджень - формування моніторингових задач для рекреаційних територій, механізми їх реалізації в контексті здійснення загальнонаціональної правової та економічної політики і охорони довкілля.

Методи дослідження.

Дослідження ґрунтуються на результатах фундаментальних і прикладних наукових розробок, що мають концептуальне значення для вирішення задач дисертаційної роботи.

Дослідження проводились на основі міждисциплінарного підходу, з використанням досягнень в таких областях знань як землезнавство, географія ( ландшафтознавство, економічна географія), правознавство, землеустрій і кадастр територій, дистанційне зондування, фотограмметрія, геоінформатика.

У роботі використано методи аналітичних та експериментальних досліджень. Зі сфери аналітичних досліджень застосовано порівняльний аналіз, теорія систем і моделей, математичне моделювання, статистичні дослідження. При здійсненні експериментальних досліджень використано методи з картографії, аерокосмічного зондування Землі, геоінформаційні технології.

Наукова новизна отриманих результатів:

- теоретично і експериментально доведена доцільність використання даних аеро- та космічного знімання для оперативного стеження за станом рекреаційних територій,

- опрацьовано рекомендації поєднати регіональний рекреаційний кадастр з інтегрованими завданнями, які розв'язуються через використання багатоцільового кадастру, що забезпечує економію часу і коштів на оцінку стану території та раціональне господарювання,

- опрацьована нова загальна математична модель оцінки територіальних змін на підставі нелінійної та лінійної функцій,

- вперше обгрунтовано і виявлено можливості застосування даних аеро- та космічного знімання для спостереження за станом охоронних санітарних зон з підземними джерелами води,

- вперше побудована теоретична платформа, що об'єднує культурний ландшафт із туристичною сферою діяльності та дозволяє ефективніше розв'язувати завдання пізнавального та рекреаційного скерування,

- установлено, що геоінформаційні системи, зокрема туристичного призначення, суттєво доповнюють арсенал розвитку оздоровчих зон та ефективного управління на регіональному рівні.

Практичне значення одержаних результатів:

- створена методика визначення частоти проведення моніторингових заходів для зон рекреації , яка впроваджена на території селища-курорту Східниця,

- вироблено рекомендації для використання конкретних типів супутникових систем для моніторингу рекреаційних територій;

- обґрунтовані рекомендації по виявленню та інтерпретації окремих об'єктів рекреаційних територій за даними аерофотознімання;

- створено технологічні схеми опрацювання даних аерокосмічного зондування для вивчення рекреаційної території;

- розширена геоінформаційна система туристичного характеру на сумісне розв'язання завдань культурного ландшафту і туризму, що є взаємовигідним і взаємодоповнюючим важелем для обох напрямків діяльності.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Тема дисертації пов'язана з виконанням досліджень кафедри “Кадастр територій” Національного університету "Львівська політехніка" за темою “Розробка теоретичних основ побудови кадастрових систем в Україні”, а також з міжнародним проектом 5D106 “Cultural Landscape ” (Protecting Historical Cultural Landscape to strengthen Regional Identities and Local Economies), що виконується у Львівській політехніці (2007-2009 р.р.), як складова частина в програмі INTERREG III B/CADSES.

Особистий внесок здобувача.

Усі наукові результати, викладені в дисертації, отримані автором особисто. З наукових праць, опублікованих у співавторстві, в роботі використані лише ті ідеї та положення, які належать автору і є результатом особистої роботи здобувача. У дисертації використано 4 особисті публікації і 4 у співавторстві:

- в роботі “Комплексні пріоритетні заходи для прискорення земельної реформи у Львівській області”- проведено аналіз проблеми, розроблена принципова схема реалізації завдань автоматизованої системи земельного кадастру;

- в роботі “Геоінформаційні технології в реалізації завдань муніципальної влади і рекреаційної діяльності” автор сформулювала концепцію поєднання завдань органів місцевого самоврядування із задачами рекреаційної сфери;

- в роботі “До питання визначення площ і вартості земельних ділянок за матеріалами космічного знімання” автор опрацювала вимоги до будови цифрової моделі рельєфу та створення ортофотокарт за матеріалами космічного знімання;

- в підручнику “Фотограмметрія” автору належить написання параграфів 8.2 та 8.5, а також підбір ілюстративного матеріалу до розділу 8 “Космічна фотограмметрія”;

- в роботі «Role of Rhotogrammetry , Geoinformatics and Remote Sensing in researching Cultural Landscape” автору належить розробка питань застосування матеріалів космічного знімання в рекреаційних зонах та розширення ГІС на задачі культурного ландшафту.

Апробація результатів дисертації.

Основні результати дисертації апробовані на наукових семінарах кафедри Кадастру територій (2005-2008 р.р.) та міжнародних конференціях "Кадастр, фотограмметрія,

геоінформатика - сучасний стан і перспективи розвитку" (Львів, Краків, 2001-2007 р.р.), "Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва" (Львів 2005-2007 р.р..).

Публікації.

Основні положення дисертації опубліковані в 7-ти статтях (всі вони у фахових виданнях), в підручнику (1 розділ), в монографії ( 1 підрозділ).

