Экологическое картографирование городских территорий

Географы Института географии  РАН, составившие наиболее полный каталог  фактически существовавших отечественных  карт экологического содержания по состоянию  на декабрь 1994 г., подразделили их на следующие  группы:

• карты оценки природных условий и ресурсов для жизни и деятельности человека;
• карты неблагоприятных и опасных природных условий и процессов;
• карты антропогенных воздействий и изменений природной среды;
• карты устойчивости природной среды к антропогенным воздействиям;
• карты охраны природы и природоохранных мероприятий;
• медико-географические карты;
• карты рекреации;

 

• комплексные экологические (эколого-географические, геоэкологические карты).

Классификации, построенные на основе анализа практики, успешно «работают» в достаточно давно сложившихся  тематических областях с устоявшейся  внутренней структурой. В экологическом  картографировании, все еще находящемся  в стадии формирования, освоены далеко не все практически необходимые  сюжеты.

Поэтому целесообразно, основываясь  на тех или иных теоретических  представлениях, дополнять классификации, построенные на основе анализа практики, перспективными, но еще недостаточно разработанными разделами. Так географы Института географии Сибири и  Дальнего Востока предлагают следующие  классы экологических карт:

• карты факторов и условий среды (физико-географические карты, характеризующие условия жизнедеятельности, карты природно-ресурсного и экологического потенциала территорий, устойчивости геосистем);
• карты процессов (распространения загрязнений, миграций, эрозии, опасных природных явлений);
• карты состояний (современного и прогнозируемых, в том числе карты антропогенных изменений);
• карты проблем (остроты экологических ситуаций);
• карты организации охраны природы и ресурсопользования (контроля и управления природопользованием).

Классификация экологических карт по назначению, рассмотренная выше, включает:

• карты для научно-исследовательских работ природоохранной направленности (с дальнейшими подразделениями сообразно структуре научных дисциплин об окружающей среде и ее охране);
• карты для практической природоохранной деятельности инвентаризационно-оценочные, прогнозные, рекомендательные, контрольные);
• карты для экологического просвещения, образования и воспитания.

Вполне очевидны также классификации  экологических и эколого-географических карт по масштабу и территориальному охвату, по широте темы (общие и частные, аналитические и синтетические).

Специфика экологических карт является их подразделение по источникам исходной информации на карты, составленные на основе:

• дистанционного зондирования;
• статистических данных и их обработки;
• полевого картографирования и мониторинга;
• изучения состояния биоиндикаторов;
• обобщения материалов из разных источников.

1.4 Источники информации для создания экологических карт

 

Для создания экологической карты  необходим достоверный информационный материал.

Информация о состоянии компонентов  окружающей среды должна быть представлена количественными оценками:

• концентрации вредных веществ;
• уровня шумового, магнитного воздействий;
• радиационного воздействия и др. в соответствии с видами нормируемых параметров качества компонентов окружающей среды.

При этом для картографирования  необходимы и качественные оценки компонентов  окружающей среды:

• инженерно-экологические условия;
• характеристика ландшафтов;
• состав растительного покрова и зеленых насаждений;
• типы почв на рассматриваемой территории и др.

Информационными источниками, используемыми  для создания экологических карт являются:

• результаты экологических наблюдений и замеров;
• картографические материалы;
• космические и аэрофотоснимки;
• данные статистической отчетности и др.

Состав используемых для картографирования  источников информации зависит от территориального уровня картографирования, определяющего  перечень, тематику и масштаб создаваемых  карт.

Масштаб картографирования на данных уровнях определяется площадью рассматриваемой  территории. Например, для такого крупного мегаполиса как Москва обзорному  уровню будет соответствовать масштаб 1:50000, районному - 1:10000, 1:5000, детальному - 1:2000, 1:500 (в случаях большого территориального охвата или протяженности объекта - 1:5000).

Содержание экологической карты, разрабатываемой с использованием материалов дистанционного зондирования, можно разделить на три части:

• общегеографическую (элементы топографической основы);
• тематическую, отображающую современное размещение и использование земель;
• экологическую, которая отражает состояние земельных ресурсов (например, подтопление) и земель, нарушенных хозяйственной деятельностью человека (карьеры, промышленные зоны, свалки и др.).

Высокая разрешающая способность  космических снимков определенного  типа позволяет отразить многие детали внутреннего строения ландшафта  и служит основой для увязки разномасштабных  исследований. Материалы космических  и аэрофотосъемок наиболее эффективно можно использовать для картографирования  изменений окружающей среды - создания серии сопряженных карт.

Статистическая информация разнообразна, и ее использование позволяет  на всех территориальных уровнях (обзорный, районный, детальный) оценивать состояние окружающей среды в целом и ее компонентов в отдельности. Большинство государственных, а также часть коммерческих и общественных организаций занимаются сбором и обработкой статистической информации экологического содержания. Среди преимуществ использования статистической информации в целях экологического картографирования можно назвать регулярность получения данных об одной и той же территории, возможность отслеживания динамики и направлений развития территории.

Основными исходными данными при  использовании картографических источников для создания экологических карт являются карты, планшеты и топографические  планы:

- Ситуационный план (масштаб 1:2000), который имеет рекогносцировочное назначение и содержит сведения о границах территории объекта, ее застройке и застройке прилегающих участков, организации подъездов и подходов.

- Генеральный план (масштаб 1:500), который несет информацию о проектируемой планировочной структуре и организации территории.

- Опорный план (масштаб 1:500, 1:2000). На нем показываются: границы проектируемой территории, функциональное использование проектируемой и прилегающей территорий, границы землевладений, линии регулирования градостроительной деятельности (линии регулирования застройки, границы технических и санитарных зон, охраняемых территорий и др.), уличная сеть, существующая застройка, утвержденные предложения по сносу, реконструкции зданий и сооружений, по выводу предприятий.

