"Геоструктурный каркас города. опыт экологической интерпретации с применением ГИС-технологии" - читать интересную книгу автора (В.З.Макаров, И.В.Пролеткин, А.Н. Чумаченко)

    1. В градостроительных решениях важно учитывать природные факторы городского развития. Природная "подоснова" крупного города влияет на его архитектурно-планировочный облик, транспортное развитие, затраты на инженерную подготовку территории, рождает те или иные планировочные ограничения и экологические проблемы. Поэтому следует оценивать не только инженерно-технические и градопланировочные требования, но и свойства природного ландшафта, в пределах которого ведется городская застройка. Поэтому город необходимо рассматривать как особый класс геотехнических систем, точнее комплекс геотехнических систем, включающих два тесно взаимодействующих блока - природный и техногенный управляемый, часто не слишком удачно, человеком.

    В данном сообщении рассматривается методика экологической оценки одного из существенных подблоков природной субсистемы городской геотехнической системы - ее морфолитологического или геоструктурного каркаса, включающего горные породы и рельеф. Как известно, именно они представляют наиболее устойчивое "жесткое" основание природного ландшафта, его "литогенную основу" (Н.А.Солнцев, 1986).

    2. Экологический анализ геоструктурного каркаса городской геотехносистемы предполагает выполнение следующих аналитических этапов:

    - морфоструктурный и морфометрический анализы территории городской застройки;
    - выявление и оценка так называемой "изопотенциальной" и "векторной" составляющих (В.Н.Солнцев, 1981) геоструктурного каркаса, в пределах которых формируются конкретные типы ландшафтных структур (гидрогенные, климатогенные, биогенные, литодинамические);
    - определение суперпозиций природных и техногенных структур относительно основных элементов геоструктурного каркаса;
    - выявление и оценка так называемых урбоструктурных узлов, т.е. зон экологической напряженности в местах пересечений и сопряжений природных и техногенных элементов городской геотехноситстемы.

    3. На этапе морфоструктурного анализа выявляется рисунок эрозионной сети, устанавливаются дизьюнктивные нарушения различного ранга и осуществляется блоковая "нарезка" изучаемой морфолитосистемы. Наряду с этим анализируются "поля высот", выделяются геоморфологические уровни, уясняется устойчивость горных пород, формирующих структурные блоки. Это позволяет оценить степень мозаичности геоструктурного каркаса, сделать качественные выводы об интенсивности вертикальных движений, характере разрывных нарушений, количестве и плотности морфоструктурных узлов блоковой мозаики.

    Морфометрический анализ включает разбиение рельефа на элементарные геоморфологические поверхности, изучение морфометрических характеристик склоновых, гребневых и килевых поверхностей (Ласточкин, 1987), оценку характеристик густоты и глубины эрозионного расчленения.

    4. На этапе оценки изопотенциальной (скалярной) и векторной (потоковой) составляющих геоструктурного каркаса выявляются солярно-циркулярно-энергетические характеристики элементарных геоморфологических поверхностей (прежде всего радиационный, водный и тепловой балансы), а также выполняется разбиение поверхности на элементарные водосборы с последующим выделением каскадных (векторных) ландшафтно-геохимических систем (Глазовская, 1983). В пределах однотипных изопотенциальных областей и каскадных систем изучаются различные формы массоэнергообмена - литодинамические процессы, сток, биогеохимический круговорот, устанавливается локализация геохимических барьеров, оценивается литодинамическая, геохимическая и биологическая устойчивость к техногенному воздействию.

    5. Следующий этап градоэкологического анализа требует изучения пространственного и функционального соответствия природных и техногенных структур. С этой целью выявляются все основные техногенные "матрицы", "сети" и "пятна" (Макаров, 1997), и определяется их пространственная локализация относительно изопотенциальных и векторных структур, а также функциональная согласованность с последними. В частности, составляются карты основных источников выбросов и сбросов загрязняющих веществ, наносятся автомагистрали, прочие транспортные коридоры, свалки, карьеры, складские площадки и пр. Затем устанавливается их позиция в ландшафтной катене. В местах сопряжения или пересечения структур разного генезиса фиксируются урбоструктурные узлы природного, техногенного и смешанного происхождения - морфоструктурные, транспортные, эрозионно-транспортные и прочие. Изучаются морфологические и динамические характеристики урбоструктурных узлов, их генезис и эволюция. Оценивается уровень актуальной и потенциальной экологической опасности того или иного узла или их ассоциаций. Даются предположения по мониторингу наиболее опасных урбоструктурных узлов или сопряжений и разрабатываются мероприятия по снижению или ликвидации их негативного воздействия на городскую среду и здоровье населения.

