Экологическая геология

 

Рис.2. Виды аэрокосмических съемок, используемых для целей эколого-географического картографирования.

Фотоэлектронная съемка, основанная на принципе сканирования местности, возможна как в видимой зоне спектра, так и далеко за ее пределами. Она может быть пассивной ( тепловой) и активной ( радиолокационной); спектрозональной ( в очень узкой зоне спектра) и многозональной ( мультиспектральной)(8). Вышеперечисленные характеристики относятся к классификации по используемому для формирования изображения участку спектра электромагнитных волн. Снимки различаются также по положению съемочной системы на космические и аэрофотоснимки.

Одной из важнейших является классификация снимков по масштабу. Наиболее упрощенная выглядит следующим образом:

• крупный масштаб: АФС - 1:1 000;  КС - 1:100 000;
• средний масштаб: АФС - 1:10 000; КС - 1:1 000 000;
• мелкий масштаб: АФС - 1:100 000; КС - 1:10 000 000(1).

По охвату территории снимки разделяют на глобальные, региональные и локальные.

Изобразительные возможности снимков связаны с их разрешением. Оно может меняться от нескольких километров до 1 метра, и по этому показателю встречаются снимки малого, среднего,  высокого и очень высокого разрешения.

Вышеперечисленные классификации не охватывают все свойства снимков. Однако в основном на них основываются картографы-экологи при выборе материалов для экологического картографирования.

Общая схема создания эколого-географической карты по материалам дистанционного зондирования может быть представлена цепочкой: объект - снимок - получение экологической информации - карта (рис.3). В качестве «объекта» может выступать как объект съемки - участок территории, так и объект исследования  - определенные предметы, явления на местности или протекающие на них процессы.

Необходимую информацию мы можем почерпнуть из снимков путем дешифрирования, фотограмметрической, фотометрической и компьютерной их обработки. Фотограмметрический метод позволяет получать геометрические характеристики; фотометрический - яркостные, а дешифрирование - тематическую информацию.

Компьютерная обработка выступает и как способ автоматического получения информации и как самостоятельный метод хранения и обработки данных.

 

		Дешифрирование
Объект	Снимок	Фотограмметрическая обработка			Карта
		Фотометрическая обработка
		Цифровая обработка

 

Рис.3. Общая схема создания эколого-географической карты по материалам дистанционного зондирования .

Практика показывает,что боле широко применяется дешифрирование в виде различных модификаций. Этот метод, призванный отвечать на вопрос «что это такое», включает в себя несколько этапов: привязку, обнаружение, распознавание, интерпретацию, эстраполяцию.(табл.1).

В настоящее время основным способом извлечения информации остается визуальное дешифрирование.

Таблица 1

Последовательность дешифрирования АФС и КС для целей эколого-географического картографирования.

 

Этапы	Критерии	Результаты
1. Привязка	Признаки изображения объектов	Точное географическое положение участка
Обнаруже-ние	Признаки (тон,цвет, структура рисунка) изображения	Обособление фотофизи- ономичных компонентов ландшафта
3.Опознавание	Признаки изображения (дешифровочные призна- ки конкретных объектов)	Установление фотофизи- ономичных компонентов ландшафта
4.Интерпрета-ция	Фотофизиономичные компоненты ландшафта, внутриландшафтные взаи-мосвязи, взаиморасположе-ния фотофизиономич-ных компонентов ланд-шафта. Резкие отклонения в типичных дешифровоч-ных признаках физионо- мичных компонентов ландшафта	Установление нефизионо мичных(деципиентных) компонентов ландшафта. Выявление динамичных процессов и явлений, как природных, так и антропо- генных и их направлен- ности. Выявление техно- генных нарушений и выз-ванных ими процессов.
5.Экстраполя-ция	Признаки изображения и установленные по ним объекты, явления и про- цессы.	Идентификация аналогичных объектов, явлений и процессов на других участках, установление ландшафтов-аналогов, составление схемы дешифрирования.

