ИСПОЛЬЗОВАНИЕ  ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ  ДЛЯ  ОПРЕДЕЛЕНИЯ  ДИНАМИКИ  ЛАНДШАФТОВ  НА  ТЕРРИТОРИИ  Г.О.  ШУЯ  ИВАНОВСКОЙ  ОБЛАСТИ

Команева  Елена  Андреевна

студент  1  курса  магистратуры  Факультета  естественных,  математических  и  компьютерных  наук  Нижегородского  государственного  педагогического  университета  им.  Козьмы  Минина,  специальности  020800.68  Экология  и  природопользование  Программа:  Экологическое  проектирование  и  экспертиза,  РФ,  г.  Нижний  Новгород

E-mail:  elena.komaneva@mail.ru

Копосова  Наталья  Николаевна

научный  руководитель,  канд.  геогр.  наук,  доцент  Факультет  естественных,  математических  и  компьютерных  наук,  кафедра  экологического  образования  и  рационального  природопользования  Нижегородского  государственного  педагогического  университета  им.  Козьмы  Минина,  РФ,  г.  Нижний  Новгород

E-mail:  ecology.ngu@mail.ru

Геоинформатика  —  это  научная  дисциплина,  изучающая  принципы,  технику  и  технологию  получения,  накопления,  передачи,  обработки  и  представления  данных  о  пространственно-временных  явлениях.  Широкое  распространение  геоинформатики  требует  хорошего  развития  географического  мышления.  В  XXI  веке  внедрение  компьютерной  техники  в  российское  образование  является  одним  из  важнейших  направлений  его  модернизации  [2].

Широкое  распространение  геоинформатики  требует  от  нас  хорошего  развития  географического  мышления.  В  XXI  веке  внедрение  компьютерной  техники  в  российское  образование  является  одним  из  важнейших  направлений  его  модернизации  [Роберт,  2009].  Недостаточно  развитая  информационная  культура  препятствует  освоению  современных  программных  продуктов  и  не  позволяет  реализовать  те  возможности,  которым  обладают  существующие  инновационные  разработки

Если  говорить  строго,  то  ГИС  —  это  инструменты  для  обработки  пространственно-временной  информации  (обычно  привязанной  к  некоторой  части  земной  поверхности)  и  используемые  для  управления  ею.  Геоинформационные  системы  в  общем  случае  представляют  собой  не  только  информационные  системы  для  географии  (геологии,  геодезии),  но  имеют  более  широкое  значение  и  применение.  Приставка  «гео»  означает  использование  «географического»,  т.е.  пространственного  принципа  организации  информации  [3].

Пространственно-временной  подход  к  изучению  ландшафтов  позволяет  исследовать  их  развитие  от  образования  до  уровня  современного  состояния,  а  так  же  изучить  современные  особенности  ландшафтов,  обусловленные  естественноисторическими  и  антропогенными  факторами  развития.  В  связи  с  увеличением  антропогенной  нагрузки  на  такие  комплексы  как  гидрографическая  сеть  и  лесные  массивы,  для  городского  округа  Шуя  эта  проблема  приобретает  особое  значение.  Претерпевшие  изменения  водотоки  и  другие  гидрографические  объекты,  а  так  же  лесные  массивы  в  настоящее  время  продолжают  оказывать  влияние  на  городскую  инфраструктуру  и  окружающую  среду.  Поэтому  актуальной  является  работа  по  изучению  динамики  городской  гидрографической  сети  и  причин,  вызывающих  ее  деградацию,  а  так  же  изменение  площади  лесных  насаждений  на  территории  городского  округа  Шуя  Ивановской  области.  При  значительном  потенциале  водных  и  лесных  объектов  анализ  их  динамики  на  территории  города  ранее  не  проводился.  В  этом  отношении  работа  является  актуальной  и  представляет  собой  первый  опыт  проведения  комплексных  научных  исследований  гидрологических  и  растительных  объектов  с  точки  зрения  историко-географического,  ландшафтно-географического  и  геоэкологического  подходов  с  использованием  методов  геоинформатики.  Именно  геоинформационные  системы  позволяют  выполнить  эту  работу  наиболее  эффективно. 

Для  анализа  динамики  гидрографической  сети  на  территории  городского  округа  Шуя,  была  составлена  тематическая  ГИС  «Гидрография  Шуи:  история  и  современность»

Исходными  материалами  для  ее  составления  послужили:  топографическая  карта  Владимирской  губернии  (с  указанием  широт  и  долгот)  1855  г.  —  масштаб  в  1  дюйме  1  верста  (в  1  см  420  м),  составленная  под  руководством  А.И.  Менде;  Карта  Шуйского  уезда  Владимирской  губернии  1900  г.  —  масштаб  в  1  дюйме  4  версты  (в  1  см  1680  м).;  топографическая  карта  Ивановской  области  –  масштаб  в  1  см  2  км,  а  также  данные  дистанционного  зондирования  Земли  Landsat  7  ETM+  с  пространственным  разрешением  15  м.  Представленная  в  базе  данных  ГИС  информация  имеет  географическую  привязку  в  системе  координат  Pulkovo_1942_GK_Zone_7N  (линейная  единица  измерения  —  метры).  Топографическая  основа  уточнялась  в  ходе  проведения  полевых  исследований.  Основные  работы  были  выполнены  с  использованием  встроенных  средств  ArcGIS  ArcView  10.0,  QGIS  1.7  и  CorelDRAW  X3,  которые  позволили  осуществить  весь  спектр  работ  по  созданию  ГИС  (от  проектирования  до  публикации  картографических  материалов).  Атрибутивные  таблицы  по  каждой  реке  заполнялись  по  результатам  работы  с  архивными  материалами  и  опубликованными  материалами. 