    6. Перечисленные выше этапы градоэкологического анализа весьма сложно выполнить без использования современных информационных технологий. К числу таких технологий относятся геоинформационные технологии, или "ГИС-технологии", способные принять, переработать и выдать потребителю любую территориально распределенную информацию в картографическом, графическом или вербальном виде. В настоящее время существуют разнообразные ГИС-пакеты программных средств, реализуемые как на PC, так и на "Work station". Они позволяют выполнить колоссальный объем работы по анализу и переработке информации в короткое время и с недоступным прежде качеством. Особенно эффективны градоэкологические исследования, включающие анализ космоснимков высокого разрешения. В лабораториях урбоэкологии и геоинформатики СГУ, а также в лаборатории ГИС-технологий НИИ Геологии СГУ накоплен значительный опыт использования ГИС-технологий в градоэкологическом анализе, включая и обработку цифровых космических снимков. Созданы тематические и атрибутивные базы данных, построено более двухсот цифровых карт г.г. Саратова, Энгельса, в том числе и карты геоструктурного каркаса г. Саратова. В докладе дается картографическая иллюстрация сделанного в этой области.

Литература:

1. Глазовская М.А. Принципы классификации природных геосистем по устойчивости к техногенезу.. В кн.: Устойчивость геосистем. М. Наука, 1983. с. 61-78.

2. Ласточкин А.Н. Морфодинамический анализ. М. Недра, 1987. 256с.

3. Макаров В.З. Ландшафтно-экологический анализ территории крупного города: концептуальная основа // Структура, функционирование, эволюция природных и антропогенных ландшафтов. Тезисы 10-й ландшафтной конференции. М., Сиб. 1997. с. 244-246.

4. Солнцев В.Н. Системная организация ландшафтов. М. 1981. 239с.

5. Солнцев Н.А. К теории природных комплексов. Вестник Московского ун-та. Серия 5. География. 1968. с. 35-44.

    1. В градостроительных решениях важно учитывать природные факторы городского развития. Природная "подоснова" крупного города влияет на его архитектурно-планировочный облик, транспортное развитие, затраты на инженерную подготовку территории, рождает те или иные планировочные ограничения и экологические проблемы. Поэтому следует оценивать не только инженерно-технические и градопланировочные требования, но и свойства природного ландшафта, в пределах которого ведется городская застройка. Поэтому город необходимо рассматривать как особый класс геотехнических систем, точнее комплекс геотехнических систем, включающих два тесно взаимодействующих блока - природный и техногенный управляемый, часто не слишком удачно, человеком.

    В данном сообщении рассматривается методика экологической оценки одного из существенных подблоков природной субсистемы городской геотехнической системы - ее морфолитологического или геоструктурного каркаса, включающего горные породы и рельеф. Как известно, именно они представляют наиболее устойчивое "жесткое" основание природного ландшафта, его "литогенную основу" (Н.А.Солнцев, 1986).

    2. Экологический анализ геоструктурного каркаса городской геотехносистемы предполагает выполнение следующих аналитических этапов:

    - морфоструктурный и морфометрический анализы территории городской застройки;
    - выявление и оценка так называемой "изопотенциальной" и "векторной" составляющих (В.Н.Солнцев, 1981) геоструктурного каркаса, в пределах которых формируются конкретные типы ландшафтных структур (гидрогенные, климатогенные, биогенные, литодинамические);
    - определение суперпозиций природных и техногенных структур относительно основных элементов геоструктурного каркаса;
    - выявление и оценка так называемых урбоструктурных узлов, т.е. зон экологической напряженности в местах пересечений и сопряжений природных и техногенных элементов городской геотехноситстемы.

    3. На этапе морфоструктурного анализа выявляется рисунок эрозионной сети, устанавливаются дизьюнктивные нарушения различного ранга и осуществляется блоковая "нарезка" изучаемой морфолитосистемы. Наряду с этим анализируются "поля высот", выделяются геоморфологические уровни, уясняется устойчивость горных пород, формирующих структурные блоки. Это позволяет оценить степень мозаичности геоструктурного каркаса, сделать качественные выводы об интенсивности вертикальных движений, характере разрывных нарушений, количестве и плотности морфоструктурных узлов блоковой мозаики.

