Мониторинг

Развитие науки и технологий стимулировало зарождение особой системы сбора информации о состоянии природных объектов и явлений, которая называется мониторингом. Другая его функция — управление, обратная связь в системе «человек— природа», т.е.

Мониторинг включает несколько ступеней или блоков с разными функциями. Сначала выделяют виды и границы конкретного объема, участка поверхности или объекта. Затем оценивают эпизодические и систематические изменения процессов и явлений разных пространственно-временных масштабов, от краткопериодных до долгопериодных. Далее можно разделить естественные и антропогенные изменения. В результате всего этого формируется общая картина состояния и динамики анализируемого процесса или явления на конкретной территории или акватории. Так как процесс никогда не протекает изолированно, мы всегда имеем дело с целым комплексом природных явлений, вклад которых в общую изменчивость обстановки специфичен и требует самостоятельной оценки.

Помимо систематического возможно проведение эпизодического мониторинга, если это необходимо в экстренных случаях (наводнение, аварийный разлив нефти) или специальных работах (например, работы в районе гибели АПК «Курск»).

Накопленный материал сводится в банки данных, которые включают блоки сбора, первичной обработки и накопления (пополнения) информации, что позволяет построить карты-выводы о протекании природных процессов или явлений.

Картографический метод исследования заключается в использовании карт в целях: 1) получения сведений (качественных и количественных характеристик), 2) изучения взаимосвязей и взаимозависимостей явлений, 3) установления динамики и эволюции явлений, 4) нанесения данных мониторинга.

Карта — специфический язык географии.

Картографическое изображение абстрактно: оно генерализовано за счет целенаправленного отбора и идеализации объектов, исключения незначительных деталей и концентрации внимания на главных чертах явлений. Например, на картах погоды береговая линия имеет второстепенное значение, поэтому она приблизительна, а основное смысловое значение имеет барическое поле. Абстрактность, с одной стороны, упрощает и схематизирует географический объект, а с другой, позволяет воспроизвести его целостный характер.

В землеведении картографическому методу по праву принадлежит основополагающая роль, ибо исследование состава, строения и динамики географической оболочки в значительной степени производится по картам. Однако картографическое изображение плохо раскрывает динамику явлений. Последнее сейчас преодолевается за счет применения компьютерных анимаций. Все больше применяются цифровые методы картографирования.

Геоинформационные системы (ГИС). Возрастающая необходимость в систематическом получении и использовании информации требует организации достаточно сложных систем (центров), содержащих все исходные данные (рельеф, почва, вода, растительность, климат, население, промышленность, инфраструктура, характер и степень антропогенного воздействия и др.) для определенной территории (акватории). Для этого используют данные не только наук о Земле, но и других дисциплин (математики, кибернетики, картографии). Возникла новая наука — геоинформатика, изучающая принципы, технику (приборы) и технологию (методы) получения, накопления, систематизации, обработки и передачи информации.

Геоинформационная система — это аппаратно-программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение, распространение и интеграцию пространственно координированных данных для решения научных и прикладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управлением природной средой и территориальной организацией общества.

В настоящее время созданы информационные системы, различающиеся по охвату обслуживаемой территории (глобальные, международные, региональные, национальные, областные и др.), проблемной ориентации и целям (охрана природной среды и рациональное управление природопользованием) и др. Геоинформационные системы могут быть: картографические (каталог карт и атласов), библиографические (каталогизированная информация об опубликованных и неопубликованных источниках данных в литературе), тематические (посвященные сбору данных о состоянии вод или атмосферы). Однако все ГИС делятся на три основные группы: самостоятельно добывающие первичную информацию и выпускающие ее в виде сводок или баз данных; аккумулирующие и перерабатывающие информацию; собирающие опубликованную информацию для обслуживания потребителей.

Информационные системы, генерирующие и аккумулирующие информацию, могут составлять единую, или комплексную ГИС — систему, выполняющую сбор, кодирование, хранение, систематизацию, обработку, анализ и воспроизведение информации, заложенной в ней или полученной в результате моделирования по соответствующей программе. В такой ГИС традиционно выделяют четыре подсистемы: сбор данных и ввод (например, распределение температуры поверхности моря на конкретную дату); управление данными, их сортировка и классификация по заданным признакам; вычислительная обработка и комбинирование данных по заданной программе; предоставление текущей и прогнозируемой ситуаций в виде схем и карт.

Информация должна быть достаточной для получения представления о состоянии, динамике и функционировании (эволюции) природной системы, моделирования ее структуры и выдачи рекомендаций. Сейчас особое внимание уделяется проблеме оптимизации при организации совместных наземных (подспутниковых) и спутниковых съемок.

Центральное звено любой ГИС — банк данных (БД). В некоторых случаях БД рассматривают как самостоятельную систему. Базы данных можно подразделить на: библиографические, которые содержат перечень документов, сопровождаемый описаниями в виде рефератов, аннотаций или списка ключевых слов (например, ресурсы Интернета); справочные, которые содержат сведения, отсылающие пользователя к организациям, владеющим нужной информацией (например, Пулковская обсерватория); фактографические, где содержится информация без отсылки к другим источникам.

Как ГИС, так и БД могут быть сугубо тематическими, охватывая сравнительно узкий круг материалов и предназначаться для решения частных задач на конкретных территориях и акваториях по определенной тематике (например, ГИС и БД по лесной или рыбной промышленности).