Кроме визуального успешно применяется также визуально-инструментальное и полностью инструментальное ( автоматизированное) дешифрирование, при котором основой является метод автоматизированных эталонов по яркостным полям

Наиболее современным методом получения экологической информации по снимкам сейчас является компьютерная обработка. Основными чертами, являющимися существенными для картографов-экологов в этой связи можно назвать следующие: увеличение скорости обработки информации ( снимков); хранение огромного объема информации, выдаваемой почти мгновенно; создание информационных сетей, подключение к Глобальной Базе Данных; переход к пространственной информации в виде цифровых моделей местности.

Переход от снимка к карте как визуализированной модели местности является логическим завершением обработки экологической информации

Если снимки использовались как единственный или основной источник картосоставления, информативность их должна быть достаточно высокой, а полнота и достоверность абсолютной. Это является обязательным условием использования АФС и КС для целей эколого-географического картографирования.

 

 

Глава 3.1.3 Функциональный анализ эколого-геологической обстановки

Функциональный анализ, по М.Б. Куринову, проводится с целью общей оценки состояний эколого-геологической обстановки. Методология его базируется на принципах, которые широко используются и в экологии (системный подход, принцип историзма, принцип целостности объекта). Функциональный анализ позволяет реализовать системный подход при эколого-геологических исследованиях и объединить, рассмотреть с единых методологических позиций теоретические разработки и их практическую реализацию. Этот метод занимает среди специальных методов экологической геологии одно из центральных мест, так как позволяет решить основную стратегическую задачу – определить пути и способы достижения стабильно развивающихся эколого-геологических обстановок-систем.

Функциональный анализ эколого-геологической обстановки предусматривает: 1) выделение и характеристику эколого-геологической обстановки-системы той или иной изучаемой территории; раскрытие конкретных причинно-следственных связей между подсистемными элементами, контролирующими эколого-геологическую обстановку и составление пространственно-временного прогноза ее развития; 2) проведение оценки значимости экологических функций литосферы для социально-экономических и биологических объектов; 3) определение принципов развития, а в случае необходимости – путей поддержания существования эколого-геологических обстановок-систем.

 

 

Глава 3.1.4 Эколого-геологическое моделирование  Под эколого-геологическим моделированием понимается создание моделей состояния и прогноза эколого-геологической ситуации той или иной территории, возникающей при реальных или возможных изменениях геологического компонента природной среды в процессе взаимодействия последнего с источниками воздействия, как природными, так и техногенными. Создание подобных моделей, по М. Б. Куринову, предполагает поэтапное их формирование, от мысленных (понятийных) моделей к физическим, знаковым (картографическим) и математическим. В процессе исследования применяется комплекс традиционных методов моделирования. Выбор конкретного метода обусловливается спецификой информационной базы, задачами исследования. В процессе эколого-геологического моделирования решаются следующие группы задач: 1) создание моделей состояния эколого-геологической ситуации той или иной территории; 2) построение моделей эколого-геологического прогноза; 3) разработка и выбор модели устойчиво развивающейся эколого-геологической системы территории; 4) корректировка постоянно действующей модели устойчиво развивающейся эколого-геологической системы. [1]

 

Глава 3.1.4 Эколого-геологический мониторинг

Мониторинг является общенаучным методом исследования. Его эколого-геологическая специфика заключается в целевом предназначении и соответствующем выборе объектов наблюдения и учета динамики их развития. Объектом эколого-геологического мониторинга является эколого-геологическая обстановка-система, которая рассматривается как часть экологической системы, отвечающая за «геологическое» жизнеобеспечение и человека, и биоты в целом вследствие выполнения ею определенных эколого-геологических функций (ресурсной, геодинамической, геофизической и геохимической). Эколого-геологическая обстановка-система рассматривает взаимоотношения и взаимосвязи типа «литосфера–биота» или «литосфера–инженерные сооружения–биота». Важно подчеркнуть, что эколого-геологическая обстановка-система может содержать, а может и не содержать технические объекты. В последнем случае обстановка является целиком природной эколого-геологической системой, а организуемый в её пределах эколого-геологический мониторинг будет являться фоновым. Главным же отличием эколого-геологического мониторинга от мониторинга геологической среды является объект наблюдений. В первом случае объектом наблюдений является эколого-геологическая обстановка-система, во втором – геологическая среда, являющаяся частью эколого-геологической системы, ее литогенной основой. Кроме того, есть отличия и в их конечном целевом назначении: целью эколого-геологического мониторинга является оптимизация функционирования эколого-геологической системы-обстановки, а целью второго – оптимизация функционирования природно-технической системы «геологическая среда–инженерное сооружение».

