Экологическое картографирование

Размещено на http://allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОУВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Географический факультет

Кафедра картографии и геоинформатики

Реферат

Экологическое картографирование

Студентка очной формы обучения

1 курса группы ГИС-1.2 2013

М.А. Рыжова

Научный руководитель:

к. г. н., доцент Н.В. Бажукова

Пермь 2013



Содержание

Введение

1. Основные понятия, цели и задачи экологического картографирования

1.1 Экологическое картографирование

1.2 Классификация экологических карт

1.3 Содержание экологических карт

2. Источники для создания экологических карт

2.1 Космическая съемка как источник для создания экологических карт

3. Методология экологического картографирования

3.1 Территориальная интерпретация эколого-географической информации

3.2 Ландшафтная основа экологических карт

3.3 Картографическая семантика

Заключение

Список использованной литературы



Введение

экологический картографирование загрязнение природный

Много тысячелетий до нашей эры человек начал изображать окружавшую его местность. Эти первые картографические изображения служили для указания путей кочевки, мест удачной охоты, наиболее удобных переправ через реки. В античном мире, когда начали развиваться торговля и мореплавание, искусство составления карт достигло большого развития.

Карта - уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли, других небесных тел или небесной сферы, построенное по математическому закону на плоскости и показывающее посредством условных знаков размещение и свойства объектов, связанных с этими поверхностями. Она была и остается наиболее эффективным способом показа любых явлений, характеристики которых изменяются в пространстве,

Сбором и анализом необходимой информации и отображением с помощью условных знаков этой информации на карте занимается наука картография. История картографии позволяет понять и правильно оценить роль оформления карт в разные периоды развития картографии, связанного с конкретными общественными условиями. Она объясняет потребность возникновения принципиально новых картографических знаков, внешнего оформления карты, во многом отражающего отношение к карте и её значение для науки и практики.

Картография существует в трех формах:

1) наука об отображении и познании явлений природы и общества посредством карт;

2) область техники и технологии создания и использования картографический произведений;

3) отрасль производства, выпускающая картографическую продукцию (карты, глобусы и др.)

Существует множество различных видов карт, в данной работе будет идти речь об экологических картах и экологическом картографировании, относящихся к первой форме существования картографии.

К экологическим картам относятся карты, отражающие условия среды обитания и ее динамику, взаимоотношения биоценозов со средой, т.е. карты экологических факторов и совокупностей, определяющие условия существования и развития организмов.

Экологическая карта позволяет компактно отображать характеристики среды, которые оказывают влияние на состояние живых организмов, в том числе на жизнь и здоровье людей.

Экологическое картографирование зародилось в рамках картографирования природопользования и охраны окружающей среды и в настоящее время оформилось как новый раздел тематического картографирования. Разработка этого раздела связана с современным пониманием предмета экологии как науки, изучающей взаимоотношения живых организмов и окружающей их среды.

Целью реферата является формирование представления об экологическом картографировании.

Основные задачи:

- Познакомиться с основными понятиями экологического картографирования;

- Изучить классификации и источники для создания экологических карт;

- Рассмотреть метод дешифрирования космических снимков как источник для создания экологических карт;

- Ознакомиться с методами экологического картографирования.

1. Экологическое картографирование

1.1 Основные понятия, цели и задачи экологического картографирования

Рассмотрим основные понятия направления «экологическое картографирование».

Картография - наука о картах как особом способе изображения действительности, их создании и использовании. Это область науки, техники и производства, охватывающая изучение, создание и использование картографических произведений (Берлянт, 2001).

Экология -- это наука, изучающая отношения живых организмов между собой и окружающей средой, или наука, изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают (Степановских, 2003).

Экологическая карта - это картографическое произведение, осуществляющее экологическую оценку какой-либо территории. Экологическая карта позволяет компактно отображать характеристики среды, которые оказывают влияние на состояние живых организмов, в том числе на жизнь и здоровье людей (Стурман, 2003).

Экологическое картографирование - наука о способах сбора, анализа и картографического представления информации о состоянии среды обитания человека и других биологических видов, т.е. об экологической обстановке. Это сравнительно молодая учебная и научная дисциплина. Её история насчитывает лишь немногим более десятилетий, однако она уже прочно вошла в учебные планы подготовки картографов и экологов, по числу научно-теоретических публикация и реально созданных карт не уступает многим давно сложившимся подразделениям в тематической картографии (Стурман, 2003).