Структура та обсяг дисертації.

Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків. Загальний обсяг дисертації становить 161 сторінку, у тому числі 139 сторінок основної частини, 12 сторінок списку використаних джерел із 143 найменувань.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі дослідження, показано наукову новизну та практичне значення одержаних результатів і особистий внесок здобувача.

У першому розділі “Аналіз існуючих підходів до рекреаційної оцінки природно-територіальних комплексів” викладено правові аспекти моніторингу рекреаційних територій в Україні, проаналізовано теоретичні і практичні підходи до оцінки рекреаційної діяльності.

До всестороннього аналізу таких територій доцільно застосувати "рекреаційну оцінку" як деякий комплексний показник, що охоплює різні грані функціонування об'єкта. Таке загальне тлумачення форми і змісту дозволяє трактувати об'єкт досліджень як природно-територіальний комплекс (роботи В.Преображенського, Ю.Веденіна, Л. Мухіної, С. Генсірука, Р. Возняка та багатьох інших). Виходячи з цих положень, проведено аналіз основних підходів до рекреаційної оцінки саме як природно-територіальних комплексів.

Правова база рекреаційної зони подається в Законі України “Про охорону навколишнього середовища” та доповнюється Земельним кодексом України, де визначено склад земель рекреаційного призначення , на яких створені або можуть створюватись такі зони. Місця користування водами встановлюються місцeвими радами у порядку, передбаченому Водним законодавством, а визначення земель рекреаційного призначення на територіях у складі земель лісового фонду регулюється нормами лісового законодавства, а також Постановою Кабінету Міністрів України “Про затвердження порядку поділу лісі на групи, віднесення їх до категорій захищеності та виділення особливо захисних земельних ділянок лісового фонду”. геоінформаційний рекреаційний ландшафт

Для рекреаційних зон, що входять до складу земель природно-заповідного фонду встановлено спеціальний порядок на підставі Закону України “ Про природно-заповідний фонд України” . Режим використання таких земель визначається для Криму Верховною Радою Автономної Республіки Крим, для інших територій - органами місцевого самоврядування ( Закон України “Про охорону навколишнього природного середовища”.

Землі рекреаційного призначення входять до складу земель особливо охоронних територій нарівні із землями природо-заповідного фонду, природоохоронного та історико-культурного призначення. Це визначено Земельним Кодексом України.

Правова основа моніторингу земель встановлена Земельним Кодексом України . Моніторинг земель є складовою частиною моніторингу стану екологічної мережі, яка являє собою систему спостережень за змінами компонентів довкілля в межах екологічної мережі з метою своєчасного виявлення негативних тенденцій у їх стані, оцінки можливих наслідків таких змін, прогнозування, запобігання негативним процесам, ліквідації їх наслідків.

Здійснення моніторингу рекреаційних територій повинно відповідати ряду принципів: законності , об?єктивності інформації, комплексних спостережень (принцип комплекності), наочності, доступності інформації. Детально розглянуто склад і використання земель рекреаційного призначення, а також теоретичні підходи до оцінки і розвитку рекреаційної діяльності.

Встановлено, що в опрацьованих теоретичних підходах домінуючим для рекреаційної оцінки є врахування взаємозв'язку людина - середовище:

вплив середовища на людину, вплив людини на природне середовище, доцільність ведення рекреаційної діяльності на даній території.

З опису теоретичних підходів витікає важливе завдання: дана територія повинна підлягати постійному моніторингу, який має на меті максимально зберегти природні властивості території і водночас сприяти економічному зростанню регіону.

Серед багатьох практичних завдань визначено місце наших прикладних досліджень. Передусім, якщо існує мережа рекреаційних об'єктів та природно-територіальний комплекс, то завжди необхідно відстежувати його стан . Отже, моніторинг рекреаційного середовища є важливою задачею в рекреаційній діяльності, і слід шукати оптимальні, об'єктивні та швидкі способи ведення такого моніторингу. Для цього необхідно чітко визначити моніторингові задачі для рекреаційних територій та шляхи її розв'язання.

Наступна задача стосується сфери управління рекреаційним комплексом. Оскільки він не є відокремленою ланкою від інших об'єктів господарської діяльності в регіоні, то задача управління ним теж представляється комплексною в плані прийняття оптимальних рішень. Виходячи з практичних міркувань та досвіду з різних джерел та країн, доцільно застосувати геоінформаційні технології як потужний інструмент аналізу при прийнятті управлінських рішень.

Одним з аспектів дослідницької роботи є порівняння моніторингу земель рекреаційного призначення в Україні, в країнах Європи та США. Зроблено висновок, що кожна країна концентрує свої моніторингові дослідження на конкретних видах рекреацій. Для ефективного управління рекомендується системний і довготривалий моніторинг рекреаційного попиту, а використання ГІС- аналізу дозволяє приймати раціональні управлінські рішення.

У другому розділі роботи “Теоретико-методичні основи дослідження природно-ресурсного потенціалу та опрацювання геопросторової інформації” запропоновано проводити дослідження природно-ресурсного потенціалу з використанням проблемно орієнтованих систем як форми організації даних і методів опрацювання.

