VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

На сегодняшний день актуальна проблема ухудшения состояния поверхностных водных объектов в результате антропогенной деятельности человека. Проблемы чистой воды и охраны водных экосистем становятся все более острыми по мере исторического развития общества, стремительно увеличивается влияние на природу, обусловленное научно-техническим прогрессом. Загрязнение воды преимущественно происходит вследствие сброса в нее промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов. В некоторых водоемах загрязнение настолько велико, что произошла их полная деградация как источников водоснабжения. Для защиты водных объектов от воздействия антропогенного фактора необходимо создание прибрежных водоохранных зон, позволяющих максимально снизить антропогенное влияние.

Мурманская область уникальна по географическим и гидрологическим характеристикам. Это один из самых водных регионов России. Здесь расположено более 100 тысяч озер и 21 тысячи рек. Водные объекты области населяют ценные породы рыб, а вокруг водоемов могут находиться зоны с не менее ценной, даже краснокнижной флорой и фауной. Кольский залив не является исключением.

С помощью ГИС удобно моделировать влияние и распространение загрязнения от точечных и пространственных источников на местности, в атмосфере и по гидрологической сети. Результаты модельных расчетов можно наложить на природные карты, например, карты растительности, или же на карты жилых массивов в данном районе. В результате можно оперативно оценить ближайшие и будущие последствия таких экстремальных ситуаций, как разлив нефти и других вредных веществ, а также влияние постоянно действующих точечных и площадных загрязнителей.

Широкий спектр функциональных возможностей программы ARC GIS позволяет нам: осуществлять сбор, классификацию и упорядочивание экологической информации; исследовать динамику изменения состояния экосистемы в пространстве и во времени; по результатам анализа строить тематические карты; моделировать природные процессы в различных средах; оценивать ситуацию и прогнозировать развитие экологической обстановки.

Целью нашей работы являлось исследование возможностей программы ARC GIS в экологическом проектировании водоохраной зоны Кольского залива.

Водоохранными зонами являются территории, которые примыкают к береговой линии морей, рек, ручьев, каналов, озер, водохранилищ и на которых устанавливается специальный режим осуществления хозяйственной и иной деятельности в целях предотвращения загрязнения, засорения, заиления указанных водных объектов и истощения их вод, а также сохранения среды обитания водных биологических ресурсов и других объектов животного и растительного мира (Водный Кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 N 74-ФЗ) [1].

Определение и описание границ водоохранных зон и прибрежных защитных полос, а также ограничение хозяйственной и иной деятельности в этих границах описаны в нормативно-правовых документах:

• Водный кодекс Российской Федерации" от 03.06.2006 N 74-ФЗ (ред. от 28.12.2013)

• Положение о водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных полосах № 1404 от 23.11.1996 г.

• Правила установления на местности границ водоохранных зон и границ прибрежных защитных полос водных объектов № 17 от 10.01.2009 г.

Эти документы являются источниками, регулирующими отношения в области использования и охраны водных объектов, в данном случае они позволяют правильно определить порядок установления водоохраной зоны.

Спектр предлагаемого сегодня программного обеспечения геоинформационных систем (ГИС) очень широк. Отметим лишь некоторые, наиболее известные в нашей стране, программные продукты – ArcView, Arc/Info и другие программы компании ESRI, MapInfo (MapInfo Corp.), MGE (Intergraph), GeoDraw/GeoGraph/GeoConstructor (ЦГИ ИГ РАН, Москва), Atlas GIS (Strategic Mapping Inc.), WinGIS/WinMAP (Progis), Geocad System 3 (Geocad Ltd, Новосибирск), Sinteks/Tri (Трисофт), Panora-ma (GeoSpectrum International, Москва) [3,4].

Программы отличаются по своим функциональным возможностям, назначению. Перечислим их основные категории: инструментальные ГИС, вьюеры, специализированные ГИС, справочные системы, векторизаторы, пакеты обработки данных дистанционного зондирования и т.д. Конкретная задача предопределяет выбор необходимого программного обеспечения.

Водоохранная зона строилась с помощью программы ARC GIS.

ArcGIS - это семейство программных продуктов американской компании ESRI, одного из лидеров мирового рынка геоинформационных систем. ArcGIS позволяет визуализировать (представить в виде цифровой карты) большие объёмы статистической информации, имеющей географическую привязку. В среде создаются и редактируются карты всех масштабов: от планов земельных участков до карты мира.

Программа ARC GIS обладает широкими возможностями, такими как:

• Операции с линейными географическими объектами - построение линии, отстоящей от заданной на фиксированном расстоянии.

• Обрезка сегментов линий, лежащих за пределами заданных.

• Операции с полигональными географическими объектами - построение полигональных географических объектов.

• Создание тематических слоев.

• Оверлейные операции.

• Привязка картографического изображения.

Благодаря широким возможностям программы можно легко осуществить выполнение поставленных целей, в частности проектирование водоохранной зоны Кольского залива.

Построение производилось ручным и автоматизированным способом.

Ручной способ заключается в следующем. Для создания линии, обозначающей водоохранную зону, необходимо проставить точки по всему контуру берега. Расстояние между точками фиксированное и равно 25 м. Такое расстояние было выбрано исходя из масштаба карты. Расстояние между точками измерялось вручную (Рис. 1).

Затем необходимо было проставить точки на расстоянии 500 м от береговой линии и соединить их одной прямой.

Автоматизированный способ имеет свои особенности.Так как полигон изначально имеет не только береговую линию, но и линию, соединяющую крайние точки береговой линии (что нам впоследствии не пригодится), то необходимо произвести обрезку данной линии с помощью функции Break Curve. Затем скопируем береговую линию водоохранной зоны. Для этого нажимаем «Редактор», специальным курсором выделяем береговую линию, снова заходим в «Редактор», и исполняем процедуру «копировать параллельно». В появившемся окне в полях указываем, на каком расстоянии будет находиться линия водоохранной зоны, с какой стороны она будет находиться относительно береговой линии, затем осуществляем оформление угла и определяем наличие самопересекающихся петель. Нажимаем «ок», нужная нам линия создаётся на заданном расстоянии (Рис. 2).

Рис. 1. Линия водоохраной зоны, созданная ручным способом

Рис. 2. Линия водоохраной зоны, созданная автоматизированным способом

На рисунке (Рис. 2) розовой линией оконтурен берег Кольского залива, чёрной линией – граница водоохранной зоны.

В результате использования широкого спектра функциональных возможностей программы ARC GIS было осуществлено проектирование водоохраной зоны Кольского залива.

Список использованной литературы

1. Водный Кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 N 74-ФЗ (принят ГД ФС РФ 12.04.2006) (действующая редакция от 01.01.2014) [Электронный ресурс]. - URL: http://www.consultant.ru/popular/waternew/

2. ArcGIS 9. Картографические проекции [Электронный ресурс]. - URL: http://www.alphagis.ee/data/img/ArcGIS_9_Map_Projections.pdf

3. ArcGIS Desktop 9.3 Help [Электронный ресурс]: справочная система по ArcGISDesktop 9.3 / ESRI, Inc. — Режим доступа: Режим доступа: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm?TopicName=welcome (07 мая 2014).

Код для цитирования: Скопировать