Тема: «Экологические риски. Картографирование экологических рисков.»

Цель лекции: раскрыть понятие «экологический риск»; увидеть историю процесса изучения экологических рисков; показать принципы и методы составления экологических карт, показать роль экологических карт в раскрытии экологических ситуаций, в совершенствовании и оптимизации природоохранной деятельности.

Экологические и геоэкологические риски.

Понятие «риск» присутствует во всех сферах жизнедеятельности человека: инвестиции в проект в условиях неопределенности или кризиса – риск; бурение на шельфе – риск. Перечень примеров бесконечен. Во многих случаях процессы, связанные с риском, могут приводить как к материальным, техническим, так и человеческим потерям. В современной науке существует большое количество толкований понятия риска и его производных. Своим происхождением термин «risk» обязан сразу нескольким древним словам из разных европейских языков: обозначающее непредсказуемость, опасность или то, что разрушает.

Изучение риска и его последствий регламентировано большим количеством руководящих документов и ГОСТов. Среди основных стоит выделить РД 08-120-96 и ГОСТ Р 51901-2002, который определяет риск как сочетание частоты (или вероятности) и последствий определенного опасного события. Причем понятие риска включает в себя 2 взаимосвязанных элемента: частоту, с которой осуществляется опасное событие, и последствия этого события. По ГОСТ Р 51901-2002, риск – сочетание вероятности события и его последствий. Ученые дают свои определения понятию «риск». Например Камышев определяет риск как произведение вероятности появления или проявления неблагоприятного события и стоимостного выражения его последствий (ущерба). В иностранной литературе под «риском» понимается, во-первых, вероятность возникновения какого-либо несчастья, опасности; во-вторых, вероятность негативного последствия (ущерба) от него и, в-третьих, произведение вероятности опасного события и размеров ожидаемого ущерба.

Классификаций рисков, как и толкований его понятия, большое количество. Различные авторы предлагают свои подходы и свои классификационные признаки. Основными классификации разделяются по принадлежности к компонентам хозяйственной деятельности и по направлениям воздействия последствий:

− на экономические и хозяйственные;

− индивидуальные и медицинские;

− технические и инженерные;

− экологические и природные.

Следует различать также риск актуальный (реальный), возникший в результате нарушений и загрязнений природной среды, и потенциальный (ожидаемый), возможный с той или иной степенью вероятности в прогнозный период. Потенциальный риск переходит в актуальный при увеличении его вероятности за счет отказа системы защиты и (или) оповещения, потери устойчивости геосистемы и т.д. Исходя из опасности для человека как индивидуума техногенных воздействий выделяют индивидуальные, групповые и медицинские риски.

Четвертый период развития теории риска: с 1960 г. по настоящее время.

Американские психологи Дэниел Канеман и Эймос Тверски в 60-е годы 20 в. исследовали поведение людей в условиях риска и неопределенности. Они разработали теорию перспективы, в которой описали стереотипы поведения людей, не замечаемые ранее сторонниками теории рационального принятия решений.

В истории развития изучения природных рисков в России можно выделить определенную этапность и периодичность, связанную с актуальностью изучения той или иной группы рисков.

Материалы дистанционного зондирования обеспечивают территориально полное и непрерывное изучение больших площадей, состояние которых зафиксировано на определённый момент времени. Это наиболее эффективно при работах, связанных с проблемами охраны земельных, водных и растительных ресурсов, оценки состояния лесов, пастбищ и пахотных угодий; развития процессов эрозии; засоления и заболачивания. С помощью материалов дистанционного зондирования можно получить качественную характеристику загрязнения территории. В настоящее время накоплен опыт картографирования ареалов загрязнения снежного покрова вокруг городов, дымовых шлейфов различного происхождения, нефтяных плёнок на морских поверхностях, запылённости городской атмосферы.

Источники информации для экологического картографирования подразделяются в зависимости от:

- научных методов и технических приёмов, использованных для получения информации;

- тематики и назначения создаваемой карты;

- степени обработки исходной информации;

- степени актуальности информации;

- ведомственной принадлежности.

В зависимости от научных методов и технических приёмов, использованных для получения информации, все источники подразделяются на 4 категории:

- материалы дистанционного зондирования;

- статистические данные;

- результаты натурных исследований;

- текстовые материалы.

