Совершенствование теоретических и методических положений формирования гис-атласа для эко лого-экономических исследований ( на примере московской области )
На правах рукописи
ФЕДОТОВ Алексей Леонидович
Совершенствование теоретических и методических положений формирования ГИС-атласа для ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
(на примере Московской области)
25.00.36 – геоэкология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата географических наук
Москва – 2009
Работа выполнена на кафедре экономической географии географо-экологического факультета Московского государственного областного университета
Научный руководитель: кандидат географических наук, доцент
кандидат географических наук, профессор
Волгин Александр Владимирович
Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор
Кочуров Борис Иванович
(Институт географии РАН, г. Москва)
кандидат технических наук, доцент
Карачевцева Ирина Петровна
(Московский государственный университет
геодезии и картографии)
Ведущая организация: Московский государственный
гуманитарный университет М.А. Шолохова
Защита состоится «2» июля 2009 г. в 11:00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.025.03 при ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» по адресу: 105064, г. Москва, ул. Казакова, 15 (конференц-зал), тел. (495)-261-49-63,
факс (495)-261-95-45.
Отзыв на автореферат просим присылать по адресу: 105064, г. Москва, ул. Казакова, 15, ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству», диссертационный совет.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Государственного университета по землеустройству.
Автореферат разослан и размещен на сайте www.guz.ru
« » 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат географических наук, доцент Т.А. Соколова
Общая характеристика работы
Актуальность темы исследования обуславливается сложностью эколого-экономических исследований регионов в силу неравномерности их внутреннего развития, многообразия внутренних и внешних связей, многогранности социально-экономических процессов, влияющих на них факторов, а также трудности их формализации. Исследование выполнено на примере Московской области – крупного хозяйственного комплекса, районы которого обладают разным экономическим потенциалом, уровнем загрязнения окружающей среды и различной степенью их вовлеченности в хозяйственную деятельность.
Для того, чтобы иметь возможность оперативно оценивать ситуацию в регионе, в том числе и эколого-экономическую, для целей управления земельными ресурсами, рационализации размещения промышленных и сельскохозяйственных предприятий необходима система, обладающая широкими возможностями по обработке пространственных данных. Такими возможностями обладает эколого-экономический геоинформационный атлас (ГИС-атлас), разработанный на основе геоинформационных систем и технологий. С его помощью можно не только эффективно использовать уже имеющиеся карты, данные дистанционного зондирования и другую, в том числе и статистическую информацию, но и создавать на их основе синтетические карты, а также добавлять статистические данные, выполнять необходимые аналитические операции или графические построения.
В рамках исследования на основе обоснованных научно-методических подходов было проведено интегрирование возможностей географических информационных систем и их средств отображения информации, специализированных баз данных, а также традиционных атласов при разработке электронного эколого-экономического атласа, позволяющего реализовать новые методы комплексного эколого-экономического районирования Московской области.
Объект исследования – комплексное геоэкологическое исследование территории на основе геоинформационных систем.
Предмет исследования – электронный ГИС-атлас Московской области, как средство решения задач геоэкологической оценки и анализа территории региона.
Цель исследования – разработка методических основ к созданию электронного атласа на основе геоинформационных систем и технологий для решения задачи эколого-экономического районирования, обеспечивающего комплексную оценку антропогенного воздействия на природу (на примере Московской области).
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- Выполнить анализ ГИС как инструмента для обработки географической информации и создания электронного атласа;
- Раскрыть структуру эколого-экономической системы;
- Разработать структуру и содержание геоинформационного эколого-экономического атласа (на примере Московской области);
- Провести эколого-экономическоме районирование региона (на примере Московской области).
Методологическая основа. В работе были использованы теоретические разработки отечественных и зарубежных авторов (Мартыненко А.И., Пролеткин И.В., Чумаченко А.Н., Трофимов А.М., Рубцов В.А., Тикунов В.С., Берлянт А.М., Шарыгин М.Д., Заиканов В.Г., Минакова Т.Б., Майкл Зейлер, Энди Митчелл и другие) по геоинформационным системам, геоинформационному картографированию, моделированию, эколого-экономическому районированию, теории территориальных систем, геоэкологии.
Методическая база представлена теорией геоинформационных систем, геоинформационным картографированием, системно-структурным и территориальным подходами в исследовании территории, методами математической статистики и комплексом традиционных картографических методов (описания, картографирования, сравнительно-географическим, количественным, районирования, классификации).
Для решения поставленной цели была использована геоинформационная система ArcGIS 9.2 и ее дополнительные модули.