В  результате  исследования  были  определены  изменения  конфигурации  русла  р.  Теза,  ее  притоков,  и  других  элементов  гидрографической  сети  города  Шуя  (рис.  1,2,3).

Рисунок  1.  Речная  сеть  города  Шуя  в  1851  году

Рисунок  2.  Речная  сеть  города  Шуя  в  1980  году

Рисунок  3.  Речная  сеть  города  Шуя  2010  год

Наибольшие  изменения  претерпело  русло  и  пойменный  участок  реки  Теза.  Выше  по  течению  дер.  Стяжково  произошло  спрямление  русла,  на  правом  берегу  из  левой  протоки  образовалось  новое  русло,  а  на  месте  правой  возник  затон.  На  карте  1851  года  на  данном  участке  русло  было  представлено  двумя  протоками,  разделенными  речным  островом.  На  космоснимке  отчетливо  видна  фрагментация  образовавшегося  залива,  это  связано  с  тем,  что  глубина  реки  вокруг  острова  небольшая,  и  часть  пересохла,  образовав  приток  вместо  озера.

В  Юрчаковской  излучине  в  середине  XIX  века  находились  четыре  речных  острова,  приблизительно  равных  по  площади,  затем  их  количество  уменьшилось  до  трех:  два  острова  выше  по  течению  за  счет  обмеления  реки  слились  и  образовали  один  большой,  который  сегодня  носит  название  «Конский».  Поскольку  на  данном  участке  реки  равнинная  территория,  сложенная  песками,  то  река  легко  меняет  свое  русло  в  зависимости  от  мощности  потока,  количества  осадков  и  талых  вод.  Позднее  слева  от  самого  маленького  острова  появился  еще  один  осередок,  который  отчетливо  прослеживается  на  космоснимке.

Анализ  динамики  гидрографической  с  помощью  программного  продукта  QGIS,  на  основе  космоснимка,  топографической  карты  1980  года  и  карты  1851  года,  позволяет  сделать  вывод  о  том,  что  наблюдается  четко  выраженная  тенденция  ее  деградации,  выраженной  в  уменьшении  масштабов  рыбной  ловли,  добычи  бобров,  и  прекращении  судоходства,  а  так  же,  река  стала  менее  полноводной.  Причинами  происходящего  являются,  как  и  результаты  деятельности  человека,  так  и  в  естественные  природные  процессы.

Тематическая  ГИС  «Растительность  г.о.  Шуя.  История  и  современность»  была  нами  составлена  и  для  анализа  динамики  лесопокрытой  площади  на  территории  города.

Исходными  материалами  послужили  те  же  картографические  источники,  что  и  для  анализа  лесопокрытой  площади  города.  Результаты  представлены  на  рисунке  4.

Рисунок  4.  Изменение  лесопокрытой  площади  на  территории  г.о.  Шуя  Ивановской  области  в  период  с  1855  по  2010  год

Выявленные  изменения  представлены  в  таблице  5.

Таблица  5. 

Изменение  площади  лесопокрытой  зоны  на  территории  г.о.  Шуя

Четкая  тенденция  к  деградации  лесопокрытой  площади  наблюдается  на  всех  этапах  исследования.  Как  видно  из  таблицы  1,  за  последние  150  лет  площадь  лесов  изменилась  в  3,5  раза,  с  3146,986  га.  до  879,965  га.  Это  связано  с  активной  вырубкой,  древесина  шла  в  основном  на  продажу  и  на  строительство. 

В  связи  с  резким  уменьшением  площади  древесной  растительности  связан  ряд  экологических  проблем  [3].

Уничтожение  леса  —  это  актуальная  проблема  многих  регионов,  поскольку  влияет  на  их  экологические,  климатические  и  социально-экономические  характеристики.  Снижение  биоразнообразия,  запасов  древесины  для  промышленного  использования  и  качества  жизни,  а  также  усиление  парникового  эффекта  из-за  снижения  объёмов  фотосинтеза  —  это  все  результаты  обезлесения.

Таким  образом,  ГИС-технологии  позволили  выполнить  работы  по  анализу  динамики  растительности  и  ландшафтов  на  территории  городского  округа  Шуя.  При  этом,  работа  отличается  точностью  данных,  так  как  все  карты  имеют  координатную  привязку  и  все  объекты  совпадают  с  точностью  до  сантиметра. 

Перспективы  дальнейших  исследований  заключаются  в  том,  что  на  основе  созданной  информационной  основы  ГИС-технологии  делают  возможным  проведение  работ  по  оценке  геоэкологического  состояния  различных  территорий  области,  а  также  выявление  новых  мест,  перспективных  для  разных  видов  природопользования.  Результаты  работы  могут  быть  использованы  при  разработке  схем  ландшафтного  планирования  территории  Ивановской  области  и  муниципалитетов,  а  также  в  проектной  деятельности  школ  и  НИР  вузов.

Список  литературы:

1.Команева  Е.,  Марков  Д.С.  Экологические  аспекты  динамики  ландшафтов  на  территории  г.о.  Шуя  //  V  Международная  студенческая  электронная  научная  конференция  «Студенческий  научный  форум»,  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.scienceforum.ru/2013/263/6756

2.Роберт  И.В.  Толкование  слов  и  словосочетаний  понятийного  аппарата  информатизации  образования  //  Информатика  и  образование.  —  2004.  —  №  6.  —  С.  63—70. 

3.Толковый  словарь  терминов  понятийного  аппарата  информатизации  образования  /  И.В.  Роберт  и  др.  М.:  ИИО  РАО,  2009.  —  96  с.