Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Опыт современного эколого-географического картографирования городских территорий 7
1.1. Картографирование природных компонентов городского ландшафта 10
1.2. Картографирование планировочно-функциональных особенностей городской территории. 15
1.3. Картографирование загрязнения окружающей городской среды и его последствий для здоровья населения 20
1.4. Комплексное и синтетическое картографирование городов 26
1.5. Атласное картографирование городских территорий 29
Глава 2. Картографическая база данных для обеспечения эколого-геохимических исследований городских территорий 34
2.1. Принципы построения и функционирования картографической базы данных 34
2.2. Разработка базы пространственных данных
2.2.1. Систематизация исходной пространственной информации 38
2.2.2. Содержание тематических блоков данных 42
2.3. Создание, структура и содержание картографической базы данных 45
2.3.1. Основные положения составления цифровых карт 45
2.3.2. Структура и содержание картографической базы данных 47
2.4. Методы геоинформационного картографирования 53
2.4.1. Использование данных дистанционного зондирования 53
2.4.2. Атрибутивные и пространственные запросы к базе данных 68
2.4.3. Методы пространственного анализа. Оверлей слоев при синтетическом картографировании 70
2.4.4. Автоматизированная генерализация при геоинформационном картографировании 72
2.4.5. Математико-картографическое моделирование при синтетическом картографировании CLASS Глава 3. Реализация методики и результаты исследования 90 CLASS
3.1. Характеристика территории исследования 90
3.2. Методика составления карт
3.2.1. Исходные материалы и программное обеспечение 97
3.2.2. Карты планировочно-функциональных особенностей городской территории 106
3.2.3. Карты природных условий территории 125
3.2.4. Карты геоэкологического состояния городской среды 132
3.3. Перспективы внедрения и использования картографической базы данных 145
Заключение 149
Список литературы 151
- Картографирование загрязнения окружающей городской среды и его последствий для здоровья населения
- Комплексное и синтетическое картографирование городов
- Содержание тематических блоков данных
- Исходные материалы и программное обеспечение
Картографирование загрязнения окружающей городской среды и его последствий для здоровья населения
Карты природы на территорию городов составляются в наше время преимущественно в виде атласных произведений, либо в качестве основы для создания комплексных и синтетических карт. Геосистемные подходы при разработке экологического атласа требуют совместного отражения всех компонентов городского ландшафта, поэтому составление природных карт носит важный характер. Эти карты чаще всего неразрывно связаны с картами загрязнения компонентов ландшафта, поэтому обычно их называют природно-экологическими (Макаров и др., 2002). Кроме того многие из природных карт используются для планирования строительных и земельных работ. Сегодня накоплен достаточно большой опыт картографирования природы, однако оно является преимущественно мелко- и среднемасштабным. Картографирование на локальном уровне, связанное с повышенным вниманием к экологическим проблемам, лишь в последнее время приобретает более значительный характер.
Изучение литогенной основы городов, составление геологических карт ведется главным образом при планировании строительных работ и особенно при построении систем городских подземных коммуникаций. Геологическое картографирование в нашей стране с 70-х годов развивается в сторону крупных масштабов (1:50 000, 1:25 000), поэтому листы геологических карт можно найти на значительные городские территории России. На их основе был составлен, например, Геологический атлас Москвы, подготовленный ГУП «Мосгоргеотрест» и НЛП «Георесурс», и доступный в сети Интернет (http://www.georesurs.su/Georesurs/Atlas.html). Атлас представляет собой комплект взаимоувязанных геологических и гидрогеологических карт масштаба 1:10 000 построенных на Единой государственной картографической основе (ЕГКО) города. Атлас состоит из карт, которые последовательно, сверху вниз характеризуют геологическое строение, и гидрогеологические условия геологического массива на котором стоит город Москва. Кроме этого атлас включает карту распространения геологических процессов и явлении, которые существенно влияют на условия проектирования и строительства -карст, оползни, подтопления и другие. Похожие карты можно найти и в Экологическом атласе Москвы (2000). Особый интерес в этом блоке карт представляют карты техногенных отложений, показывающие мощность культурного слоя городов. Обзор опыта составления таких карт можно найти в работах ряда авторов (Лихачева и др., 1996; Лихачева, 1990).