Аналіз публікацій в області управління природними ресурсами дозволив виділити основні способи реалізації геоінформаційного супроводу, які базуються на системному підході. Детально розглянута кожна система, показані переваги та певні обмеження кожної з них ( КАДАСТРОВА СИСТЕМА, СИСТЕМА РЕГІОНАЛЬНИХ КАДАСТРІВ ПРИРОДНИХ РЕСУРСІВ, СИСТЕМА БАГАТОЦІЛЬОВОГО КАДАСТРУ, ГЕОІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА).

Зокрема відзначено, що важливим кроком інформатизації суспільства та сфери управління є пропозиція ведення регіональних кадастрів (РК) природних ресурсів та об'єктів як державного зведення даних про природні ресурси і об'єкти , необхідного для соціально-економічної оцінки природно-ресурсного потенціалу і забезпечення сталого розвитку адміністративно-територіального утворення.

Введення системи регіональних кадастрів закріплено Постановою Кабінету міністрів України, №1781 від 28.12.2001 р. «Положення про регіональні кадастри природних ресурсів України». В дослідженнях Ю.Карпінського, А.Лященка, І.Куриляка запропонована загальна організаційно-методична схема розробки РК, її місце в системі державного обліку природних ресурсів, нормативно-методичне і правове забезпечення, структура і зміст РК тощо.

В роботі запропоновано концептуальну схему системи регіональних кадастрів.

Розглядаючи існуючі проблеми кадастрових систем на світовому рівні, зустрічаємось з різними новими концепціями розвитку багатоцільового кадастру. Одна з привабливих рис - це перетворення земельного адміністрування на потужний інформаційний ринок. В деяких країнах прийняття концепції багатоцільового кадастру привело до зміни законодавчої бази та швидкого росту (переоснащення) технічної бази для функціонування кадастрової системи. Наведені дані дозволили сформувати ряд важливих висновків стосовно використання багатоцільового кадастру та його ролі в сучасному інформаційному просторі.

Значну увагу в роботі надано дослідженню питання про рівні, частоту та методи проведення моніторингу рекреаційних територій .Розглядаючи його як складову частину екологічної безпеки, можна застосувати різні моделі, в тому числі і математичні. На основі вивчення різних підходів ми видозмінили деякі з основних, застосували їх до поставленої задачі моніторингу рекреаційних територій.

Мінімізація ризику на рекреаційній території.

Ризик з певними допущеннями можна трактувати як міру можливості реалізації небезпеки збитку. Ризик віддзеркалює сучасний стан екологічних завдань і включає в себе:

- ймовірність того, що групи людей і довкілля зазнаватимуть негативного впливу різних антропогенних факторів;

- ймовірність того, що в певних категоріях людей виникнуть саме ці, а не інші небажані ефекти.

Математичною основою такого трактування є імовірнісна модель, яка дозволяє прогнозувати появу несприятливих наслідків.Методика оцінки ризику включає ідентифікацію факторів ризику, оцінку ризику та управління ризиком.

На першому етапі виявляються найвагоміші джерела факторів ризику, проводиться їх ранжування, побудова карт ризику, використання імітаційних моделей.

На другому етапі проводиться аналіз та ідентифікація механізмів виникнення небажаних явищ, формальний опис ризику на основі теоретико - імовірнісного підходу.

Найбільш об'єктивною є кількісна оцінка ризику через підрахунок можливого збитку. Мінімізація прогнозованого збитку можлива саме на підставі комплексного аналізу всіх (або більшості) факторів ризику.

На заключному етапі - управління ризиком - створюються карти ризику, де показуються ізолініями одинакові ризики. Параметри можуть бути різними: смертність людей, шкідливі викиди та інші. Кінцевим результатом побудови карт ризику є оцінка і виділення на картах природного потенціалу, здатності ландшафту до самовідновлення після антропогенного або стихійного лиха. Мінімізація ризику визначає комплекс управлінських рішень, скерованих на те, щоб запобігти виникненню катастроф та надзвичайних ситуацій.

Визначення ступеня антропогенної перетвореності ландшафтів

Якщо попередній підхід є доволі складним і може бути застосований для великих регіонів (цілої країни), то даний підхід базується на визначенні рангу (ваги) антропогенної перетвореності ландшафту даного району.

На першому етапі виконується збір інформаційних матеріалів для формування банку даних. Сюди входять відомості про структуру земельного фонду та відомості про природний заповідний фонд.

Глибина змін кожного виду природокористування встановлюється експериментально, так само як і ранг антропогенної перетвореності ландшафту. Це дії другого етапу.

Коефіцієнт антропогенної перетвореності ландшафтів обчислюється так (по Шищенку П.Г.):

, (1)

де r_{i -} ранг перетвореності і-го виду природокористування,

p_i - площа рангу в %,

q_i - індекс глибини перетвореності і-го виду індивідуального природокористування,

n - кількість виділів.

Інтервал зміни Каn є від 1 до 10.

Кінцева оцінка перетвореності ландшафту може лежати в таких границях:

слабо перетворені ландшафти від 1.0 до 3.0;

помірковано перетворені ландшафти від 3.1 до 6.0;

сильно перетворені ландшафти від 6.1 до 8.0;

надмірно перетворені ландшафти (штучно створені) від 8.1 до 10.0.

