WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Выбор программных средств для создания электронного социально-экологического атласа г. Ижевска. Картографирование на базе ГИС предполагает создание базовых цифровых картографических основ. При цифровании исходных материалов нами отдано предпочтение растровому устройству (сканеру), что позволяет точно и корректно создавать графические характеристики. Векторизация растрового картографического изображения производилась с помощью картографической системы MapInfo, используя ручную обводку контуров.

Необходимы развитые программные средства для решения картографических задач, таких как создание банка картографических условных обозначений, возможность редактирование карты, изменение системы координат, геометрическая стыковка разномасштабных материалов и др. Самые популярные и распространенные программные продукты для создания электронных карт, атласов и других картографических произведений: ARC/INFO, WinMAP, WinGIS, ArcView, MapInfo, ATLAS GIS и др.

В качестве основы системы можно выбирать распространенные ГИС-пакеты, которые обладают максимумом необходимых в данном случае возможностей. С помощью встроенных или дополнительных средств ГИС-пакет может быть адаптирован под конкретное исследование. Либо можно отказаться от полной адаптации ГИС-пакета, сохранив за ним основу, и применять дополнительные специализированные программы для манипуляций данными, создав возможность обмена данными между программными средствами.

Чем больше различных программных средств используется при создании продукта, тем сложнее технологический процесс. Пакеты настольной картографии MapInfo и ArcView выбраны в качестве основы при формировании картографических и атрибутивных баз данных и создании карт, так как они обладают в достаточной степени развитыми возможностями для этого. Данные программные продукты имеют возможности создания тематических карт с использованием нескольких способов изображения, редактирования, зарамочного оформления карт. MapInfo имеет встроенную среду разработки с языком программирования MapBasic, ArcView – Avenue для создания оригинальных приложений, обработки различных пространственных запросов и др.; Universal Translator для перевода данных из одного формата в другой и пр.

Основные причины, позволившие перенести технологические операции по работе с цифровыми картами на системы MapInfo и ArcView, следующие: наличие необходимого набора функций и хорошо продуманные структуры продуктов; возможность наращивания системы подключением дополнительных модулей (MapBasic, Universal Translator и др.); простота создания приложений; дружественный (русский) интерфейс; поддержка многих форматов; наличие смежного программного обеспечения (ARC/INFO, MapObjects, ArcCAD и пр.). Это делает MapInfo и ArcView развитыми и уникальными программными продуктами.

Далеко не все ГИС-пакеты общего назначения имеют в своем составе развитые модули подготовки профессионально оформленных картографических продуктов. Для решения этих задач в мире используются специализированные программные продукты. Оформление картографических изображений можно осуществлять с помощью современных программных продуктов иллюстративной графики: Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand, Corel Draw и др. Возможности данных программных продуктов позволяют качественно, эффективно и стабильно решать задачи по созданию и оформлению, как на промежуточных этапах, так и на конечном этапе. Применение каждого из предложенных пакетов приемлемо для решения задач по оформлению картографических изображений.

В результате на основе новейших баз исходных данных, используя программные средства геоинформационного картографирования MapInfo и ArcView, встроенные языки программирования MapBasic и Avenue, продукт иллюстративной графики Adobe Photoshop, охватывающие весь спектр задач по созданию цифровых тематических карт, автором создан электронный атлас экологических и социальных карт (ГИС) г. Ижевска.

Созданная система позволяет решать следующие задачи:

  • накопление и обработка баз данных;
  • получение статистической информации о параметрах, определяющих структуру и палитру любого слоя;
  • поиск картографических объектов по их атрибутам;
  • совмещение слоев друг с другом, наложение их друг на друга для сравнительного анализа;
  • решение прикладных задач, используя методы математико-картографического моделирования;
  • просмотр состояния территории одновременно с использованием нескольких слоев;
  • автоматизированное создание карт с применением различных способов изображения и др.

Глава 3. Содержание социально-экологического атласа г. Ижевска

По результатам изучения территории был создан социально-экологический атлас г. Ижевска. Основной целью атласа является предоставление в наглядной картографической форме сложной картины современного социального и экологического состояния территории. При создании атласа были использованы материалы различных организаций Ижевска: Удмуртского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Центра госсанэпиднадзора в городе Ижевске, Удмуртского отделения ФГУП «Уралаэрогеодезия», Муниципального унитарного предприятия города Ижевска «Ижводоканал», Геоэкологической лаборатории УдГУ (аттестат аккредитации № РОСС RU 0001.511338 от "27" июня 2002 г.).