Картографирование рельефа сегодня в основном ведется на основе цифровых моделей рельефа (ЦМР). ЦМР составляют преимущественно двумя методами: обработкой и цифрованием топографических карт и планов городов, а также с использованием стереопар аэро- и космических снимков. В первом случае в связи с секретностью топографических материалов, картографирование рельефа проводят в масштабах мельче 1:50 000. Однако существует множество архивных карт, более подробно отражающих рельеф городских территорий в изолиниях (http://www.retromap.ru/).
Геоморфологические карты городов, составляемые сегодня на основе карт рельефа и ЦМР, можно найти в работах многих географов, геоморфологов и экологов. Классическое содержание таких карт также может совмещаться с характеристиками экологического состояния городского ландшафта, поскольку рельеф является важной составляющей опосредованного влияния на распределения потоков вещества и энергии в городской экосистеме (Макаров и др., 1999, 2000). В этом направлении сегодня работает коллектив сотрудников Института географии РАН (Кошкарев и др., 2002, 2011; Геоэкология Москвы..., 2006; Лихачева и др., 1998). Ими была создана цифровая картографическая модель, которая представляет собой векторный полигональный слой данных в формате программного средства ГИС с атрибутами, согласованными с легендой карты, которая состоит из трех блоков, отражающих 1) генетические типы и формы рельефа, 2) проявленные и 3) вероятные опасные инженерно-геологические процессы. Дополнительным компонентом общей модели рельефа Москвы является среднедетальная цифровая модель рельефа и результаты ее обработки, включая производные морфологические показатели: углы наклона и экспозиции склонов, их продольная и поперечная кривизна и расчлененность рельефа. Уточнены характеристики и границы геоморфологических районов, ранее полученные традиционными средствами. Для каждого из них рассчитан набор статистических данных. В качестве итога была составлена «Геоморфологическая карта» Москвы масштаба 1:50 000. Интересный подход к геоморфологическому районированию можно найти на геоморфологической карте г. Саратова (Макаров и др., 1999), где морфологические черты разнообразных генетически однородных поверхностей и элементов рельефа даны в корреляции с элементами ландшафтной таксономии, таким образом оказываясь связанными в структуре городского ландшафта.
С картографированием рельефа и литогенной основы городской территории тесно связано почвенное картографирование. В городах преобладают специфические антропогенно преобразованные почвы - урбаноземы, интруземы, экраноземы и др., развитые на культурном слое, насыпных, переотложенных и перемешанных грунтах и только в редких случаях - на естественных почвообразующих породах (Лихачева, 1990; Герасимова и др., 2003). Характерные особенности структуры почвенного покрова города - мозаичность, фрагментарность распространения, прерывистость (дискретность) и искусственные границы между почвенными контурами - отчетливо прослеживаются на почвенной карте в Экологическом атласе Москвы (2000), где проведение контуров основано на существующем функциональном зонировании территории. Такой подход сегодня активно применяется рядом авторов в изучении свойств городских почв (Касимов, 1995, 2004; Перельман, Касимов, 1999; Никифорова и др., 2011).
Микроклиматическое картографирование городов развито гораздо в меньшей степени. Многие климатические показатели довольно сильно различаются в пределах городских кварталов и для их изучения требуются серьезные полевые наблюдения, поскольку стационарных постов в городах мало и их данных недостаточно для полного выявления территориальных различий. Среди картографического материала следует отметить проведенное на основе полевых работ микроклиматическое районирование г. Саратова (Макаров и др., 2002). Авторы карты учли ландшафтные и функциональные особенности территории, особенно характеристики рельефа и застройки, во многом определяющие микроклимат города. В качестве производной карты прежде всего интересна карта проветриваемости территории, в которой учтено изменение ветрового режима в зависимости от планировочных условий застройки.