На кінцевому етапі рекомендується створення карт або комп'ютерних моделей територіальної структури природокористування.

Що стосується рекреаційних територій, то нами рекомендується замість карт використовувати ортофотозображення, ортофотокарти, цифрові ортофотокарти з нанесенням на них необхідної тематичної інформації (наприклад, природоохоронні зони, зони масового туризму, туристичні маршрути тощо).

Оцінка проведена для двох експериментальних територій: перша (розширена) включала частину прилеглих до Східниці земель природного заповідника і саму Східницю, друга - лише землі селища Східниця. Дані розрахунків наведені в таблицях 1 і 2.

Таблиця 1 Розрахунок коефіцієнта перетвореності ландшафту для розширеної території

Тип земель і угідь	% (р) від загальної площі	Ранг r	Індекс q	Добуток prq
Природні заповідні території	44,1	1	1,00	44,10
Ліси	15,1	2	1,05	31,71
Заболочені землі, ущелини, яри	0,5	3	1,10	1,65
Луки, вигони, пасовища	9,8	4	1,15	45,08
Сади	3,0	5	1,20	18,00
Городи, орні землі	10,2	6	1,25	76,50
Сільська забудова	12,8	7	1,30	116,48
Річки, канали	3,0	9	1,40	37,80
Землі промислового використання	1,5	10	1,50	22,50
Всього	100			393,82

Таблиця 2 Розрахунок перетвореності для населеного пункту

Тип земель і угідь	% (р) від загальної площі	Ранг r	Індекс q	Добуток prq
Землі у власності громадян	12,76	7	1,30	116,12
Землі установ, організацій	1,34	8	1,35	14,47
Землі промислових підприємств	0,26	10	1,5	3,90
Землі організацій природно-охоронного, оздоровчого, рекреаційного призначення	3,80	1	1,0	3,80
Землі лісогосподарських підприємств	20,10	2	1,05	42,11
Землі міжнародних об'єднань	0,02	8	1,35	0,22
Землі не надані у власність та запасу	24,38	6	1,25	182,85
	12,60	6	1,25	94,50
Землі не надані в постійне користування	23,44	6	1,25	175,80
Землі загального користування	0,94	8	1,35	10,15
Землі транспорту	0,36	10	1,5	5,4
Всього	100			649,32
Коефіцієнт перетвореності				6,49

Проведені розрахунки підтверджують факт поміркованих змін прилеглих до селища територій та суттєвих змін самого селища.

Щодо відповіді на друге питання - як часто та з якою періодичністю необхідно вести нове знімання вказаних об'єктів (картографування території), то рекомендується така методика.

Прилегла до Східниці територія не зазнає суттєвих змін (в надії, що вирубка лісів в Карпатах взагалі буде заборонена); тому період повторного знімання може складати 5-7 років. Натомість для селища Східниця, яке ще має в своєму резерві землі запасу (12,6 %), землі не надані в постійне користування (23,44%), та землі не надані у власність (24,38%) можна прогнозувати певний темп у освоєнні привабливої рекреаційної території через спорудження будівель. Тому періодичність в моніторингу території повинна складати 2-3 роки.

У третьому розділі “Моніторинг рекреаційних територій з використанням матеріалів аеро- та космічного знімання” проведено аналіз діючих супутникових систем та аргументовано їх використання для моніторингу рекреаційних територій.

Теоретичним базисом для оцінки придатності зображень для картографування загалом і для моніторингу рекреаційних територій є роздільна здатність (часто вживають термін «просторова роздільна здатність») та радіометрична характеристика (амплітудна роздільна здатність - здатність передачі степені сірого або кольорів).

З геометричним показником точності космічних систем ситуація досить оптимістична. Враховуючи, що графічна точність карти становить (в масштабі карти), отримаємо такі вимоги до точності відображення контурів (масштаб - точність): 1:10 000 - 2 м; 1:25 000 - 5 м; 1:50 000 - 10 м; 1:100 000 - 20 м; 1:200 000 - 40 м.

Розмір піксела на землі, що дає та чи інша знімальна система, залежить від якості самої системи та висоти польоту космічного апарату. Такі дані наводяться в різних літературних джерелах; нами вони подані в таблиці 3. Беручи до уваги точність відображення контура, отримаємо максимальну величину знаменника масштабу карти: .

Таблиця3. Придатність космічних зображень для картографування територій.

Космічний апарат	Канали, м	Роздільна здатність , м	Масштаб карти
Landsat 7	багатоспектр.	30	1:150 000
IRS - 1C	багатоспектр.	23,5	1:117 000
SPOT 1-4	багатоспектр.	20	1:100 000
SPOT 4	панхром	10	1:50 000
IRS - 1C	панхром	5,8	1:29 000
SPOT 5	панхром	5	1:25 000
IKONOS	багатоспектр.	4	1:20 000
EROS A	панхром	2,4	1:12 000
IKONOS	панхром	1	1:5 000
EROS B	панхром	0,7	1:3 500
QuickBird OrbView-3	панхром панхром багатоспектр.	0,6 1,0 4,0	1:3 000 1:5000 1:20000

Як бачимо, за геометричними показниками деякі космічні системи придатні навіть для великомасштабного топографічного картографування. Значно гірша картина є з можливостями дешифрування зображень. З експериментальних досліджень встановлено, що для створення карти в масштабі 1:10000 піксел на землі не повинен перевищувати 0,65м; відповідно для карти в масштабі 1:25 000 до 1м, для карти 1:50 000 до 1,75м. Це означає, що сучасні знімальні системи навіть з найкращими показниками призначені для створення карт в масштабі 1:25 000 і не більше.