При создании атласа использовалась максимально полная, достоверная, сопоставимая и современная информация о состоянии и динамике социальной и экологической обстановке.

Открывают атлас карты первого раздела, отражающие социальную обстановку г. Ижевска:

  • Административное деление и планировочная структура (представлены слои административных районов, жилых районов и жилых микрорайонов);
  • Функциональное зонирование городской территории (выделены компоненты: многоэтажная застройка, индивидуальная застройка, садоводческие объединения, промышленные зоны, леса и рекреация);
  • Обеспеченность объектами коммунального хозяйства (представлена обеспеченность жилой застройки водо-, газо-, теплоснабжением, канализацией);
  • Обеспеченность объектами торговли (представлена обеспеченность предприятиями торговли по градациям – очень низкая, низкая, средняя, высокая, очень высокая);
  • Общественный транспорт и транспортная доступность (показана транспортно-пешеходная доступность к общегородскому транспортному центру (до 15 мин, от 16 до 30 мин, от 31 до 45 мин, более 45 мин) и автобусные, троллейбусные, трамвайные маршруты с остановочными пунктами);
  • Озеленения (представлены площадь озеленения в гектарах и процент озеленения жилых и промышленных районов);
  • Состояние здоровья детского населения (представлены слои размещения больниц, педиатрических участков и заболеваемости детского населения) и др.

Во втором разделе атласа присутствуют карты, отражающие состояние окружающей природной среды. Это такие карты как:

  • Объем транспортного потока (представлены транспортные потоки по основным улицам в час «пик», выраженные в числе машин в час);
  • Карта индекса загрязнения атмосферы при неблагоприятных для рассеяния метеоусловиях. Как следует из нее максимальное значение ИЗА (больше 3) принимает в центре, на северо-востоке и вблизи магистральных улиц Удмуртская и К. Либкнехта;
  • Космофотоснимок загрязнения снежного покрова в начале весеннего снеготаяния, что фактически является интегральным показателем суммарного загрязнения снежного покрова в течение зимнего периода за счет осаждения загрязняющих веществ (максимум загрязнения обнаруживается в центре города и плавно уменьшается к окраинам);
  • Карта качества питьевой воды (отображены наиболее благополучные в отношении качества питьевой воды территории г. Ижевска – западная часть города с ИЗВ от 0,2 до 0,4 и менее благополучные – восточная часть города с ИЗВ > 0,6; показаны дебиты и качество воды родников);
  • Карта суммарного показателя загрязнения почв (Zc), (позволяющая выявлять основные зоны техногенного загрязнения;
  • Карта суммарного показателя антропогенной нагрузки (СПАН) по состоянию на 1990 год;
  • Карта СПАН по состоянию на 2000 год (сравнение карт показало, что антропогенная нагрузка на окружающую среду за эти годы резко снизилась с 2-3 единиц до единицы) и др.

Атлас создан на базе современных геоинформационных технологий, что позволяет оперировать огромными массивами картографических данных и изучать с использованием количественных методов влияние экологических и социально-экономических факторов на здоровье населения.

Глава 4. ВЫЯВЛЕНИЕ пространственных связей МЕЖДУ социальнЫМИ и экологическИМИ характеристикАМИ ТЕРРИТОРИИ

Исследование связей между характеристиками состояния компонентов природной среды и здоровьем населения показало, что произошедшее в 1990-е гг. снижение общего уровня загрязнения воздушного бассейна и изменение его структуры повлекло за собой как изменение территориального распределения величин интегральных показателей загрязнения, так и изменение характера зависимости между показателями экологической обстановки и состоянием здоровья населения. Уровень заболеваемости населения растет, но связь с показателями состояния окружающей среды становится менее выраженной. Предполагается, что это связано с социальной обусловленностью многих болезней, в связи с чем необходим учет социально-экономических условий.