    Морфометрический анализ включает разбиение рельефа на элементарные геоморфологические поверхности, изучение морфометрических характеристик склоновых, гребневых и килевых поверхностей (Ласточкин, 1987), оценку характеристик густоты и глубины эрозионного расчленения.

    4. На этапе оценки изопотенциальной (скалярной) и векторной (потоковой) составляющих геоструктурного каркаса выявляются солярно-циркулярно-энергетические характеристики элементарных геоморфологических поверхностей (прежде всего радиационный, водный и тепловой балансы), а также выполняется разбиение поверхности на элементарные водосборы с последующим выделением каскадных (векторных) ландшафтно-геохимических систем (Глазовская, 1983). В пределах однотипных изопотенциальных областей и каскадных систем изучаются различные формы массоэнергообмена - литодинамические процессы, сток, биогеохимический круговорот, устанавливается локализация геохимических барьеров, оценивается литодинамическая, геохимическая и биологическая устойчивость к техногенному воздействию.

    5. Следующий этап градоэкологического анализа требует изучения пространственного и функционального соответствия природных и техногенных структур. С этой целью выявляются все основные техногенные "матрицы", "сети" и "пятна" (Макаров, 1997), и определяется их пространственная локализация относительно изопотенциальных и векторных структур, а также функциональная согласованность с последними. В частности, составляются карты основных источников выбросов и сбросов загрязняющих веществ, наносятся автомагистрали, прочие транспортные коридоры, свалки, карьеры, складские площадки и пр. Затем устанавливается их позиция в ландшафтной катене. В местах сопряжения или пересечения структур разного генезиса фиксируются урбоструктурные узлы природного, техногенного и смешанного происхождения - морфоструктурные, транспортные, эрозионно-транспортные и прочие. Изучаются морфологические и динамические характеристики урбоструктурных узлов, их генезис и эволюция. Оценивается уровень актуальной и потенциальной экологической опасности того или иного узла или их ассоциаций. Даются предположения по мониторингу наиболее опасных урбоструктурных узлов или сопряжений и разрабатываются мероприятия по снижению или ликвидации их негативного воздействия на городскую среду и здоровье населения.

    6. Перечисленные выше этапы градоэкологического анализа весьма сложно выполнить без использования современных информационных технологий. К числу таких технологий относятся геоинформационные технологии, или "ГИС-технологии", способные принять, переработать и выдать потребителю любую территориально распределенную информацию в картографическом, графическом или вербальном виде. В настоящее время существуют разнообразные ГИС-пакеты программных средств, реализуемые как на PC, так и на "Work station". Они позволяют выполнить колоссальный объем работы по анализу и переработке информации в короткое время и с недоступным прежде качеством. Особенно эффективны градоэкологические исследования, включающие анализ космоснимков высокого разрешения. В лабораториях урбоэкологии и геоинформатики СГУ, а также в лаборатории ГИС-технологий НИИ Геологии СГУ накоплен значительный опыт использования ГИС-технологий в градоэкологическом анализе, включая и обработку цифровых космических снимков. Созданы тематические и атрибутивные базы данных, построено более двухсот цифровых карт г.г. Саратова, Энгельса, в том числе и карты геоструктурного каркаса г. Саратова. В докладе дается картографическая иллюстрация сделанного в этой области.

Литература:

1. Глазовская М.А. Принципы классификации природных геосистем по устойчивости к техногенезу.. В кн.: Устойчивость геосистем. М. Наука, 1983. с. 61-78.

2. Ласточкин А.Н. Морфодинамический анализ. М. Недра, 1987. 256с.

3. Макаров В.З. Ландшафтно-экологический анализ территории крупного города: концептуальная основа // Структура, функционирование, эволюция природных и антропогенных ландшафтов. Тезисы 10-й ландшафтной конференции. М., Сиб. 1997. с. 244-246.

4. Солнцев В.Н. Системная организация ландшафтов. М. 1981. 239с.

5. Солнцев Н.А. К теории природных комплексов. Вестник Московского ун-та. Серия 5. География. 1968. с. 35-44.