Генеральною задачею моніторингу рекреаційних територій є оцінка стану природних і антропогенних ландшафтів. Такий моніторинг, як вказано в розділі 2, ведеться поелементно і стосується рельєфу, клімату, грунтів, рослинності, антропогенного навантаження, несприятливих умов, виникнення критичних ситуацій та інших численних характеристик. Більшість елементів вимагають як експедиційного (польового) обстеження, так і використання даних дистанційного зондування (ДЗ).

Поелементний моніторинг стосується трьох категорій земель:

- землі зон оздоровчого відпочинку в межах населених пунктів;

- землі приміських, забудованих територій і зелених зон (приміського розташування);

- землі оздоровчого призначення за межами населених пунктів.

Такий розподіл ставить різні вимоги до точності і достовірності отримуваної інформації з даних ДЗ. Чітких рекомендацій з цього питання немає і, очевидно, важко знайти однозначний узагальнюючий критерій для таких вимог. Застосувавши підхід, пов'язаний із вимогами до створення картографічних матеріалів для ведення земельного кадастру та приймаючи, що для міст це плани в масштабі 1:2000, для сільських населених пунктів - 1:5000, для інших територій - 1:10000 при граничній графічній точності 0,2ч0,4 мм, отримаємо конкретні вимоги до трьох категорій земель (табл. 4) та головних типів елементів, що підлягають моніторингу.

Таблиця 4. Точність (в метрах) відображення територіальних елементів

Тип земель	Елементи моніторингу
	Забудова	Дороги	Гідрографія	Угіддя	Рослинний покрив
Землі міських територій	0.4	0.4	0.8	0.8	0.9
Землі сільських населених пунктів	1.0	1.0	1.5	1.6	1.6
Землі незабудованої території	2.0	2.0	3.0	4.0	4.0

Вказані вимоги в таблиці 4 повинні служити основним критерієм для доцільності використання даних ДЗ для картографування об'єктів, що має місце як при створенні тематичних карт, так і при геоінформаційному супроводженні рекреаційного моніторингу.

На підставі цих даних обчислимо параметри точності відображення (в плановому положенні) основних елементів, характерних для рекреаційних територій (табл.5).

Таблиця 5. Точність (в метрах )відображення рекреаційних елементів

№№	Елементи рекреаційного моніторингу	Тип території
		«Міська»	«Сільська»	«Незабудована»
1	Зелені зони	0.8	1.6	4.0
2	Зелені насадження	0.9	1.6	4.0
3	Туристичні стежки в лісах на відкритій місцевості	- -	- -	3-4 3
4	Будинки відпочинку	0.4	0.8	-
5	Санаторії	0.4	0.8	-
6	Спортивні площадки	1.0	1.6	4.0
7	Кемпінги в лісах на відкритій місцевості в приміській зоні	- - 1.5	- 1.6 2.0	4.0 3.0 3.0
8	Наметові містечки в лісах на відкритій місцевості - в приміській зоні	- - 1.6	- 2.0 2.0	3.0 3.0 3.0
9	Стаціонарні туристичні табори в лісах - в приміській зоні	- 2.0	- 3.0	4.0 4.0
10	Будинки рибалок, мисливців	-	2.0	3.0
11	Дачне господарство, в т.ч. будівлі	-	0.8	0.8

Порівнявши ці показники з даними про роздільну здатність космічних зображень, в роботі вперше сформульовані рекомендації, яку супутникову систему можна вживати для рекреаційного поелементного моніторингу. Встановлено, що високоточне картографування міських територій, в межах яких знаходяться будівлі, на даний час недоцільно проводити з використанням супутникових зображень. Натомість в усіх інших випадках точність тематичного картографування (йдеться про інші елементи рекреаційних територій) забезпечують супутникові системи QuickBird, IKONOS-2, OrbView-3, частково ErosB .

З метою вивчення реального стану і можливостей інтерпретації аерозображень нами проведена серія експериментальних робіт, метою яких було:

- показати реальні можливисті інтерпретації аерозображень, зокрема об'єктів, що стосуються рекреаційних територій;

- виявити реальні можливості аеро- та супутникових зображень на території поліс-курорту Східниця, що був головним полігоном для комплексного втілення ідей моніторингу, в тому числі зон санітарної охорони підземних джерел мінеральної води..

Для виявлення об'єктів рекреаційних територій було використано кольорові аерофотознімки, отримані в масштабі 1:20 000 (камера LMK, фокусна віддаль 152 мм) та створені з них ортозображення, збільшені до масштабу від 1:10 000 до 1:5000, в залежності від типу елементів.

