35. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

(по материалам ГИС-центра ПГУ)

В настоящее время для решения задач охраны окружающей среды все шире используются геоинформационные технологии и методы пространственного анализа.
Геоинформационные системы позволяют изменять, дополнять, сворачивать и разворачивать информацию, в этом их преимущество перед обычными растровыми картами. На их основе можно строить модели и прогнозы развития экологической ситуации. Но из этого же следует, что цифровую карту надо своевременно обновлять, исходя из потребностей пользователя. Информация о качестве и экологическом состоянии природных сред обобщается и вносится в атрибутивные базы геоинформационных систем, после чего сразу же отображается на картографическом материале.

В Пермском крае ведущая роль в области разработки геоинформационных систем принадлежит ГИС-центру ПГУ. ГИС-центр ПГУ был создан в 2000 г. на базе Пермского государственного университета. Осуществляет свою деятельность в соответствии с Концепцией географической информаци-онной системы для органов государственной власти Пермской области на 1999—2001 гг., утвержденной Постановлением губернатора области от 22.03.99 г. № 93, и Программой создания географической информационной системы для органов государственной власти Перм-ской области на 2000—2001 гг., утвержденной Постановлением губернатора области от 31.12.1999 г. № 223, в том числе в соответствии с правовой базой Концепции и Программы. В своей деятельности ГИС-центр ПермГУ руководствуется законодательством РФ, законами Пермской области, указами и распоряженими губернатора, Уставом ПермГУ, Положением о ГИС-центре ПермГУ и решениями координационного совета по геоинформационным системам в Пермской области.

Основные функции ГИС-центра:

- создание и ведение геоинформационных систем специального назначения;
- составление, обновление, подготовка к изданию, издание, копирование в графическом, цифровом (электронном) и иных видах тематических карт, планов и атласов специального назначения;
- составление, обновление, подготовка к изданию, издание, копирование в графическом, цифровом (электронном) и иных видах календарей, путеводителей и других рекламных и информационных изданий на картографической основе или с ее использованием;
- выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области ГИС-технологий;
- разработка системного и прикладного программного обеспечения для ГИС;
- организация обучения, сопровождения, повышения квалификации и переподготовки пользователей ГИС;
- оказание консультационных услуг пользователям ГИС;
- создание учебно-методической и научно-методической литературы по ГИС-технологиям общего и тематического назначений;
- разработка и сопровождение образовательного сайта с тематической рубрикацией для самообучения и консультирования пользователей ГИС;
- оказание методической помощи через Internet.

Гис-центр ПГУ проводит работы в области экологического картографирования территории Пермского края. В данном издании представлены результаты наиболее крупных работ.

35.1. РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ПЕРМСКОЙ ОБЛАСТИ ПО СТЕПЕНИ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИРОДНОГО И ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА С ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ ПОСЛЕДСТВИЯМИ
(И.С. Копылов, С.В. Пьянков, В.В. Михалев, А.В. Конополев, ГИС-центр ПГУ)
Проведенное районирование Пермской области в масштабе 1:500 000 с оценкой экологического состояния природно-геологической среды (ПГС) в совокупности с районированием по условиям развития опасных техноприродных процессов позволяет выделить следую-щие территориальные объекты повышенного риска возникновения техноприродных ЧС:

- Пермско-Краснокамский территориально-промышленный комплекс (ТПК),
- Соликамско-Березниковский ТПК,
- Александровско-Лысьвенский ТПК,
- Добрянско-Полазненский ТПК,
- Кунгурско-Усть-Кишертский ТПК.

Все перечисленные ТПК охватывают большие по площади территории и характеризуются высокой вероятностью развития опасных техноприродных процессов, а также неблагоприятными и весьма неблагоприятными экологическими условиями, которые отвечают ка-тегориям экологического кризиса или бедствия.
Данные территории представляют собой практически полностью антропогенные ландшафты с развитием промышленных и селитебных зон. Для них характерна высокая концентрация населения и опасных техногенных объектов. По данным МЧС в пределах этих терри-торий находятся 11 химически опасных городов:

1-я степень химической опасности – Пермь, Березники, Соликамск, Краснокамск;
2-я степень химической опасности – Кунгур, Губаха;
3-я степень химической опасности – Лысьва, Чусовой, Добрянка, Гремячинск, Кизел.