- План благоустройства (масштаб 1:500), который отображает сохраняемые, проектируемые зеленые насаждения и элементы благоустройства (малые архитектурные формы, площадки, дорожки и др.).

- План организации рельефа (масштаб 1:500). На нем обозначены: величина и направления уклонов, горизонтали, отметки в точках перелома уклонов, дождеприемные решетки с отметками, отметки по углам зданий и перед входами, конструкции искусственных покрытий, лестниц, подпорных стен, территории.

- Сводный план инженерных сетей (масштаб 1:500), который содержит сведения обо всех существующих и проектируемых коммуникациях.

- Стройгенплан (масштаб 1:500), который отображает систему организации строительных работ на территории. На стройгенплане обозначены: временные сооружения, подъездные дороги, ограждения, существующие и проектируемые инженерные сети, строительные площадки, схемы работы строительной техники.

- Дендроплан (масштаб 1:500), который содержит данные подеревной съемки с указанием вырубаемых, сохраняемых и пересаживаемых деревьев.

Необходимая статистическая и картографическая информация для создания

 

 экологических карт сосредоточена в различных организациях (см. таблицу 1).

 

Таблица 1 Состав экологической информации, находящейся в компетенции организаций  и предприятий (составлена автором по материалам В.Н.Виниченко)

Организация	Экологическая информация
Подразделения Министерства природных  ресурсов	Данные комплексного экологического мониторинга состояния компонентов  окружающей среды. Например, сведения о концентрациях загрязняющих веществ  по постам, о выбросах и сбросах  по городам; о фоновых концентрациях  загрязняющих веществ и др.
Центры санитарно-эпидемиологического  надзора Министерства здравоохранения  и социального развития РФ	Параметры качества воздуха на границе  санитарно-защитной зоны хозяйственных  объектов; сведения о качестве питьевой воды; сбросах муниципальных очистных сооружений и предприятий, находящихся  в пределах населенных пунктов и  др.
Градостроительные институты	Градостроительные планы развития территорий города (градостроительный регламент  территории и др.), транспортные схемы, линии регулирования градостроительной  деятельности и др.
Территориальные геологические управления	Фондовые материалы (сведения о гидрогеологических условиях территории, наличие и вероятность  проявления опасных экзогенных процессов), материалы инженерно-геологических  изысканий (технические заключения по результатам изысканий на территории) и др.
Территориальные комитеты по водному  хозяйству	Результаты гидрологических и  гидрохимических измерений; мониторинг водного баланса поверхностных  вод
Территориальные подразделения Федеральной  службы земельного кадастра РФ (Земельные  комитеты)	Проекты земельного устройства, сведения о характере землепользования на территории строительства, данные о  принадлежности земельного участка (договор  аренды, выписка из протокола заседания  земельной комиссии)
Министерство сельского хозяйства  и продовольствия и его подразделения	Информация об уровне загрязнения  сельскохозяйственных угодий, состав сельскохозяйственных угодий, данные о сельскохозяйственных предприятиях и др.
Статистическая отчетность предприятия	Сведения об объемах выбросов и  сбросов (статистические формы 2-ТП Воздух, 2-ТП Водхоз, 2-ТП Токсичные отходы)
Эколого-аналитические лаборатории	Данные о загрязнении воды, воздуха  или почвы
Предприятия, занимающиеся радиоэкологической деятельностью	Данные радиационно-экологического мониторинга
Проектные мастерские, мастерские по благоустройству, комитеты по лесному хозяйству	Сведения о количестве, составе  и состоянии зеленых насаждений (дендропланы, перечетные ведомости и др.)

 

Рассмотренные выше типы информационных источников позволяют решить широкий  спектр экологических задач при  использовании их для экологического картографирования. Однако из-за рассредоточенности исходных картографических данных по различным специализированным организациям получение их зачастую связано с трудностями. В этой связи использование картографических данных происходит по принципу «что есть», а не «что надо».

 

2 Информационная основа  экологического картографирования

  2.1 Картографирование загрязнения атмосферы

 

Одной из важных частей экологического картографирования, является исследование загрязнения атмосферы. Картографирование  загрязнения атмосферы складывается из:

• картографирования потенциала загрязнения атмосферы
• картографирования источников загрязнения
• картографирование уровней загрязнения.

С эколого-гигиенической точки  зрения наибольший интерес для картографирования  представляют следующие характерные  уровни загрязнения атмосферного воздуха:

• Средний годовой (многолетний) уровень, который формируется при наличии динамического равновесия между эмиссией и рассеянием атмосферных загрязнений;
• Уровень загрязнения, складывающийся при сочетании обычного (или скорректированного согласно плана мероприятий при НМГ) режима работы предприятий – источников загрязнения атмосферы, и неблагоприятных для рассеяния метеоусловий (5% повторяемости, согласно действующей системы экологического нормирования)
• Уровень загрязнений, который может возникнуть при аварийном выбросе от потенциально опасного объекта при определенных заданных(обычно неблагоприятных) метеоусловиях
• Фактически существующий текущий уровень загрязнения.

При картографировании загрязнения  воздушной среды возникает необходимость  быстрой обработки большого количества разнообразной информации. В зависимости  от степени сложности применяемой  при этом математической модели

 

 

 

 количество входных параметров  может сильно варьироваться. Привлечение  более точных моделей влечет  за собой введение новых типов  данных. Использование инструментов  современных ГИС позволяют автоматизировать  обработку необходимой исходной  информации и получать результаты  с высоким пространственно-временным  разрешением.

В общем случае все исходные данные для картографирования загрязнения  воздушного бассейна промышленного  города можно разбить на три основных типа: