Введение к работе
Актуальность темы исследования. В результате интенсивного )своения и использования высокогорья в хозяйственную іеятельность все больше вовлекаются территории, подверженные іеблагоприятньїм природным процессам. Планирование размещения объектов в высокогорье, уменьшение опасности :тихийных бедствий во многом зависят от достаточности інформации о свойствах территории и своевременности выявления іроисходящих на ней изменений (С.М.Мягков, 1989, 1990). В >той связи особое значение приобретают современные еоинформационные технологии, позволяющие быстро и эффективно обрабатывать различные виды пространственных данных и тредоставлять потребителю необходимые сведения. Актуальность эазработки локальных геоинформационных систем (ГИС) )бусловлена возрастанием роли местных органов власти в эешении проблем природопользования. Создание для небольших ерриторий локальных ГИС, разработанных в интересах сонкретного пользователя, способствует распространению гео-шформационных технологий и в конечном счете повышению ровня использования географической информации.
Достижения в разработке технологических аспектов ГИС, в ом числе существование большого числа коммерческих про-раммных средств, предназначенных для обработки географической информации "выдвигают на передний план более : ложные проблемы концептуального, содержательно-геогра-рического обеспечения ГИС" (А.М.Берлянт, 1992).
Заметное отставание в практическом использовании геоин-рормационных систем в нашей стране стимулирует поиск наибо-іее простых и быстрых путей их реализации, в частности, ориентацию на использование персональных компьютеров стандартной конфигурации и распространенных коммерческих программ.
Цель диссертационного исследования состоит в разработке географо-картографического обоснования локальной геоинформационной системы на примере высокогорного селевого бассейна и ее картографо-аэрокосмического обеспечения с использованием распространенных аппаратно-программных средств.
Для достижения поставленной цели необходимо:
определить круг вопросов, представляющих географические аспекты создания локальной геоинформационной системы;
проанализировать опыт создания геоинформационных систем, нацеленных на решение проблем использования высокогорных территорий и определить пути применения геоинфорационных технологий для изучения селевых явлений и селепасных территорий;
выявить и оценить источники информации для локальной ГИС высокогорного селевого бассейна и обосновать необходимость создания специализированного картографического обеспечения локальных ГИС;
разработать методику использования материалов крупномасштабной аэрофотосъемки высокогорной территории при создании ГИС;
оценить наиболее распространенные программные и технические средства реализации локальной геоинформационной системы.
Научная новизна исследования заключается в том, что автором впервые:
сформулировано положение о географо-картографическом обосновании ГИС;
обоснована концепция и разработано содержание базовой карты для ГИС высокогорного селевого бассейна;
разработана и опробована методика использования аэрофотоснимков высокогорной территории разных масштабов при подготовке данных для локальной ГИС;
выделены и исследованы карто гра фические аспекты применения распространенных коммерческих программ для персональных компьютеров стандартной конфигурации при выполнении геогра-фо-картографических работ.
Достоверность и обоснованность результатов подтверждается получением согласованных результатов при использовании различных картографических и аэрокосмических материалов и применении разных методов irx обработки. В основу диссертационной работы положены результаты, полученные автором при полевых и аэровизуальных обследованиях территории (1988-1991 гг.) и обработке материалов аэрофотосъемки с вертолета, архивных аэрофотоснимков, а также материалы полевых обследований и стационарных наблюдений на территории бассейна р.Кубасанты, полученные разными организациями в 1962-1988 гг.
Работа в своей теоретической части опирается на труды ведущих отечественных и зарубежных картографов и географов (И.П.Заруцкой, К.А.Салищева, А.М.Берлянта, Ю.Ф.Книжнико-ва, С.Н.Сербенюка, А.В.Кошкарева, В.С.Тикунова, Г.С.Ананьева, Ю.Г.Симонова, В.Ф.Перова, P.Burrough, M.Goodchild, D.Rhind, R. Tomlinson и др.). Научные положения и выводы апробированы на научных совещаниях и семинарах.
Практическое значение и внедрение результатов. Практическая значимость работы обусловлена ориентацией на использование наиболее доступных и распространенных программно-технических средств.
Материалы диссертационного исследования используются при организации наблюдений за работой селезащитных сооружений и оценке селеопасности в районе Баксанскои нейтринной обсерватории Института ядерных исследований РАН. Карта селевого бассейна р.Кубасанты масштаба 1:25 000 включена в Атлас "Сели России", создаваемый по заказу Госкомитета РФ по чрезвычайным ситуациям. Концепция и методика создания базовой карты селевого басссейна внедрены при разработке динамических ГНС по разделу Государственной программы "Экологическая безопасность России". Рекомендащш по выполнению картографических работ с помощью распространенных коммерческих программ для персонального компьютера используются при обработке пространственно-распределенных данных в Институте археологии РАН; методика ввода картографігческих материалов с по-
-4-мощью издательского сканера, основные положения географо-кар-тографігческого обоснования ГИС применяются при создании учебной ГИС "Сатино" на географическом факультете МГУ.
Принятая методика исследований включает обобщение и анализ литературы, сбор и систематизацию фактического материала из архивов и полученного в результате аэрофотосъемок с вертолета, полевых работ и аэровизуальных наблюдений, дешифрирование, стереофотограмметрические измерения, экспериментальные работы по подготовке данных для ГИС с использованием стандартных коммерческих программ на PC/AT.
Основными материалами служили повторные аэрофотоснимки бассейна р.Кубасанты с вертолета, полученные при участии автора в 1988-1991 гг., архивные аэро- и космические снимки Приэльбрусья. Использованы также материалы полевых обследований и стационарных наблюдений бассейна р.. Кубасанты: Эро-зионно-селевой экспедищш географического ф-та МГУ (1963-1968 гг.); Пятигорского проектного института Севкавптроводхоз (1970-1972 гг.); Северо-Кавказской инженерно-геологической партии МГУ (1981-1984); Проблемной лаборатории снежных лавин и селей географического факультета МГУ7.
Апробаиия работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Межведомственном семинаре "Геоинформационные системы горных территорий" (Тер-скол, 1989), Рабочем совещании секции гляциологии при МГК СССР по ГИС "Гляциология" (Звенигород, 1990), Ломоносовских чтениях МГУ (апрель, 1990), Межведомственном рабочем совещании по проблемам использования ГИС для решения вопросов охраны окружающей среды и рационального природопользования в стране (Москва, 1991), Межведомственном семинаре по коммерческим геоинформационным системам (Москва, 1991), X Всесоюзной конференции по тематическому картографированию (Ленинград, 1991); заседаниях кафедры картографии и геоинформатики, семинарах лаборатории аэрокосмических методов.
По теме диссертации опубликовано 12 статей.
Структура и объем работы. Текст диссертации состоит из введения, четырех глав и заключения; содержит 190 страниц текста, 43 иллюстрации, 7 табл. Список литературы включает 179 наименований, в том числе 35 зарубежных.
Диссертационное исследование выполнено в лаборатории аэрокосмическнх методов кафедры картографии и геоинформатики географического ф-та МГУ. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю профессору Ю.Ф.Книж-никову, сотрудникам лаборатории аэрокосмических методов и преподавателям кафедры картографии и геоинформатики за плодотворные обсуждения и советы в процессе работы над диссертацией. Автор искренне благодарен к.г.н. И.Б.Сейновой за консультации и предоставленные материалы, а также к.т.н. Р.Н.Гельману за предоставленные программы и рекомендации по стереофотограмметрической обработке аэрофотоснимков.