Виды получаемой информации в мониторинге окружающей среды

Введение

Наблюдение за причинно-следственными явлениями и процессами природной среды было необходимым условием приспособления к окружающей Корреспондент и залогом выживания и развития человечества.
Первоначальная человек наблюдала за окружающей средой, делала определенные выводы и предвидения. Со становлением и развитием дальнейших исторических формаций приобретенный опыт сначала в устной, а затем в письменной форме сохранялся, анализировался и передавался следующим поколениям.
Информация о состоянии окружающей природной среды, об изменениях этого состояния давно используется человеком для планирования своей деятельности. Уже более 100 лет наблюдения за изменением погоды, климатом ведутся регулярно в цивилизованном мире. Это всем нам знакомые метеорологические, фенологические, сейсмологические и некоторые другие виды наблюдений и измерений состояния окружающей среды. Теперь уже никого не надо убеждать, что за состоянием природной среды надо постоянно наблюдать. Все шире становится круг наблюдений, число измеряемых параметров, все гуще сеть станций слежения. Все большей сложностью имеют проблемы, связанные с мониторингом окружающей среды.
На сегодня достоверность информации о состоянии и уровень загрязнения объектов окружающей среды зависит от подбора методов анализа данных. Как правило, для определенных ситуаций необходимо подбирать методы наблюдения и исследования, которые помогают получить разносторонне и как можно точнее информацию. Для этого возможностей одного метода часто оказывается недостаточно, поэтому для подтверждения, проверки, расширение спектра данных используют разнообразные методы, которые позволяют увидеть объект исследования под разными углами зрения i в разных измерениях.
Целью нашего исследования является рассмотрение видов информации получаемых в процессе мониторинга окружающей среды.
Задачи работы:
- изучить понятие мониторинг окружающей среды, его цели и задачи;
- проанализировать виды информации получаемых в процессе мониторинга окружающей среды;
-изучить особенности получения фотографической и нефотографической информация.


Понятие сущность экологического мониторинга
В соответствии международного стандарту (СТ ICO 4225-80) мониторинг – это многократное измерение для наблюдения за изменениями любого параметра в определенном интервале времени; система долговременных наблюдений, оценивания, контроля i прогнозирования состояния и изменения объектов. Этот срок было предложено накануне проведения Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде в 1972 г.. в противовес (или в дополнение) к термину «контроль». Кроме наблюдений и получения информации, мониторинг предусматривает и элементы активных действий, таких, как оценивания, прогнозирования, разработки природоохранных рекомендаций.
Мониторинг (англ. Тoпitoriпg, от лат. Тoпitor - тот, что контролирует, предупреждает) окружающей среды - система наблюдения i контроля за естественными, естественно-антропогенными комплексами, процессами, происходят в них, окружающей средой в целом с целью рационального использования природных pecypcов и охраны окружающей среды, прогнозирования масштабов неизбежных изменений.
Как отрасль экологической науки мониторинг окружающей среды основывается на общих экологических законах и взаимодействует с естественными, географическими и техническими науками.
При выполнении своих функций мониторинг окружающей среды использует разнообразные методы получения первичной и вторичной информации [2,с.8-9].
Методы получения первичной информации реализуются через непосредственные наблюдения на соответствующих станциях, постах, створах.
Таковы метеорологические, гидрологические, геофизические, биологические, фоновые, наблюдения. Данные о состоянии окружающей среды получают и с помощью дистанционных средств наблюдений, в частности в результате прямых наблюдений с спутников Земли, вертикальных зондирований, фотографических и геофизических съемок, а также геостационарных наблюдений.
Методы получения вторичной информации заключаются в систематизации и обработки базы данных, полученных с помощью первичной информации. Результаты фиксируют в виде карт, таблиц, графиков. Для аккумулирования и обобщения информации функционируют географические информационные системы (ГИС) - компьютерные базы данных, совмещенные с определенными аналитическими средствами для работы с пространственной информацией[4,с.7].
Для обработки базы данных, оценивания i прогнозирования состояния окружающей среды применяют метод аналогий (исследуемый объект оценивается в соответствии с его типичной модели), эмпирических обобщения (изучение связей между явлениями и процессами объекта исследования), моделирование (построение физических, математических, цифровых моделей).
Накопленные в процессе мониторинга данные информируют о состоянии окружающей среды на определенное время, основные процессы, тенденции, происходящие в нем. Эти сведения помогают спрогнозировать его развитие, предусмотреть чрезвычайные ситуации природного и техногенного происхождения, а также спланировать научно обоснованные природоохранные мероприятия для создания безопасных условий жизнедеятельности. Особенно актуальным является отслеживание антропогенных изменений в природе.
Необходимым является исследование среды в динамике, то есть оценивания прошлого, современного его состояния, а также прогнозирование его изменений параметров в будущем.
Мониторинг окружающей среды предусматривает выполнение следующих общих задач:
− наблюдения за факторами воздействия на окружающую природную среда i за его состоянием;
− оценка фактического состояния окружающей среды;
− прогнозирование состояния окружающей природной среды и его оценивания;
− исследование состояния биосферы, оценка и прогнозирование ее изменений;
− определение объема антропогенного воздействия на окружающую природную среду;
− установка факторов и источников загрязнения окружающей природной среды;
− выявление критических и экстремальных ситуаций, нарушающих экологическую безопасность[3,с.11].
Полученные в результате наблюдений или прогноза данные, которые характеризующих состояние окружающей среды, оценивают в зависимости от того, в какой сфере деятельности предполагается их использование. оценивания предполагает выяснения определенных антропогенных воздействий, выбор оптимальных условий для деятельности, определение имеющихся экологических резервов при условии знания допустимых нагрузок на окружающую среду.
Система мониторинга может включать локальные районы (локальный и региональный мониторинг), отдельные государства (национальный мониторинг) и Землю в целом (глобальный мониторинг).


Виды получаемой информации в мониторинге окружающей среды
Исходя из многообразия получаемой информации в следствии мониторинга окружающей среды, невозможно обойтись без ее классификации. Классификация информации, получаемой в экологическом мониторинге общем случае возможна на разной основе.
В зависимости от назначения различают:
- научно-поисковую информацию;
- практическую для решения народно-хозяйственных задач[2,с.10].
Научно-поисковая информация, собираемая обычно в рамках фундаментальных исследований под новые, иногда очень нечетко определенные гипотезы и цели, почти 4 всегда избыточна и интерактивна

. Избыточность связана с большой неопределенностью при постановке задач, высокая интерактивность определяется необходимой быстрой смены методов и методик наблюдений, обеспечивающей расширенный научный поиск. Второй тип научной информации связывается с исследованиями, в рамках научных программ и проектов. Характерной ее чертой являются достаточно четкое обоснование переменных, методов, объемов собираемой информации.
Можно выделить информацию на стадии ее сбора, на стадии передачи, хранения, обработки и представления. Данные, собранные непосредственно с помощью каких-либо измерительных средств, можно определить, как первичную информацию.
Первичная информация. Ее характеристики полностью зависят от технических особенностей измерительных средств, от принципов их организации в соответствии с целями сбора информации (отбор проб, измерения в полевых условиях, геоботанические обследования и др.) .
Накопление данных может осуществляться с помощью самых различных носителей. В простейшем случае — это полевые дневники, журналы записи наблюдений. В современном варианте — это магнитные носители информации или каналы телекоммуникаций. При передаче научной информации почти всегда применяется принцип частичного или полного дублирования каналов. Этим снижается риск потери уникальной информации, который всегда существует даже при самых совершенных носителях. При передаче практической информации принцип дублирования применяется в тех случаях, когда однажды собранная первичная информация при утрате невоспроизводима. Поступив в систему обработки, данные тем или иным образом преобразуются.
Вторичная информация. Обработки первичной информации получается вторичная информация, которая сама по себе принимает участие в самых различных 5 преобразованиях и имеет самостоятельную научно-практическую ценность. Анализ первичной информации позволил ее максимально сжать, привести в обозримую форму[4,с.14].
Следующее разделение информации, особенно когда идет речь о состоянии объектов ОС, по масштабам в пространстве и/или во времени. Тип информации, получаемой при мониторинге окружающей среды, при котором происходит синхронизация наблюдений за переменными в пространстве, можно определить, как географический или, точнее, эколого-географический; тип синхронизации по времени — как собственно экологический. В обоих случаях имеется в виду топологическая однородность объекта, т.е. свойства элементов множества, образующего пространство объекта, должны быть изоморфны друг другу: при принятой точности измерения — неразличимы. Реальные линейные и временные масштабы синхронизации определяются собственными пространственно-временными отношениями объекта и в частном случае для определения этих масштабов нужны специальные тестовые исследования[1,с15].
Когда речь идет о пространстве, то обычно говорят о локальном масштабе сбора информации (обычно линейные размеры системы наблюдений имеют порядок нескольких километров), субрегиональном, региональном и глобальном. Для времени на практике применяются понятия короткого экологического времени, большого экологического времени и т. п. Конечно, это только весьма грубая прагматическая интерпретация представлений о пространственно-временных масштабах. Реальный их спектр существенно шире и сам по себе является предметной областью экологических исследований и информации, получаемой при мониторинге окружающей среды. Понятия «локальный», «региональный», «глобальный» весьма условны и грубо типизируют информацию по пространственным масштабам. Тоже справедливо и для временных типов.





Понятие и классификация видов сьёмок
Фотографическая и нефотографическая информация получается вследствие процесса съёмки различными устройствами.
Ведущее место в этих методах занимает изучение объекта по снимкам, поэтому главная их задача заключается в целенаправленном получении и обработке снимков, которые получают в процессе различных съемок.
Съемки выполняются с помощью специальной съемочной аппаратуры, чаще всего - фотографических камер, сканеров и радиолокаторов, которые иногда объединяют общим названием — сенсоры(чувствительный элемент).
Съемка местности - процесс дистанционной регистрации излучения сзаписью принимаемых сигналов в форме изображений (снимков), графиков,регистрограмм, в числовой форме. Самая распространенная форма записи результатов съемок является фотоизображение.
По технологии выполнения съемки бывают фотографические: телевизионная(кадровая)оптическая,оптико-механическая сканерная, фототелевизионная, радиолокационная (радарная).
Классификация нефотографических съемок по диапазонам спектра: ультрафиолетовая, инфракрасная, инфратепловая, радиотепловая и радиолокационная.
Классификация съемок, обеспечивающих пространственными данными исследование биообъектов, соответствующих разным иерархическим уровням, представлена на рисунке[2,с.153].


Рисунок 1. Классификация съемок
Материалы съемок обеспечивают, с одной стороны, точное пространственное позиционирование изучаемых объектов, а с другой высокое пространственное разрешение цифровых снимков для каждого иерархического уровня делает реальным получение информации о конкретном биообъекте с высокой степенью детальности вплоть до строения его отдельного органа, например, крылышка насекомого или рисунка прожилок листа. В целом такой подход позволит обеспечить пространственное сопряжение данных на всех иерархических уровнях природной среды, тем самым способствуя системному ее изучению.
Методы съемок: пассивные и активные (фотобомбы, лазерный луч),многозональные, гиперспектральные. В многозональной съемкерегистрируется излучение одного диапазона спектра (видимого ИК) внескольких (не более 6) узких его участках.
Гиперспектральная съемка регистрирует одновременно излучениемногих диапазонов спектра также в узких их участках (А. = 0,05—0,20 мкм).Охватывает одновременно УФ, видимую, инфракрасную и микроволновуюобласти спектра. Тринадцать и более съемочных каналов в аппаратуре.
Наземная съемка
Передвижные лаборатории, суда-лаборатории, буйковые станцииФотоэлектронная съемка фототеодолитом. Высокогорья.
Воздушную съемку производят до высоты 100 км с самолетов, вертолетов, воздушных «змеев» большой грузоподъемности, воздушных шаров, дирижаблей, аэростатов. Самолеты - ЛИ-2, ИЛ-12, ИЛ-14, АН-24, ТУ-134сх самолет- лаборатория; Вертолеты - МИ-1, МИ-4, КА-18Скорость - 100—350 км/ч.
Четыре группы аэрометодов:
1. Аэровизуальный;
2. Аэрофотографический;
3. Фотоэлектронный;
4. Аэрогеофизический[5].
Производят аэрофотографическую съемку местности, котораяиспользуется для создания географических карт и исследования природныхресурсов. Съемку производят аэрофотоаппаратами АФА.
Различается плановая съемка (угол наклона 1,5°—2°) и перспективная(фотографирование при наклонном положении оптической оси АФА). Ноесть и практически; горизонтальные снимки.
Съемка бывает маршрутная и площадная. Перекрытие между снимкамипродольное 57—60% от размера стороны кадра, поперечное перекрытие —30—40% и более.
При площадной съемке — направление маршрутов с востока на запад.
Аэрофотосъемкой покрыто 90% суши, шельфа