Изучение ветрового режима внутри городских кварталов достигается чаще всего за счет моделирования аэрационного режима с учетом различных показателей застройки и применением сложных алгоритмов. В этом направлении можно выделить ряд работ (Марчук, 1982; Максимова, Саенко, 2005; Ferziger, Peric, 2002). Картографирование водных объектов городской территории как правило носит инвентаризационный характер. Водотоки и водоемы крупных городских систем сильно изменены урбанизацией, происходит изменение русла рек и ручьев, многие из которых заключают в коллекторы, засыпаются озера, регулируется сток
Комплексное и синтетическое картографирование городов
Базовый блок включает основные растровые и векторные данные, которые служат источниками и топографической основой при создании карт.
Данные дистанционного зондирования. Продолжительное время источником для создания и обновления планов городов служила аэрофотосъемка. Современные космические снимки благодаря высокому пространственному разрешению (0,5-10 м) и регулярности съемок (от одного дня до нескольких суток) стали важным источником при изучении и картографировании городских территорий. Накопленный опыт визуального дешифрирования черно-белых аэрофотоснимков с успехом можно применять и к панхроматическим космическим снимкам сверхвысокого разрешения. Отдельные здания и их относительная высота, улицы, наземные линии метро, железные дороги и другие объекты уверенно распознаются на таких снимках по форме, размерам и тени, по рисунку изображения определяется структура жилой застройки.
Многозональные снимки имеют, как правило, более низкое пространственное разрешение по сравнению с панхроматическими, однако они позволяют более надежно определять видовой состав растительности в городских парках и жилых кварталах, уверенно дешифрировать границы водных объектов. Наш опыт показал, что снимки в тепловом диапазоне со спутников Landsat 5/7/8, несмотря на низкое пространственное разрешение (60-120 м), дают возможность судить о выбросах промышленных предприятий и, следовательно, отделить те из них, чьи здания и территория используются в настоящее время не по назначению (Хайбрахманов, 2011; Лабутина и др., 2012).
В состав базового блока данных БПД целесообразно включить космические снимки с охватом, соответствующим локальному и региональному уровням исследования. Первые, как правило, являются изображениями с пространственным разрешением лучше 10 м, когда отдельные строения выражаются на снимке достаточным числом пикселов, необходимым для надежного автоматизированного и визуального дешифрирования. Такие снимки позволяют распознавать на городской территории основные ее структурные элементы, которые составляют базовую географическую основу карт. Снимки с разрешением 20-30 м имеют более широкий охват, позволяющий учитывать примыкающие к основной территории исследования земли. Обычно их дешифрирование выполняется автоматизированными методами, а результаты способствуют составлению ряда слоев данных, необходимых для оценки планировочно-функциональных особенностей городской территории.
Базовые векторные данные выполняют функции географической основы составляемых карт. Это границы городских районов, сетка кварталов, основные магистрали с наименованиями и граница территории исследования. В качестве дополнительных характеристик в базовый блок входят данные о размещении некоторых отдельных объектов, таких как автозаправочные станции и гаражные кооперативы. С такими объектами часто связано скопление автотранспорта, а следовательно, и повышенное загрязнение атмосферного воздуха.
Планировочно-функциональные особенности городской территории. Функциональная структура города оказывает превалирующее влияние на распределение загрязнителей на его территории (Касимов, Перельман, 1999; Лабутина, Хайбрахманов, 2012), поэтому составляющие этот блок слои данных имеют исключительное значение. Основной из них - слой функциональных зон, который отражает дифференциацию территории на селитебную, производственно-транспортную, специального назначения, агротехногенную и природно-рекреационную зоны.
Другие слои этого блока позволяют получить детальные характеристики некоторых из функциональных зон, важных для оценки экологической ситуации на территории города. Это слои озелененных территорий, структуры застройки, плотности застройки, запечатанности земель.
Природные условия. Для выявления закономерностей распространения на городской территории загрязняющих веществ сведения о функциональных зонах необходимы, но недостаточны, нужна также характеристика природных особенностей, ландшафтной структуры. Коренные природные ландшафты на территории города претерпевают сильнейшую трансформацию, но несмотря на это значительно влияют на распределение и миграцию в ландшафтах загрязнителей.