Термины «экологическая карта» и «экологическое картографирование» были впервые введены французскими геоботаниками в 70-е годы ХХ столетия применительно к картам состояния растительности и антропогенного воздействия на нее (Гусев, 2002).

Целью экологического картографирования является анализ экологической обстановки и её динамики, т.е. Выявление пространственной и временной изменчивости факторов природной среды, воздействующих на здоровье человека и состояние экосистем. Для достижения этой цели требуется выполнить сбор, анализ, оценку, интеграцию, территориальную интерпретацию и создать географически корректное картографическое представление весьма многообразной, нередко трудно сопоставимой экологической информации (Гусев, 2002).

Задачи экологического картографирования решаются как в рамках традиционных, сложившихся тематических отраслей, с соответствующей адаптацией содержания, так и путем создания карт с полностью оригинальным специальным содержанием. Соответственно, целесообразно различать эколого-географическое и собственно экологическое картографирование. Эколого-географические карты раскрывают взаимодействие общества и природы. Эколого-географические умения требуют:

- Объяснять влияние географического положения на особенности природы, хозяйственной деятельности, средств передвижения;

- Оценивать и прогнозировать природно-ресурсный потенциал;

- Описывать природные ресурсы, антропогенные изменения природы;

- Определять рациональность использования природных ресурсов;

- Называть и показывать примеры охраняемых природных объектов и территорий рационального природопользования (Баринов 2005).



1.2 Классификация экологических карт

Экологические карты в целом имеют большое практическое значение для познания комплекса природных условий с целью решения, как научных задач, так и задач хозяйственного развития целых регионов, рационального использования их природных ресурсов, обеспечения мероприятий по их эксплуатации, оперативному контролю и учету состояний окружающей среды (Востокова 1988).

Вопросы классификации экологических карт решаются по-разному, в зависимости от того, что положено в основу классификации: анализ и обобщение фактически существующих картографических материалов либо теоретические предпосылки. Число классификационных признаков практически так же безгранично, как и число экологических проблем и подходов к их изучению. Относительно устоявшейся и общепризнанной в настоящее время является классификация экологических карт по научно-прикладной направленности, в рамках которой выделяются карты:

- инвентаризационные, т.е. нацеленные на учет и описательные характеристики природных объектов;

- оценочные, т.е. характеризующие соответствие состояний и условий природной среды каким-либо критериям и/или нормативам;

- прогнозные, т.е. отображающие предполагаемые и/или недоступные для непосредственного изучения природные объекты и их свойства;

- рекомендательные, т.е. направленные на оптимизацию и гармонизацию отношений в природной среде, предотвращение или смягчение неблагоприятных явлений и их последствий (Стурман, 2003).

В настоящее время выделяется также три разновидности комплексных экологических карт:

- инвентаризационные;

- инвентаризационно-оценочные;

- комплексные оценочные.

На инвентаризационных картах показываются элементы природной среды (природные зоны, ландшафтные районы, ландшафты) и характер их использования (сельское и лесное хозяйство и др.), а также источники техногенного воздействия на них - города, предприятия, транспортные магистрали, иногда с характеристикой объемов и структуры отходящих от них выбросов и сбросов.

На инвентаризационно-оценочных картах добавляется характеристика реакции среды на техногенные воздействия на нее. Оценки носят приближенный, качественный характер и основываются главным образом на биоиндикационных данных (состояние лесов, лугов и т. п.) или, реже, на материалах опробования геокомпонентов (Стурман, 2003).

На комплексных оценочных картах основным элементом содержания становятся оценки экологических ситуаций, которые могут характеризовать состояние как отдельных геокомпонентов, так и среды в целом. При этом под экологической ситуацией понимается сочетание различных, в том числе позитивных и негативных с точки зрения проживания и состояния здоровья человека, условий факторов, создающих определенную экологическую обстановку на территории, разной степени благополучия или неблагополучия.

Вполне очевидны также классификации экологических и эколого-географических карт по масштабу и территориальному охвату, по широте темы. Специфическим для экологических карт является их подразделение по источникам исходной информации на карты, составленные на основе:

- дистанционного зондирования;

- статистических данных обработки;

- полевого картографирования и мониторинга;

- изучения состояния биоиндикаторов;

- обобщения материалов из разных источников.