Зауважимо, що йдеться не про ортофотокарту у фіксованому масштабі, а про збільшені ортозображення (в порівнянні з вихідними знімками).

Дослідженню підлягали 29 категорій об'єктів: будівлі, дороги, тротуари та огорожі, інженерні споруди, елементи гідрографії , границі угідь, спортивно-оздоровчі об'єкти.

Отримані дані підтвердили високу дешифрувальну якість аерознімків з виявлення та оконтурення об'єктів рекреаційних зон. Незадовільна оцінка виставлена тільки для під'їзних грунтових доріг (1 випадок), для струмків (2 випадки), границь рослинності (3 випадки), границь боліт (1 випадок). Це пов'язано з тим, що об'єкти або закриті деревами, або не мають чітких границь. В таких випадках оператор проводить границі контурів, спираючись на власний досвід та керуючись непрямими дешифрувальними ознаками.

Проведений експеримент охоплював 823 рекреаційні об'єкти, з них незадовільну оцінку виставлено в 7-ми випадках, що складає 0,85% від загальної кількості об'єктів. Це свідчить про високі можливості використання кольорових аерофотозображень для інтерпретації рекреаційних об'єктів та їх моніторингу, в тому числі для моніторингу 2-го і 3-го поясів санітарної охорони підземних джерел мінеральних вод.

В роботі опрацьовано дві технологічні схеми використання космічних зображень для моніторингу рекреаційних територій.

ПЕРША ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА рекомендується для створення дрібномасштабних карт і схем за космічними знімками і не потребує високоточного опрацювання.

ДРУГА ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА рекомендується для створення топографічних планів (1:5000) або топографічних карт (1:10000 - 1:25000) для рекреаційних територій, що знаходяться в межах населених пунктів.

У четвертому розділі “Методологічні підходи до сумісного втілення завдань культурного ландшафту і туризму”, виходячи з конкретних завдань, висунутих в міжнародному проекті «Захист історичного та культурного ландшафту з метою розвитку регіональних особливостей та місцевої економіки», опрацьовано методику поєднання задач культурного ландшафту рекреаційної території (курорт Східниця) із задачами геоінформаційної системи туристичного скерування (ГІС-Східниця).

Східниця відноситься до категорії бальнеологічних курортів, багата на прекрасні краєвиди, має високу екологічну оцінку, та 38 джерел мінеральної води, серед них типу «Нафтуся», що за своїми лікувальними властивостями не поступається відомим в світі курортам.

Вивчити культурний ландшафт, оцінити його всі грані, взаємні зв'язки і проникнення - важливе завдання сьогодення. Виходячи з цих позицій, в 1992 році була прийнята Конвенція «Operation Guidaline for the Implementation of the World Heritage Convention», зорієнтована на Всесвітню місію збереження історичної спадщини. Сюди ж було включено і культурний ландшафт.

Серед різних способів і шляхів такого пізнання є туризм. Для реалізації обох завдань дуже вдалим, корисним і ефективним підходом є використання геоінформаційних систем і технологій. Вони легко і доступно поєднують в собі описову, графічну та образно-графічну інформацію, дозволяють ефективно опрацьовувати дані, легко піддаються геоінформаційному аналізу, на основі якого можна отримати нову інформацію, що сприятиме прийняттю оптимальних управлінських рішень.

Вказані підходи стосуються трьох відомих категорій культурних ландшафтів: цілеспрямовано створених; таких, що природно розвиваються; асоціативних. Ця типологія наведена у вищезгаданої Конвенції, і там подана детальна характеристика кожного типу.

Відображення кожного типу культурного ландшафту супроводжується використанням карт, знімків (образів) та описового матеріалу. Важливу роль тут відіграє знімок. По-перше, саме зображення є документом, який об'єктивно відображає стан об'єкта та ландшафту в цілому; по-друге, є документом, який оперативно фіксує всі зміни в просторі і часі; по-третє, на підставі опрацювань можна отримати метрику (розміри, віддалі, просторове положення) як самого об'єкта, так і його частин чи елементів.

З наведених міркувань логічно випливає висновок про представлення культурних ландшафтів як складної системи з потребою її комплексного вивчення та аналізу.

Повна реалізація такої моделі є задачею для багатьох фахівців і повинна розглядатись як засіб до широкомасштабних дослідницьких і практичних робіт.

В роботі запропоновано розширення туристичної ГІС-Східниця на задачі вивчення культурного ландшафту:

- завдання наукового вивчення,

- завдання моніторингу культурного ландшафту,

- завдання пізнавального характеру (стосується широкого загалу, формування суспільної свідомості і відповідальності за збереження культурної спадщини).

Тому нами виконано розширення ГІС-Східниця з її 5-ма блоками, доповнено структуру, зміст завдань та інформаційну базу.

До вказаних 5-ти блоків додано ще один - блок 6 - із завданнями:

вивчення цілеспрямовано створених ландшафтів,

вивчення ландшафтів, що природно розвиваються,

вивчення асоціативних культурних ландшафтів.

У відповідності до внесеного розширення змінилися (в напрямку збільшення) основні завдання і потенційні можливості системи.