Исходная информация. В исследовании использовалась статистическая информация Мособлстата. Картографический материал составлялся на основе изданных тематических карт, литературных источников и статистики; часть карт предоставлена ЗАО «Ассоциированный картографический центр» и институтом геологии РАН.
Научная новизна и практическая значимость. Разработан функционально-структурно-иерархический подход к исследованию эколого-экономических систем (ЭЭС), позволивший обосновать структуру и содержание эколого-экономического атласа и обеспечивший комплексные исследования природно-хозяйственной системы. Основной областью применения ГИС-атласа является информационная поддержка управленческих решений администрации области в части оценки антропогенной нагрузки по районам, анализа эколого-экономических последствий реализации комплексных программ и выполнения отдельных земельно-оценочных мероприятий.
Особенностью ГИС-атласа является использование функциональных возможностей ГИС, особенно в части обновления информации в атрибутивных таблицах, создания собственных атрибутивных таблиц и слоев данных для решения эколого-экономических задач. Кроме того, ГИС-атлас позволяет моделировать эколого-экономические процессы, отличающиеся высокой степенью динамичности, что представляется чрезвычайно важным в эколого-экономических исследованиях.
Использование геоинформационных технологий предоставляет возможность автоматизировать процессы мониторинга земель, пространственного анализа, районирования и оценки экологической, социально-экономической ситуации в административных структурах области.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
- Методика построения структуры эколого-экономической системы, необходимая для выявления ее подсистем и взаимосвязей между ними;
- Методические основы к созданию структуры и содержания электронного эколого-экономического атласа Московской области для эколого-экономических исследований с разработанным комплексом карт;
- Методика эколого-экономического районирования региона (мезоуровень) на примере Московской области, как способ комплексной оценки антропогенной нагрузки на территорию.
Апробация результатов. Результаты диссертационного исследования докладывались на ежегодных научно-практических конференциях МГОУ (2005 – 2007 гг.), а также конференции молодежного научного общества Западного Окружного Управления Образования города Москвы в 2009 году.
По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе, 3 в журналах ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 36 рисунков, 6 таблиц. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемой литературы и 6 приложений. Список литературы включает ссылки на 100 источников информации, из них 12 на иностранных языках. К работе прилагается DVD диск с разработанной частью эколого-экономического ГИС-атласа Московской области для эколого-экономического районирования рассматриваемой территории.
Во введении обосновывается актуальность темы, формулируется цель и задачи исследования, определяется ее научная новизна и практическая значимость.
В первой главе рассмотрены основные этапы в развитии электронных атласов (ЭА), выполнен анализ основных типов современных ЭА и их функциональных возможностей, обоснован оптимальный для выполнения эколого-экономических исследований тип атласа. Выполнена оценка возможностей современных ГИС в создании электронных атласов.
Во второй главе разработана структура эколого-экономической системы на основе которой, а также анализа функциональных взаимосвязей между ее подсистемами, их иерархии и зависимостей развития каждой из подсистем от факторов окружающей среды обоснована структура и содержание ГИС-атласа.
В третьей главе выполнен анализ современных проблем районирования и, разработан метод решения задач эколого-экономического районирования на основе использования электронного атласа. Указанный метод позволил выполнить эколого-экономическое районирование территории Московской области с использованием ГИС-атласа на основе геоинформационной системы ArcGIS 9.2.
Основные результаты исследования
Современные территориальные образования, обладающие большой сложностью внутренней структуры и разнообразием взаимосвязей между компонентами, ставят перед исследователем задачу поиска более эффективного инструмента для обработки пространственной (картографической) и семантической (описательной) информации. Наиболее оптимальным решением в сложившейся ситуации является электронный атлас, совмещающий в себе основные характеристики и возможности традиционного атласа с функциональностью информационных систем и технологий.
Существует большое разнообразие электронных атласов. По функциональным возможностям они классифицируются на просмотровые, интерактивные, ГИС-атласы и Интернет-атласы. Наибольшее распространение получили просмотровые и интерактивные атласы (он-лайн атлас MapMachine, «Москва современная 2007» и т.д.). В научно-исследовательских целях используются специализированные ГИС и Интернет-атласы (ПромГИС-Атлантик, ГИС-Атлас «Недра России» и т.д.).
Для создания ЭА используют различные информационные системы: автоматизированные картографические системы (АКС), географические информационные системы (ГИС). Наиболее эффективным инструментом являются ГИС, позволяющие не только создавать высококачественные карты, но и встраивать в ЭА различные функции по анализу пространственных и семантических данных.