Наиболее информативно комплексное использование всех источников информации. Причём комплексность не равнозначна сумме: информация, полученная из одного источника, должна быть подтверждена и сопоставлена с данными из других источников, и затем сведена в какие-либо обобщающие характеристики. В зависимости от тематики и назначения карты одни из источников выступают как основные, другие – как дополнительные и вспомогательные. Например, для геологических карт основными источниками являются материалы полевых наблюдений и материалы дистанционного зондирования, для экономических карт – данные статистической отчётности. В зависимости от степени обработки исходной информации источники, привлекаемые для картографирования, делятся:

- на первичные, полученные в ходе прямых наблюдений и метрических

измерений;

- на вторичные, являющиеся результатом обработки и преобразования

Экологические ГИС разрабатываются как на административно-территориальные единицы (регионы, крупные промышленные центры, административные районы), так и на локальные объекты, часто потенциально относящиеся к объектам экологического неблагополучия (горнодобывающие и нефтегазодобывающие предприятия). Развитые ГИС включают в автоматизированные картографические системы, базы картографических данных, аналитико-моделирующие блоки. Основные особенности геоинформационного картографирования - автоматизация, системность, целенаправленность, оперативность и многовариантность. Геоинформационное картографирование - это, прежде всего, системное, серийное создание и использование карт, ориентированное на конкретные задачи управленческого характера.

На современном этапе развития геоинформационные экологические карты представляют собой системы, которые могут использоваться как для изготовления печатных атласов, так и для создания ГИС, нацеленных на наблюдение за экологической обстановкой и своевременном предупреждении экологических проблем. Создание геоинформационной экологической карты проходит в несколько этапов, которые осуществляются с помощью специализированного программного обеспечения.

На первом этапе подготавливается картографическая основа. Она представляет собой набор тематических слоев, которые, во-первых, содержат исходную информацию для моделирования (расположение источников загрязнения, рельеф, ландшафт), во-вторых, отражают информацию, необходимую для анализа результатов и получения окончательной карты загрязнения. На этом этапе определяются размеры области, соответствующие поставленной задаче. Подготавливается база данных по источникам загрязнения. Производится привязка данных к карте.

Второй этап включает в себя непосредственную подготовку к моделированию. Поскольку данные о метеорологических полях, рельефе и свойствах подстилающей поверхности представляют собой неоднородные по пространству величины, для численного моделирования загрязнения, которое проводится, как правило, на некоторой регулярной сетке, непрерывные по пространству данные такого типа приводятся к дискретному виду. Для этого необходимая информация представляется в виде грид - тем (grid), которые получают в результате обработки исходных векторных слоев. На этом этапе подготовки данных привлекаются современные инструменты ГИС, позволяющие автоматизировать процессы трансформации и генерализации первоначальной информации на карте.

Третий, завершающий этап, включает в себя проведение расчетов по модели. Рассчитанные поля концентрации загрязняющих веществ представляются в виде гридов. На этом этапе производится окончательная обработка результатов и получение карт оценки или прогноза загрязнения. Схематически, все эти этапы можно представить в виде схемы

Спектр применяемых программных продуктов, применяемых для экологического картографирования очень широк: ArcFM, ArcInfo, ArcView (ESRI, Inc.), MapInfo Professional (MapInfo Corp.), MicroStation (Bentley Systems, Inc.) и др. По масштабам применения их можно разделить на глобальные и локальные, направленные на решение общих (многофункциональные) и частных, конкретных (однофункциональные) задач. Лидерами в области глобальных ГИС в настоящее время являются продукты двух фирм - это система ArcFM американской фирмы ESRI и MapInfo корпорации INTERGRAPH. Кроме того, многие фирмы, занимающиеся вопросами, связанными с землевладением или землепользованием создают свои прикладные ГИС. семейство программных продуктов американской компании ESRI, одного из лидеров мирового рынка геоинформационных систем. ArcView поставляется с полезными, готовыми к использованию данными. Система может использовать данные ARC/INFO, включая векторные покрытия, библиотеки карт, гриды, изображения и событийные данные. приложение для профессионального проектирования в 3D модели и создания рабочей документации.Professional - полнофункциональная геоинформационная система (профессиональное средство для создания, редактирования и анализа картографической и пространственной информации). Интегрируется в качестве клиента в распределенные информационные системы на базе серверов: MS SQL, Oracle и др. Для разработки специализированных приложений используется язык программирования MapBasic. Применяется для целей земельного, лесного кадастра и кадастра недвижимости, градостроительства и архитектуры, телекоммуникации, добычи и транспортировки нефти и газа, электрические сети, экологии, геологии и геофизики, железнодорожного и автомобильного транспорта, банковского дела, образования, управления.

Тема: «Экологические риски. Картографирование экологических рисков.»

Цель лекции: раскрыть понятие «экологический риск»; увидеть историю процесса изучения экологических рисков; показать принципы и методы составления экологических карт, показать роль экологических карт в раскрытии экологических ситуаций, в совершенствовании и оптимизации природоохранной деятельности.