1.3 Содержание экологических карт

В зависимости от объекта изображения экологические карты бывают разные по содержанию. Большинство карт изображают воздействие деятельности человека на отдельный компонент ландшафта, но существуют и комплексные карты.

Картографирование атмосферных проблем складывается из:

- Картографирования потенциала загрязнения атмосферы;

- Картографирования источников загрязнения;

- Картографирования уровней загрязнения.

Картографирование загрязнения вод суши включает в себя как само загрязнение, так и самоочищение вод.

Картографирование физического загрязнения с одной стороны, облегчается возможностью их непосредственного измерения с помощью соответствующих приборов, с другой -- осложняется вследствие высокой пространственной и временной изменчивости. Поэтому физические факторы среды становятся предметами картографирования там, где существуют устойчивые источники соответствующих влияний: в районах радиоактивного загрязнения; в зонах воздействия автомагистралей, аэропортов и других источников шума; вблизи излучателей радиоволн и ЛЭП (Стурман, 2003).

Также существует картографирование загрязнения почв и влияния на биологические ресурсы.

Комплексные экологические карты отображают действие антропогенных факторов сразу на несколько компонентов ландшафта.

Легенды комплексных экологических карт отличаются большей сложностью и включают значительную часть арсенала изобразительных средств тематической картографии.

Значками изображаются источники, а также иногда объемы и структура техногенных и антропогенных воздействий, а также не выражающиеся в масштабе карты уникальные природные объекты.

Линейными знаками показываются элементы географической основы, имеющие значение для характеристики экологической обстановки: гидросеть, коммуникации.

Качественным фоном может передаваться как характеристика ландшафтов и природопользования, так и оценки экологической обстановки. При этом на комплексных экологических картах часто используют одновременно две системы качественного фона: окраску и штриховые обозначения. Дополнительно, для характеристики состава экологических проблем, используются относящиеся к ландшафтам и/или административно-территориальные выделам сложные буквенные индексы.

Изолинии применяются для количественной характеристики состояния среды.

Ареалами традиционно обозначают территории распространения охраняемых видов, особо охраняемые природные территории, а также поддающиеся оконтуриванию области распространения отдельных видов загрязнения. Техногенная нагрузка на ландшафты или территории административно-территориальных образований количественно характеризуется с помощью картограмм и картодиаграмм.

Картодиаграммами обычно передаются объемы выбросов, сбросов, твердых отходов, пестицидов и т.д. на единицу площади (Стурман, 2003).

2. Источники для создания экологических карт

Экологическая информация крайне многообразна как по происхождению, так и по содержанию. Она поступает из официальных и неофициальных источников, добывается в результате исследований с использованием различных методов. К ней относятся материалы дистанционного зондирования, качественные и количественные характеристики загрязняющих веществ и статистические данные об объемах и условиях их поступления в окружающую среду, пространственная и временная динамика фактически измеренных уровней и состава загрязнения, данные о состоянии здоровья населения, растительном покрове и животном мире и многое другое. Часто единственным, что объединяет столь разнородные сведения, остается их принадлежность к определенной территории. Поэтому одним из событий начавшегося в 1960-1970-е годы современного этапа охраны окружающей среды стало развитие экологического картографирования как универсального метода анализа экологической информации (Стурман, 2003).

2.1 Космическая съемка как источник для создания экологических карт

В качестве одного из источников для создания экологических карт используется результат космической съемки. Использование материалов космических съемок открывает новое важное направление в современном экологическом картографировании.

Специфические свойства космической информации обеспечивают выполнение основных требований к экологическим картам:

1. Многоаспектность интерпретации данных позволяет многостороннее и целенаправленнее картографировать природные комплексы;

2. Единая фотокартографическая основа облегчает согласование характеристик природных объектов и их единообразную локализацию в картографическом изображении;

3. Единовременность исходной информации по всем видам и направлениям картографирования позволяет достоверно картографировать современное состояние среды;

4. Сокращение сроков сбора тематической информации намного ускоряет цикл подготовки картографических документов за счет снижения объема трудоемких процессов наземных съемок;

5. Возможность повторной регистрации состояния природных комплексов через определенные промежутки времени позволяет изучать особенности их динамики и развития, что способствует надежности прогнозирования.