Основные в этом блоке - цифровые модели рельефа, слои поверхностных водотоков, грунтовые воды, генезис и морфология форм рельефа, естественные и преобразованные городские разновидности почв, растительный покров, рыхлые отложения, коренные ландшафты. Изначально чаще всего все эти слои представлены в виде картографических источников для создания БПД, путем оцифровки карт получают их пространственное представление в базе данных, проводят геоинформационную обработку, заполнение атрибутивных таблиц и получают согласованные слои данных.
Основные слои, характеризующие природную структуру территории, позволяют получить множество другой информации, которая дополняет содержание БПД и входит в состав уже картографической базы данных в виде цифровых карт. Это, например, слои элементарных ландшафтов, слои классов водной миграции, границы бассейнов, подтопляемость территории грунтовыми водами, такие характеристики рельефа как крутизна и экспозиция склонов, индекс увлажнения и др.
Показатели геоэкологического состояния городской среды. Мегаполисы и крупные промышленные города характеризуются наибольшим загрязнением всех компонентов окружающей среды. Выбросы вредных веществ, и в том числе ряда токсичных тяжелых металлов (ТМ) и полициклических углеводородов (ПАУ), активно депонируются в снежном покрове, водных объектах и поверхностном слое почв многих городов, поэтому эти депонирующие среды служат индикаторами загрязнения.
Опробование атмосферного воздуха, поверхностных вод, растительности, почвенного и снежного покрова изучаемой территории дает возможность определить уровни загрязнения городских ландшафтов. При этом сеть опробования размещается таким образом, чтобы обеспечить достаточно точную оценку границ техногенных аномалий загрязнителей и выявить особенности их распределения по площади. Местоположение точек обычно выбирается на основе анализа карты функциональных зон с использованием космических снимков. Данные отбора всех проб представляют собой точечные слои с характеристиками содержания ТМ и ПАУ в пробах и рассчитанными интегральными показателями в атрибутивных таблицах.
Территориальное распределение загрязнителей принято получать путем интерполяции значений показателей по отдельным ландшафтно-функциональным ячейкам, через которые осуществляется связь с атрибутивными таблицами карт других блоков базы данных.
Кроме того, в этом блоке данных могут быть представлены слои, характеризующие выбросы загрязняющих веществ в городскую среду от отдельных источников. Такой слой источников загрязнения удобно привязать к границам функциональных зон, как правило, производственно-транспортной.
Ландшафтно-функциональные комплексы, как основные территориальные ячейки привязки для большинства данных, следует вынести в отдельный тематический блок. Методика составления этого слоя данных подробно описана на примере двух участков в Восточном и Западном округах Москвы (см. главу 3, раздел 3.2.3).
Содержание тематических блоков данных
Москва - столица Российской Федерации, город федерального значения. Он расположен в центре Европейской части России, на Среднерусской возвышенности в междуречье Оки и Волги, на реке Москве. Население Москвы составляет около 12 млн. человек, а площадь города равна 2511 км2 (с учетом Троицкого и Новомосковского округов). Большая площадь мегаполиса не позволяет рассмотреть его особенности в одном диссертационном исследовании, поэтому для детального исследования и разработки методики создания карт и картографической базы данных были выделены два эталонных участка в Восточном (ВАО) и Западном (ЗАО) административных округах Москвы, площадью соответственно 49 м2 и 31 м2. Выбранная территория исследования позволяет рассмотреть методику с учетом специфики как Москвы, так и других крупных городов России. Также отдельные методы и подходы могут быть использованы для исследования зарубежных городов.