Таким образом, эколого-геологическим мониторингом следует называть систему постоянных наблюдений, оценки, прогноза состояния и изменения эколого-геологической обстановки-системы, проводимую по заранее намеченной программе с целью разработки рекомендаций и управляющих решений, направленных на обеспечение ее оптимального экологического функционирования и устойчивого развития.

 

 

 

Заключение

В конце XX века в нашей стране и во всем мире все большее внимание стало уделяться вопросам экологии. Такой интерес обусловлен обостряющимися экологическими проблемами, которые подчас приобретают глобальный характер. В связи с этим все большее значение приобретают вопросы теории и методологии экологической геологии, определения ее положения в системе других наук. Одной из проблем является то, что чаще всего вопросы экологии сводятся лишь к загрязнению и изменению атмосферного воздуха, водной среды, сохранения растительных сообществ и животного мира. Тогда как все эти компоненты природы тесно взаимосвязаны с внешней оболочкой планеты – литосферой. Именно литосфера является материальной литогенной основой биосферы – сферы живого вещества. На ней формируются почвы, ландшафты, растительные и животные сообщества. В настоящее время литосфера все больше изменяется в процессе человеческой деятельности, включается в техносферу (часть геосферы, затронутой техногенезом). Решение экологических проблем различных компонентов природы и общества невозможно без изучения кологических проблем литосферы, исследования ее экологических функций.

Итак, экологическая геология – это новое научное направление, которое рассматривается как синтез геологических и экологических дисциплин, в состав которых входят различные точные, естественные, медицинские и социально-экономические науки. Это обеспечивает связь с ними экологической геологии (Трофимов, Зилинг, 2000; 2002)

Методами экологической геологии являются: эколого-геологическое картирование, функциональный анализ эколого-геологической обстановки, эколого-геологическое моделирование и эколого-геологический мониторинг. А также экологическая геология использует методы ландшафтного планирования, аэрокосмические методы, методы инженерно-геологического и геоморфологического картографирования и районирования, экологического зонирования, методики пределов допустимых изменений и рекреационного проектирования, методы полевых исследований, а также методы гидрогеологии, геокриологии, геохимии, геотектоники, геодинамики (в том числе инженерной геодинамики) и сейсмотектоники, петрографии (в том числе инженерной петрологии) и минералогии.

С помощью этих методов решаются следующие задачи:

Морфологические задачи – это задачи, связанные с изучением состава, состояния, строения и свойств анализируемой системы, ее эколого-геологических условий в целом.

Ретроспективные задачи – задачи, обращенные в прошлое и связанные с изучением (точнее, восстановлением) истории формирования объекта исследования, формирования его современного качества.

Прогнозные задачи – задачи, связанные с изучением поведения, тенденций развития исследуемой системы в будущем под воздействием различных причин природного и техногенного происхождения.

Природоохранная тематика была присуще геологии всегда, её корни следует искать в самой основе наук о Земле, но лишь с развитием техногенеза появилась необходимость изучения и прогнозирования геологических последствий хозяйственной деятельности человека.

Декларативное признание важности экологических проблем, как правило не сопровождается адекватными практическими действиями – необходима научно-обоснованная концепция, которая позволит сойти с проторенного пути и снять конфликт между интересами настоящего и последующих поколений. На современном этапе такой глобальной концепцией является стратегия устойчивого развития.( М. Г. Миних, 2008).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Абалаков А.Д. Экологическая геология : учеб. пособие / А.Д. Абалаков. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2007. – 267 с.[1]

2. Голубев Г.Н. – Геоэкология. –  М.: ГЕОС, МГУ. Учебник для студентов  ВУЗов. 1999. – 338 с. [2]