На основе космических съемок создается система тематических карт. Она включает:

1. Группу карт, отражающих природные условия и экологические характеристики изучаемой территории;

2. Группу карт современного состояния природных ресурсов, отражающих характер использования природных ресурсов, качественные и количественные их характеристики;

3. Группу карт прогноза изменений природных ресурсов при техногенном воздействии;

4. Группу природоохранных карт, т.е. карт рекомендуемых мероприятий, направленных на рациональное использование природных ресурсов и защиту природной среды (Гусев, 2002).

Все карты, базирующиеся на космической информации делят на:

1. Констатирующие (базовые) - отражающие экологические возможности территории, основные природные закономерности, потенциальные природные ресурсы;

2. Констатирующие (инвентаризационные) - отражающие современное использование земель, проведенные природоохранные мероприятия и уровень техногенного воздействия; предназначены для построения экологического прогноза и разработки природоохранных мероприятий;

3. Прогнозные - графическое изображение экологического прогноза - отражение возможных изменений природной среды при существующем уровне воздействия или его целенаправленном изменении; предназначены для проектирования природоохранных мероприятий;

4. Рекомендательные - графическое изображение наиболее экологически эффективных мероприятий по охране и рациональному использованию природной среды, рекомендуемые на основании экологического прогноза; предназначены для облегчения выбора оптимального решения планирующими органами (Гусев, 2002).

3. Методология экологического картографирования

Экологическое картографирование - отклик на общественную потребность в информации о состоянии и динамике качества среды, окружающей человека, в условиях экологического кризиса. Расширение предмета и тематическая дифференциация экологического картографирования произошли вследствие невозможности удовлетворить эту потребность без привлечения всей совокупности данных наук о Земле, человеке и обществе.

Задача экологического картографирования состоит в непосредственной характеристике состояния среды, подвергающейся антропогенному воздействию. Важнейшие свойства картографируемых показателей -- их содержательная, пространственная и временная локализация. При этом информация, заключенная в карте, всегда беднее исходной природной. Поэтому для обеспечения объективности и репрезентативности результатов необходимо соблюдение ряда процедур, среди которых целесообразно различать общекартографические приемы получения, локализации, интеграции и интерпретации показателей и особенности их применения, обусловленные спецификой объекта картографирования (Стурман, 2003).

3.1 Территориальная интерпретация эколого-географической информации

Границы природно-территориальных единиц важны для экологического картографирования постольку, поскольку они образуют геохимические и орографические барьеры на путях миграции антропогенных загрязнителей (поллютантов). Степень прозрачности границ для последних должна рассматриваться как основной критерий их учета при пространственной интерпретации показателей. При отсутствии препятствий загрязнения должны равномерно распространяться по всем направлениям; в этом случае уровень их концентрации становится функцией расстояния и оказывается возможным только выделение условных границ на основе количественных критериев. Практическим средством выделения геоэкологически значимых границ может быть мысленный эксперимент, в ходе которого воображаемые преграды размещают на разных природных рубежах и определяют их реальность по отношению к тем или иным вещественно-энергетическим потокам (Стурман, 2003).

Выбор территориальных единиц экологического картографирования должен определяться однородностью их свойств и, как следствие этого, - возможностью распространения на них геоэкологических характеристик. В практике картографирования нашли применение шесть вариантов решения вопроса о выборе операционных территориальных единиц:

1. выборочная характеристика;

2. геометрически правильные сетки, обычно квадратной формы;

3. политико-административные и хозяйственное деление;

4. бассейновый подход (бассейны I и II и т.д. порядков, по классификации Стралера-Философова, а также разделяемые ими межбассейновые пространства);

5.ландшафтно-географический подход (ориентация на единицы физико-географического или ландшафтного районирования);

6.Отсутствие территориальных единиц становится возможным при непрерывной количественной характеристике на основе применения способа изолиний. (Стурман, 2003).

3.2 Ландшафтная основа экологических карт

Необходимость использования ландшафтно-географической основы при экологическом картографировании очевидна и общепризнанна. Менее однозначен вопрос о роли этой основы в процессе исследования и на итоговой карте, что целесообразно разграничивать.