Проведені аналітичні дослідження дозволили сформулювати наступні висновки.

Створена в рамках Міжнародного проекту 5D №106 «Культурний ландшафт» геоінформаційна система ГІС-Східниця сприятиме розвитку туристичної сфери в регіоні та укріпленню місцевої економіки.

Проблематика культурного ландшафту, геоінформатики та туризму мають багато спільних завдань і тому їх слід об'єднувати при практичній реалізації.

Культурний ландшафт слід розцінювати як складноструктуризовану систему, завданням якої є збереження культурної спадщини, а туризм, його пізнавальна функція сприятиме реалізації завдань вивчення і охорони культурного надбання суспільства.

Запропоновано для трьох типів культурного ландшафту використовувати ГІС-технології з чіткою рекомендацією аналізу графічних, образно-графічних та описових даних, побудови планіметричних і просторових моделей.

Рекомендовано поширити інструментарій геоінформаційного аналізу для туризму та вивчення наукових проблем культурного ландшафту.

Загальні висновки

Проведений аналіз існуючих підходів до оцінки рекреаційних територій ( в складі природно-територіальних комплексів) дозволив сформулювати перелік основних задач, що ставляться перед моніторинговим процесом, що проводиться з метою сприяння розвитку територій з одночасним збереженням її основних природних, соціальних, екологічних, культурних та історичних цінностей.

Дослідження існуючих кадастрових систем та геоінформаційних підходів дозволив поглибити теоретичні рекомендації щодо їх використання для моніторингу і розвитку рекреаційних територій. Запропоновано поєднати можливості та ідеологію багатоцільового кадастру з моніторинговим процесом, що взаємно доповнює і збагачує обидві системи.

На підставі експериментальних досліджень з використання аерофотознімків та супутникових зображень для моніторингу рекреаційної зони переконливо доведено, що такі матеріали є об'єктивним, якісним і ефективним джерелом інформації про стан території.

Встановлено, що на аерофотознімках з високим ступенем довіри розпізнаються усі основні об'єкти рекреаційної території. Супутникові зображення високої роздільної здатності дозволяють якісно фіксувати межі рекреаційних об'єктів, при необхідності можуть слугувати картографічною основою для планування обмежень, виявляти на даній території нові об'єкти, як точкові, так і лінійні. Така інформація є суттєвим інформаційним фактором, що впливає на прийняття об'єктивних управлінських рішень.

Дослідження специфіки і проблематики туристичної діяльності та культурного ландшафту довели доцільність об'єднання цих двох напрямків наукової і прикладної діяльності в єдину геоінформаційну систему. Виходячи з цієї концепції раніше розроблена туристична ГІС - Східниця доповнена новим змістом, скерованим на одночасне розв'язання задач культурного ландшафту і туризму , що є важливим і цінним з позицій практичного використання. Ці рекомендації включені в звіт з науково-прикладних досліджень , які проводяться за програмою Міжнародного проекту 5Д 106 “Культурний ландшафт”.

Підсумовуючи вище викладене, можна зробити загальний висновок, що сформульовані в дисертації задачі повністю розв'язані, а загальна мета дисертаційних досліджень досягнута.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Дорожинська О. Економічний моніторинг земель як багатофакторна інформаційна система. Геодезія, картографія, аерофотознімання.№63. 2003,с.77-78.

2. Дорожинська О. Актуальні завдання багатоцільового кадастру та доцільність його функціонування.- Геодезія, картографія і аерофотознімання.- Львів, №66, 2005.с.50-54.

3. Дорожинська О. Проблеми рекреаційних аспектів у багатофакторній кадастровій оцінці території. Сучасні досягнення геодезичної науки і виробництва.-Львів, вип.1(11), 2006. с.317-321.

4. Дорожинська О. Моніторингові задачі для оцінки рекреаційних територій. Геодезія, картографія і аерофотознімання, вип..67, 2006.- с.60-65.

5. Дорожинський О.. Лавейкін М., Петришин А., Дорожинська О. Комплексні пріоритетні заходи для прискорення земельної реформи у Львівській області. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji. Vol.11, Krakow, 2001, s.1-41, 1-50.

6. Дорожинський О., Колб І., Дорожинська О. Геоінформаційні технології в реалізації завдань муніципальної влади і рекреаційної діяльності. Геодезія, картографія і аерофотознімання. Вип..68, 2007, с.60-65.

7. Дорожинський О., Почкін С., Дорожинська О. До питання визначення площ і вартості земельних ділянок за матеріалами космічного знімання. Сучасні досягнення геод.науки і виробництва, 2007, вип.1, с.248-255.

8. Розділ в підручнику: Дорожинський О.Л., Тукай Р. Фотограмметрія.

Вид-во Національного університету “Львівська політехніка”, -Львів. 2008.-с.330.

9. O.Dorozhynskyy, I.Kolb, O.Dorozhynska “Role of Photogrammetry, Geoinformatics and Remote Sensing in reseaching Cultural Landscape”. Infrastruktura i ekologia terenow wiejskich. Monograph, 12, Krakow, 2008, s.266-289.