На территории ВАО Москвы был выбран основной участок, где проведено самое подробное эколого-геохимическое исследование территории и составлено большое число карт, составляющих картографическую базу данных. Он расположен в южной части округа, ограничен районами Ивановское (к югу от шоссе Энтузиастов), Вешняки, Перово, Новогиреево, Новокосино, Косино-Ухтомский и Соколиная гора (южная часть района от производственного комплекса «Соколиная гора» до шоссе Энтузиастов). Участок в ЗАО Москвы служил для проверки методики составления ряда карт и для дополнения содержания карт элементами, которые не встречаются на первом участке. Он ограничен четырьмя транспортными магистралями: МКАД, Можайское шоссе, Аминьевское шоссе-ул. Лобачевского и Ленинский проспект.
История освоения территории двух участков во многом различается. В конечном итоге эти различия и определили современное использование земель выбранных округов Москвы.
Вплоть до XIX века на исследуемой территории Восточного округа располагались в основном пустоши и охотничьи угодья дворянских семей Москвы (http://www.uprava-perovo.ru, http://www.novo-gireevo.ru). Исключением являлось лишь село Ивановское, ставшее после Ивановским районом. Здесь располагались личные старинные владения императорской семьи, и поэтому уже в XVII-XVIII вв. тут появилось крупное поселение с каменными постройками и церковью (http://www.ivanovskoye.ru). С конца XIX в. начинается активное хозяйственное освоение будущего ВАО г. Москвы. Перово становится одним из самых развитых промышленных городов близ Москвы, села Новокосино и Вешняки сильно разрастаются и превращаются в дачные поселки, в Косино-Ухтомском поселении начинают возводить каменные постройки и храмы (http://www.uprava-veshnyaki.ru, http://kosino-uhtomski.ru). В то же время Новогиреево получает толчок в развитии только в начале XX в., когда земли будущего района Москвы начинают продавать под строительство частных домов и сведение леса.
Такое развитие территории округа к моменту начала массового жилищного строительства в 60-е гг. XX в. способствовало формированию современного рисунка застройки и городского планирования. В районе Перово и Ивановском сохранилось множество участков старой дореволюционной застройки, а в других районах, напротив, территория была спланирована и распределена на кварталы блочного малоэтажного и многоэтажного строительства, а также на обширные рекреационные парковые зоны (Кусковский лесопарк, парк Измайлово, Терлецкий лесопарк, Перовский ПКиО). С середины XX в. в районе Перово начинается проектирование крупной промышленной зоны, примыкающей к промышленному району Соколиная гора, начинают свою работу прожекторный, локомотиворемонтный, химический заводы, заводы электротехники и др. В восточной части округа ведется сооружение мусоросжигательного завода и очистных сооружений. После распада СССР во времена экономической стагнации многие производства были закрыты или вынесены за пределы городской черты, а бывшие производственные корпуса стали использоваться в качестве складов. В то же время основные предприятия Перово и мусоросжигательный завод сохранили работоспособность. С начала 2000-х гг. на территории Новокосино и Косино-Ухтомского района, а также в ряде мест других районов начинают возводить современные многоэтажные высотные дома, строить современные торговые центры и расширять автострады.
Местность, на которой расположен участок в Западном округе, известна с XV XVII в., благодаря селам Спасское-Манухино, Сетунь, Очаково и деревням Матвеевская, Тропарево, Никулино. Дальнейшее развитие территория получила после прокладки здесь Александровской (Белорусской) и Киевской железных дорог, а также появления соответствующих станций в населенных пунктах. В конце XIX в. на севере участка возникли фабрики - текстильные, брезента и ремней, шерстоткацкая. В начале XX в. возникла игольная фабрика и хромовый завод. В 1925 г. на севере территории участка был основан город Кунцево, вошедший в состав Киевского района Москвы в результате реформ 1960 г. В дальнейшем промышленное освоение этих земель значительно усилилось, возникли такие предприятия, как Всероссийский институт легких сплавов, завод «Электрощит», ОАО «Мосточлегмаш» (бывший завод «КИМ»), Московский радиотехнический завод и деревообрабатывающий завод №27, Завод искусственных кож (ранее - фабрика им. Ногина), Очаковский вино-водочный завод, ТЭЦ №25 и др. Все они сформировали крупную Очаковскую промышленную зону (районы Очаково-Матвеевское и Можайский). С начала 90-х гг. промзона начинает постепенно менять свое лицо и сейчас территории многих промышленных корпусов используются, как склады и бизнес центры. Параллельно развитию производства возникали районы многоэтажного жилищного строительства и соответствующая инфраструктура (http://kuntsevo.org, http://www.mozhaiskiy-mos.ru). В южной части исследуемого участка (район Тропарево-Никулино) продолжительное время активно развивались дачные хозяйства, но с 60-х гг. XX в. стали интенсивно застраиваться, превращаясь в современные жилые кварталы. Эта территория примечательна отсутствием крупных промышленных объектов и наличием нескольких высших учебных заведений, таких как Академия Генштаба РФ, Академия МВД, университеты МГИМО и МИРЭА, МГУТХТ, РАНХиГС, МПГУ, а также научно-исследовательских институтов. В районе велика площадь, занятая зелеными насаждениями: Тропаревский и Юго-Западный лесопарки, парк в долине реки Самородинка, парк «Никулино» (http://www.mos-zao.ru/).