В этих городах сосредоточено около 70 химически опасных промышленных объектов и по результатам прогноза возможных ситуаций с аварийным выбросом опасных веществ в атмосферу в зоне возможного заражения могут оказаться значительные площади селитеб-ных зон.

Негативное влияние на уровень защищенности населения от ЧС в указанных ПГС оказывает в катастрофической степени нарушенности природная среда, которая характеризует-ся повсеместным распространением опасных техноприродных процессов (существует прямая угроза техногенных или карстовых провалов, затопления и подтопления территорий, землетрясений, переработки берегов). Более половины (77%) выявленных очагов загрязне-ния подземных вод в Пермской области приходится на площади Березниковско-Соликамского, Александровско-Лысьвенского и Пермско-Краснокамского территориально-промышленных комплексов, где проживает более половины населения области.
Для этих территорий установлена опасная тенденция увеличения интенсивности и площадей развития техногенного загрязнения, что связано в основном с недропользованием, с добычей и переработкой калийных солей Верхнекамского месторождения, ликвидацией (за-топлением) шахт Кизеловского угольного бассейна, эксплуатацией нефтяных месторождений и концентрацией опасных промышленных производств в городских агломерациях или в непосредственной близости от них. Установлены обширные геохимические аномалии по всем средам с ореолами и потоками с чрезвычайно опасной степенью загрязнений, превы-шающих 3—20 ПДК (иногда сотни и тысячи ПДК). В перечисленных ТПК отмечается высо-кий уровень заболеваемости населения.

Кроме того, по совокупности двух видов районирования в пределах области выделяются зоны и участки с меньшим территориальным охватом, которые также характеризуются по-вышенным уровнем возникновения ЧС техноприродного характера:

- Осинская градопромышленная зона (радиоэкологические последствия подземных ядерных взрывов - изменения гидрогеологического режима в зоне активного водообмена, очаги радиационного загрязнения подземных вод; наличие участка складирования радиоактивных отходов нефтедобычи; высокая плотность магистральных и межпромысловых продуктопро-водов и объектов нефтедобычи).
- Чайковская градопромышленная зона (расположена в приплотинной части Воткинского гидроузла, имеются химические производства 2-й степени опасности, в пределах зоны про-ходят магистральные и межпромысловые продуктопроводы с подводными и воздушными переходами);
- Ашапско-Ординский участок продуктопроводов (высокая плотность магистральных и межпромысловых продуктопроводов, проходящих по зонам активно развивающихся карстовых и карстово-суффозионных процессов, приводящих к деформациям земной поверхности и сооружений).
На послеследующих этапах работы предусматривается детальное районирование потен-циально уязвимых территорий с использованием космоснимков в масштабе от 1:50000 до 1:100000. Кроме этого будет проведен анализ геологических и других рисков, ориентированный на принятие управленческих решений по уменьшению и предупреждению возможных потерь от обусловливаемых эти риски опасных техноприродных процессов. Такой риск-анализ будет включать следующие последовательно выполняемые и взаимосвязанные операции:
- идентификацию природных и техногенных опасностей во времени-пространстве;
- оценку уязвимости реципиентов риска (объекты хозяйства, население и окружающая природная среда) для установленных техноприродных опасностей с использованием методов аналогий, моделирования или эмпирико-статистических зависимостей;
- оценку частных (от одной опасности) и интегральных рисков с получением количественных физических, стоимостных или иных показателей возможных потерь за определенное время в социальной, экономической и экологической сферах их фиксации по известным и достаточно широко апробированным в настоящее время формулам и алгоритмам.

В качестве основных количественных показателей в процедуре анализа рисков будут рассчитываться:

- физический риск поражения с различным исходом (разрушение, повреждение, изъятие из землепользования, затопление и т.п.) определенных территорий, городов и населенных пунктов, других объектов инфраструктуры (га/год, единиц/год, км/год и т.п.);
- риск чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера определенной степени тяжести (случаев/год);
- социальный полный (чел./год) и индивидуальный (чел./чел.•год) риск гибели и поражения населения (ранение, моральный стресс, потеря имущества и т.п.);
- экономический полный (руб./год) и удельный (руб./га•год) риск разрушения и повреждения объектов хозяйства и окружающей природной среды.