Анотація

Дорожинська О.О. Моніторинг земель рекреаційного призначення на базі дистанційного зондування та геоінформаційних підходів .- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.24.04 -Кадастр та моніторинг земель. - Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2009.

Роботу присвячено розробці напрямів вдосконалення моніторингу рекреаційних територій з використанням даних аерокосмічного знімання та геоінформаційних технологій.

В роботі проаналізовано правовий, теоретичний та практичний базис рекреаційної сфери як природно-територіального комплексу і запропонована методика його дослідження на основі застосувань систем: кадастрової, регіональних кадастрів, багатоцільового кадастру , геоінформаційних систем.

Для визначення рівнів та частоти моніторингу розроблено модифіковані методи мінімізації ризику та визначення ступеня антропогенної перетвореності ландшафтів.

Дослідженнями з використання космічних знімальних систем для відображення і картографування територіальних елементів сфери рекреації встановлено, що космічні системи надвисокої роздільної здатності можна використовувати для моніторингу міських, сільських та незабудованих територій. Для рекреаційних територій в межах населених пунктів доцільно використовувати аерознімання.

На основі експериментальних робіт ( поліс-курорт Східниця, Львівська область) доказана доцільність поєднання завдань рекреації, туризму та культурного ландшафту в єдину систему. Тому в геоінформаційній системі туристичного призначення (ГІС - Східниця) концептуальну схему доповнено новими завданнями і змістом пізнавально-інформаційного характеру з проблематики культурного ландшафту.

Ключові слова: дистанційне зондування, аерознімання, кадастр, рекреаційна територія, космічне знімання, культурний ландшафт, ГІС.

Аннотация

Дорожинская О.О. Мониторинг земель рекреационного назначения на базе дистанционного зондирования и геоинформационных решений.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технтческих наук по специальности 05.24.04 - Кадастр и мониторинг земель. - Национальный университет “Львовская политехника”, Львов , 2009.

Работа посвящена разработке направлений усовершенствования мониторинга рекреационных территорий с использованием данных аэрокосмических сьемок и геоинформационных решений.

В работе выполнен анализ правовых, теоретических и практических аспектов рекреационной деятельности, рассматриваемой как природо-территориальный комплекс и предложена методика его исследования с использованием систем: кадастровой, региональных кадастров, многоцелевого кадастра, геоинформационных систем.

Для определения уровней и периодичности мониторинга разработаны модифицированные методы минимизации риска и определения степени антропогенного преобразования ландшафта. Исследованы возможности распознавания на аэроснимках обьектов, находящихся под запретом во 2-м и 3-м поясах зон санитарной охраны. Экспериментальные исследования подтвердили высокие интерпретационные свойства цветных аэроизображений , что стало основанием рекомендовать их для использования при мониторинге рекреационных территорий.

Исследованиями с использованием космических сьемочных систем для отображения и картографирования территориальных элементов рекреационных территорий установлено, что космические системы сверхвысокого разрешения целесообразно использовать для мониторинга городских, сельских и незастроенных территорий. Для рекреационных территорий в границах населенных пунктов целесообразно использовать аэрофотосьемку.

На базе экспериментальных исследований (полис-курорт Схидница, Львовская область) доказана целесообразность обьединения задач рекреации, туризма и культурного ландшафта в общую систему. Потому в геоинформационной системе туристического назначения (ГИС-Схидница) концептуальную схему дополнено новыми задачами и содержанием информационно-познавательного характера, исходящих из проблематики культурного ландшафта.

Ключевые слова: дистанционное зондирование, аэросьемка, кадастр, рекреационная территория, космическая схемка, культурный ландшафт, ГИС, мониторинг земель.

Annotation

Dorozhynska O.O. Monitoring of Recreational Lands based on --Remote Sensing and GIS -Technologies. - Manuscript.

The Ph. D Thesis for obtaining the Ph. D degree in technical science in specialty 05.24.04 -Cadastre and Monitoring of Lands. - National University “Lviv Politechika”, Lviv, 2009.

The Ph. D Thesis is dedicated to the development of ways of improvement for monitoring of recreational lands by using aerospace survey data and GIS -technologies.

The Thesis analyzes legal, theoretical and practical aspects of recreational sphere as a natural-territorial complex and proposes methodology of its study based on the following systems: Cadastre, Regional Cadastre, Multipurpose Cadastre, GIS.

The Thesis develops modification methods of minimizing risk and determining the level of anthropogenic transformation of landscapes.

The research performed by using the space surveying systems for demonstrating and cartography the territorial elements of recreational system showed that the space systems of ultra-high resolution could be used for monitoring of urban, rural and open space territories. Aerial photography is recommended to use for recreational territories inside locality.

Based on the experimental work (resort Skhidnytsya, Lviv Region) the Thesis proves the benefits of combining into a single system the goals of recreation, tourism and cultural landscape. Therefore, the Thesis supplements the conceptual scheme tourist GIS (GIS-Skhidnytsya) - with new tasks and contents of cognitive-informational character on the issues of cultural landscape.

Key words: remote sensing, aerial photography, cadastre, recreational territory, space survey, cultural landscape, GIS, monitoring of lands.

Размещено на Allbest.ru

...