На комплексных экологических картах основное изобразительное средство -- фоновая окраска -- используется для показа ландшафтных характеристик: единиц физико-географического районирования, растительности. Антропогенное воздействие передается менее выразительными изобразительными средствами -- оттенками цветов, контурными, линейными и внемасштабными знаками (Стурман, 2003).

Использование ландшафтно-географической основы в экологическом картографировании двоякое:

- для территориальной привязки характеристик загрязненности;

- для пространственной интерпретации дискретных величин.

В первом случае элементы ландшафтной характеристики выполняют роль общегеографической основы тематической карты и потому закономерно сливаются с ней, присутствуя на карте в явном виде.

Во втором случае роль ландшафтной характеристики значительно сложнее. Характеристика техногенной нагрузки на карте всегда основывается на выборочных данных. Их репрезентативность зависит от того, является ли данная выборка случайной, систематической или районированной

Использование в процессе создания экологической карты детальной ландшафтной основы в качестве рабочего инструмента не означает ее подробного показа на итоговой карте. Элементы ландшафтов, которые оказывают влияние на экологическую обстановку, должны находить отражение в ее характеристиках. Если природные и техногенные ландшафты отличаются друг от друга по условиям аккумуляции загрязнений и самоочищения от них, то они должны находить отражение в распределении уровней загрязнения.

Границы участков с его разными уровнями во многих случаях совпадают с контурами ландшафтов и угодий. Поэтому на хорошо составленных картах, характеризующих загрязнение, детальная ландшафтная основа должна присутствовать в неявном виде, как контуры территорий с разными уровнями концентрации поллютантов (Стурман, 2003).

3.3 Картографическая семантика

Картографическая семантика - соотношение условных знаков с отображаемыми объектами и явлениями.

Все множество объективно существующих природных и общественных явлений, отображаемых на картах, с картографической точки зрения делятся на пять больших групп по пространственной локализации: локализованные в пунктах, на линиях, на площадях, явления сплошного распространения, рассеянного распространения.

Графические средства на экологических картах применяются те же, что и на картах иной тематики - внемасштабные, линейные, площадные. При разработке легенд графические средства перечисленных групп реализуются в виде многочисленных графических переменных - элементарных обозначений, различающихся по форме, размеру, ориентировке, цвету, насыщенности цвета, внутренней структуре изображения (Стурман, 2003).



Заключение

Проблемы экологического картографирования для обеспечения охраны природной среды, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов являются в настоящее время весьма актуальными для всего мира. В связи с нарастающими явлениями неразумной эксплуатации природных ресурсов, техногенной нарушенности и промышленным загрязнением природной среды все большее число отдельных исследователей и больших коллективов подключаются к изучению и разработке проектов охраны природы.

Высокая информационная емкость картографических материалов делает картографический метод незаменимым в научных и прикладных исследованиях. Экологическое же картографирование отображает взаимодействие природы и общества и последствия этого взаимодействия.

В ходе написания реферата были выполнены все поставленные задачи.

Было выявлено, что целью экологического картографирования является анализ экологической обстановки и её динамики. Для достижения этой цели требуется выполнить сбор, анализ, оценку, интеграцию, территориальную интерпретацию информации.

Результатом экологического картографирования служит создание экологических карт, которые могут быть разного содержания в зависимости от изображаемого объекта загрязнения. Объекты на карту наносятся множеством способов, каждый из которых отображает определенную характеристику объекта.

Методология экологического картографирования включает в себя несколько пунктов: территориальную интерпретацию эколого-геогарфической информации, ландшафтную основу карт и картографическую семантику.



Список использованной литературы

1. Берлянт А.М. Картография. М.: Аспект Пресс, 2001. 336 с.

2. Стурман В.И. Экологическое картографирование. М.: Аспект Пресс, 2003. 251 с.

3. Востокова А.В., Кошель С.М., Ушакова Л.А. Оформление карт. Компьютерный дизайн. М.: Аспект-Пресс, 2002. 302 с.

4. Востокова Е.А., Сущеня В.А., Шевченко Л.А. Экологическое картографирование на основе космической информации. М., 1988.

5. Научно-методический журнал География и экология в школе XXI века №4. Под редакцией Баринова И.И. 2005.

6. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы) .М., 1994.

7. Гусев А.П. Экологическое картографирование: курс лекций. Гомель, 2002

8. Степановских А.С. Экология. «Москва», 2003

Размещено на Allbest.ru

...