35.2. РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА «ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ ПЕРМСКОГО КРАЯ»
(С.В. Пьянков , А.Н. Ступаков , Е.В. Панин 1,В.С. Русаков1)
В соответствии с новым Лесным кодексом ряд полномочий в области лесных отноше-ний с федерального уровня передан на уровень субъекта РФ. Это поставило хозяйствование лесными ресурсами РФ в принципиально новые условия. Прежде всего это связано с изме-нением структуры управления, пересмотром и инвентаризацией объектов и границ собственности.

В 2005—2006 гг. ГИС-центром Пермского государственного университета проведена научно-исследовательская работа по созданию геоинформационной системы регионального уровня «Лесные ресурсы Пермского края». Работа выполнялась в рамках краевой целевой программы «Развитие лесопромышленного комплекса Пермской области на 2004-2010 гг.».

Основные задачи программного комплекса – информационно-аналитическое обеспечение Министерства промышленности и природных ресурсов, администрации Пермского края, органов местного самоуправления, муниципальных образований, потенциальных инвесторов и лесопользователей о состоянии лесных ресурсов. Актуализация электронного банка данных и электронных тематических слоев цифровых карт по лесному фонду особенно важна в связи с тем, что необходима разработка инвестиционных предложений для потенциальных инвесторов.

Комплекс позволяет проводить обработку электронного банка данных и электронных тематических слоев цифровых карт по лесному фонду, с возможностью анализа его исполь-зования, включая товарную и сортиментную структуру насаждений, автоматизации использования всех тематических слоев электронных карт по лесным ресурсам и транспортной составляющей лесного фонда, их графического выражения.

Обработка электронного банка данных включает:

- хранение информации о лесном фонде (запасы, расчетная лесосека, видовой состав), арендаторах лесного фонда, лесхозах, лесничествах, муниципальных образованиях;
- предоставление пользователю возможности внесения изменений в существующие данные;
- возможность построения отчетов по различным показателям (включая графические приложения) в разрезе квартал, группа кварталов, лесничество, лесхоз, муниципальное образование, край (более 200 видов отчетов);
- работу с сетью дорог (транспортная составляющая), включая формирование обеспеченностью дорогами на различных уровнях и решение «транспортной задачи»;
- формирование компоновок для печати твердых копий с выгрузкой в MS Word.

В настоящее время база данных комплекса включает в себя 46702 записи по 38522 кварталам Пермского края.
Данные хранятся отдельно за различные годы, поэтому существует возможность отслеживать динамику изменения различных показателей.

В состав комплекса входят следующие электронные тематические слои:

- лесные кварталы лесного фонда Пермского края (полигоны),
- лесные кварталы Пермлесхоза, заповедников и др. (полигоны),
- лесные кварталы ФГУ «Пермсельлес» (полигоны),
- территории лесов, подчиненные лесхозам (полигоны),
- территории лесов, подчиненные лесничествам (полигоны),
- территории лесов, переданных в аренду (полигоны),
- территории лесов, нераспределенного лесного фонда (полигоны),
- видовой состав лесов (полигоны),
- транспортная составляющая лесного фонда (полилинии).

Картографический материал предоставлен в виде электронных тематических слоев цифровой топографической карты Пермского края масштабов 1:100 000 - 1:200 000 в форматах ArcView GIS v.3.2 (shp-покрытия) и ArcGis v.9.х.

Цифровые покрытия соответствуют методикам и ГОСТам ГИС:

Пользователь имеет возможность просматривать электронную карту, на ней проводить поиск различных объектов, а также с ее помощью выделять участки для аренды. Также существует возможность изменять свойства карты (порядок следования слоев, добавление новых слоев, изменение свойств слоев), выгружать слои в MS Word, выгружать слои в Arc-View или ArcGIS для редактирования.
Программный комплекс был разработан c использованием VisualFoxPro 9.0 и библиотеки MapObject 2.2. Работает под управлением ОС Windows 2000/XP.