Определение характеристик оптимальной сетки исследования. Состояние здоровья жителей города зависит от множества пространственно неоднородных факторов. Определение корреляционных коэффициентов – это удобная модель, являющаяся необходимым элементом многомерного статистического анализа. Взаимосвязь двух признаков проверяется посредством расчета коэффициента парной корреляции r. Для этого формируются два ряда сопоставимых значений признаков, один из которых, в нашем случае, – уровень заболеваемости детского населения, другой – уровень той или иной социальной или экологической характеристики. Между значениями этих двух рядов устанавливается мера связи, а также ее достоверность (превышение значимости коэффициента корреляции над критическим значением распределения Стьюдента с P=0,95). Значения характеристик снимаются в узлах сетки исследования, накладываемой на оба сравниваемых слоя. При высокой неоднородности сравниваемых характеристик расположение узловых точек способно повлиять на результат. Поэтому одна из задач исследования заключается в определении характеристик оптимальной сетки.

Задача была решена следующим образом. Исследовались четыре типа сеток: прямоугольная, треугольная, гексагональная и случайная, также варьировались размеры ячейки (один из многочисленных вариантов представлен на рис. 1). Ввиду большого объема картографических и вычислительных работ на языке программирования Avenue (ArcView) был создан блок программ, позволяющий проводить математико-статистический анализ картографических данных. Были получены коэффициенты корреляции по сеткам с разными параметрами ячеек.

В атрибутивную информацию точки, соответствующей данному узлу, записывались характеристики объектов соответствующих слоев. В результате получался массив точек с двумя характеристиками. Затем определялся коэффициент корреляции и превышение значимости над критическим значением распределения Стьюдента (достоверность). Таким образом, получались тройки чисел: коэффициент корреляции r и параметры сетки a и b, а также достоверность d и параметры сетки a и b. В результате варьирования параметров сетки a и b в интервале от 100 до 1100 метров включительно была получена группа точек с координатами a, b, r(a,b). Для прямоугольных, треугольных и случайных сеток с помощью программы ArcView построены трехмерные поверхности функций r(a,b); для гексагональных сеток (где a – грань шестиугольника), используя программу MS Excel, построены графики функций r(a). На рис. 2 отображены вариации коэффициента корреляции между заболеваемостью детей и обеспеченностью объектами коммунального хозяйства. На построенных поверхностях и графиках четко видны экстремумы коэффициентов корреляции. Также для прямоугольных, треугольных и случайных сеток построены трехмерные поверхности (для гексагональных – графики) достоверности, на которых выделяются области, где коэффициенты корреляции достоверны.

Использование ГИС-технологий позволило варьировать видами и параметрами сетки. В результате было выявлено, что коэффициент корреляции не зависит от вида сетки (прямоугольная, треугольная, гексагональная или случайная), но существенно зависит от размеров ячейки. Так был определен эффективный размер стороны ячейки – 500 (или 600) м. При этих значениях коэффициент корреляции претерпевает устойчивый максимум. Такие же размеры имеют большинство педиатри-

Рис. 1. Узлы прямоугольной сетки (размер ячейки 500х500).

Рис. 2. Зависимость коэффициента корреляции между заболеваемостью и обеспеченностью коммунальными удобствами от размеров гексагональной сетки.

ческих участков и/или кварталов застройки, которые являются минимальными территориальными единицами, имеющими индивидуальные атрибутивные данные.

Выявление связей между социальными и экологическими характеристиками. Полученные результаты определения параметров оптимальной сетки были использованы при выявлении связей между социальными и экологическими характеристиками. При этом предполагается, что характеристики социальной обстановки (например, обеспеченность предприятиями торговли), не влияя или слабо влияя на здоровье непосредственно, могут играть роль косвенных индикаторов, отражая трудно поддающиеся непосредственному изучению различия в уровнях и образе жизни.

Наиболее сильная и достоверная связь обнаруживается между показателями детской заболеваемости за 2001 г. и ИЗАнму (r=0,64), что близко к ранее выявлявшимся подобным показателям (r=0,54, по состоянию на 1990 г.). При этом рост тесноты связи может быть связан с использованием оптимальной сетки исследования, в отличие от ранее использовавшейся случайной. Однако теснота связи показателей детской заболеваемости за 2001 г. с социально-экономическими характеристиками (r=0,59 для обеспеченности объектами коммунального хозяйства и r=0,48 для обеспеченности предприятиями торговли) лишь немногим меньше. При этом важно отметить, что парадоксальная прямая зависимость между заболеваемостью и социально-экономическими характеристиками выявляется не только на уровне педиатрических участков и территорий обслуживания поликлиник, но и для районов и городов Удмуртии и регионов России.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»