Физико-географические особенности территории двух участков имеют как схожесть, так и существенные различия.
Особенности климата целесообразно рассмотреть для всей территории мегаполиса. Несмотря на то, что характеристики микроклимата двух участков могут различаться, в данном исследовании они описаны не будут в связи с трудностью проведения соответствующего изучения микроклимата и отсутствием готовых данных.
Москва расположена в поясе умеренно-континентального климата с относительно мягкой зимой и теплым сравнительно влажным летом. Климат Москвы характеризуется высокой изменчивостью. Среднегодовые показатели температуры воздуха +3-3,5С, годовая амплитуда температур составляет 28С. В год выпадает около 650 мм осадков. Число дней в году с положительной температурой воздуха - около 210. Наибольшее количество осадков в городе выпадает в весенне-летний период (Экологический атлас Москвы, 2000).
Исходные материалы и программное обеспечение
Карты этого блока картографической базы данных можно подразделить на несколько разновидностей.
По объекту картографирования можно выделить карты геохимические, состояния атмосферного воздуха, водных объектов, растительного покрова и т.п. Они формируют огромный перечень карт, покомпонентно характеризующих состояние городского ландшафта с точки зрения геохимии ландшафтов, метеорологии, гидрологии и т. д. В большинстве случаев под этими картами подразумеваются карты загрязнения окружающей среды теми или иными полютантами, а их составление опирается на моделирование распространения химических веществ посредством интерполяции данных в точках полевого опробования. Существует множество методов и методик составления подобных карт, которые сегодня хорошо автоматизированы в ГИС и используются повсеместно в экологических изысканиях.
В зависимости от метода научного исследования такие карты могут быть аналитическими, характеризующими состояние какого-либо компонента без его связи с другими, или синтетическими, дающими целостное представление о геоэкологии ландшафта в целом или о каких-либо его компонентах, не акцентируя внимания на конкретных аналитических показателях (Салищев, 1990). В целом первые из них - это и есть покомпонентные карты загрязнения городской среды, в то время как синтетические карты являются более редкими из-за сложности их составления. Синтез различных характеристик, как уже говорилось выше, - одна из ключевых задач, которую призвана решить картографическая база данных для обеспечения эколого-геохимических исследований. Поэтому основное содержание настоящего раздела будет посвящено именно этому вопросу, исключая, в большинстве случаев, методики аналитического картографирования, они давно проработаны и зачастую закреплены в соответствующих нормативных документах, пособиях, алгоритмах ГИС.
Ландшафтно-функциональное зонирование. Сама цель создания картографической базы данных указывает на необходимость совместного рассмотрения всего картографического материала, чтобы сделать обоснованные выводы о состоянии городских ландшафтов и создать необходимую основу для составления других карт, в том числе сложного синтетического содержания. При этом основополагающую роль играют карты планировочно-функциональных (карта функциональных зон) и природных условий территории. Информация с каждой из этих карт по отдельности недостаточна для надежной оценки экологического состояния городских земель, необходимо разработать новый тип карты, синтезирующей природную и антропогенную составляющие. В качестве единиц картографирования нами предлагается использовать ландшафтно-функциональные комплексы, природный и техногенный статус которых во многом определяет условия миграции и аккумуляции химических веществ. Методика составления карты ландшафтно-функциональных комплексов является ключевой в предлагаемом исследовании по ряду причин.
Во-первых, как было показано в разделе 2.2.1 главы 2 для эффективного функционирования базы пространственных данных, служащей в качестве основного инструмента для хранения информации в ГИС и составления карт, необходимо установить надежные связи между различными блоками слоев данных. При этом разносторонний характер самих данных о техногенных, природных, геоэкологических и др. характеристиках городской среды требует выбора особой геометрической единицы хранения атрибутивной информации, границы которой соответствовали бы характеру распространения покомпонентных явлений. Такой единицей стали ландшафтно-функциональные комплексы, которые лучше всего подходят для этой роли.
Во-вторых, карта ландшафтно-функциональных комплексов является самой надежной основой для аналитических карт геоэкологического состояния городской среды, поскольку лучше всего показывает особенности миграции и аккумуляции вещества в ландшафтах и также позволяет модернизировать стандартные методы интерполяции данных путем их осреднения для каждого выделенного комплекса, что может улучшить восприятие информации при недостаточной плотности точек опробования.
В-третьих, синтетическое картографирование, особенно оценочное, требует определенной сетки территориальных ячеек картографирования, в пределах которых будет достигнута однородность всех исходных показателей. Однако БПД уже предоставляет информацию, однородно распределенную внутри ландшафтно-функциональных комплексов, что значительно упрощает процесс составления карт и позволяет одновременно рассматривать и природные, и антропогенные показатели.
В основу легенды карты ландшафтно-функциональных комплексов положена геохимическая систематика городских ландшафтов (Перельман, Касимов, 1999), которая учитывает интенсивность и характер техногенной нагрузки, обусловливающих уровень воздействия основных источников загрязнения, и ландшафтно-геохимическую обстановку, контролирующую накопление и рассеяние загрязняющих веществ, что в конечном итоге определяет результаты этого воздействия. Легенда карты - матричная (рис. 33). В правой части легенды показаны функциональные зоны, определяющие привнос химического вещества в ландшафты, а в левой части - ландшафты и природные характеристики, обусловливающие класс миграции, особенности катенарного распределения загрязнителей в почвах и возможность их осаждения на барьерах. Их сочетания позволяют выделить ландшафтно-функциональные комплексы, свойства которых определяют условия формирования и контрастность аномалий загрязняющих веществ в различных средах, например, в почвенном покрове или снеге.
Составление карты заключается в оверлее слоев данных - функциональных зон, элементарных ландшафтов, рыхлых отложений и классов водной миграции элементов. В ходе операций сведения контуров часто возникают случаи несовпадения границ. В нашем случае возникли значительные различия слоев на границах объектов ландшафтной структуры и функциональных зон. В сведенном слое образуется множество мелких выделов, которые следует исключить в принятом масштабе карты 1:50 000. Для этого предварительно нужно воспользоваться инструментами автоматизированной генерализации геометрии объектов в пакете ArcGIS, но следует решить, границам каких объектов исходных слоев будет отдаваться предпочтение при генерализации, и установить цензы отбора.
Кажется очевидным, что в современной городской среде техногенные факторы оказывают превалирующее влияние на экологическую ситуацию по сравнению с природными. Чтобы убедиться в этом нами выполнен расчет ранговых коэффициентов корреляции (г) показателей на картах загрязнения почвенного и снежного покровов, с исходными картами функциональных зон и природных условий территории. Расчет г проводился по отношению к элементарным ячейкам 50x50 м, на которые согласно стандартной методике (Тикунов, 1997) была разделена изучаемая территория с соблюдением однородности исходной информации внутри них. Оказалось, что значение г для карты функциональных зон в среднем равно 0,71, а для карт природных условий -0,36. Исходя из этого, при составлении результирующего слоя в случае несогласованности границ предпочтение отдавалось границам функциональных зон.