В целях проведения эколого-экономических исследований (ЭЭИ) разработана часть электронного эколого-экономического атласа на основе геоинформационных систем (ГИС-атлас) с гибридным типом хранения данных. Этот атлас позволяет проводить комплексные и иные экологические исследования на территории Московской области, опираясь на мощные инструменты геообработки, создавать отчеты и представлять информацию в картографической и табличной форме. Комплексность ГИС позволяет в процессе работы с атласом использовать возможности других информационных систем (СУБД, ДДЗ, САПР и т.д.).
Для разработки структуры эколого-экономического атласа необходимо раскрыть структуру эколого-экономической системы (ЭЭС). ЭЭС представляет собой пространственно оформленную социо-эколого-экономико-демографическую целостность. Подобные системы достаточно сложны, так как в их основе лежат совершенно различные процессы, одни из которых (природные) подчиняются природным закономерностям, а другие (социально-экономические) – общественным. Согласно принципу несовместимости Л. Заде (1976) высокая точность исследования несовместима с большой сложностью объекта исследования. Поэтому наиболее оправданный путь изучения таких объектов сводится не к разработке изощренного математического аппарата, а к созданию логических, содержательных приемов и методов, позволяющих при минимуме используемого математического аппарата получить качественные результаты.
Для познания структуры эколого-экономической системы, а соответственно и структуры эколого-экономического электронного атласа (ЭЭА) был использован синтезированный подход - факторно-структурно-функционально-иерархический, реализуемый через комплекс общенаучных методов. Сущность этого подхода основана на 5 ключевых идеях исследования эколого-экономических систем: цели, факторности, функциональности и функциях ЭЭС и ее подсистем; структурности и иерархическом подходе в их исследовании.
Каждый исходный элемент системы для реализации своей цели выполняет определенную функцию, однако на порядок ее выполнения влияют факторы окружающей среды, которые в сочетании с явными или неявными целевыми установками системы и будут определять ее структуру. Для формирования 1-го уровня структуры ЭЭС производится анализа и синтеза факторов и цели элементарных составляющих системы. Затем каждая из подсистем, руководствуясь выполняемой ею функцией, объединяется методом синтеза, в подсистемы более высокого уровня. В этом случае метод синтеза применяется по причине дальнейшей неделимости подсистем. Далее вновь получившиеся системы, также на основе выполняемых функций объединяются методом синтеза в системы более высокого уровня и так далее до высшей системы. В качестве элементарных составляющих системы были взяты живые организмы (микроорганизмы, растения, животные, человек), являющиеся основой существования ЭЭС. При подходе же к высшей системе строится схема функциональных связей и встраивается в общую структуру ЭЭС, что позволит не только прояснить структуру системы, но и показать ее функциональные связи (рис. 1).
На базе разработанной структуры ЭЭС, подсистемы которой легли в основу ЭЭА, была создана структура электронного эколого-экономического атласа Московской области. Блоки атласа выделялись в соответствии с уровнями иерархии подсистем (рис. 2).
Рис. 2. Структура эколого-экономического атласа
Социально-демографический и экономический подблоки в свою очередь также разделяются на ряд элементов (рис. 3).
Рис. 3. Социально-экономический блок
Далее, опираясь на исследования в области эколого-экономических систем, статистические материалы и атласы, производится наполнение подблоков основными слоями. Однако, на этом этапе структуру нельзя назвать эколого-экономической в силу отсутствия слоев взаимодействия общественной и природной систем. Для решения этой проблемы был разработан расширенный функциональный метод, предназначенный для дополнения подблоков недостающими слоями природно-общественного взаимодействия. Основывается он на анализе влияния каждого подблока социально-экономического блока на каждый из подблоков природного блока. Для оценки антропогенной нагрузки на территорию выделены подблоки, напрямую влияющие на экологическую ситуацию (рис. 4).
В результате, на основе разработанной структуры ЭЭС, статистических материалах, атласах и исследованиях, проведенных в области эколого-экономических систем, а также расширенного функционального подхода, была создана структура и содержание электронного эколого-экономического атласа Московской области.
Областью применения ЭЭА являются эколого-экономические исследования, а именно эколого-экономическое районирование (ЭЭР). ЭЭР – это конечный итоговый результат исследования ЭЭС. С его помощью можно более эффективно совершенствовать территориальную организацию населения и хозяйства, управлять природопользованием, оценивать уровень антропогенной нагрузки на территорию.
В настоящее время не существует единого мнения – какие факторы играют ведущую роль в выделении эколого-экономических районов. Основополагающим же, на наш взгляд, является опыт М.Д. Шарыгина и С.Б. Фоминых. Их подход наиболее приемлем с точки зрения управления территорией и сбора статистической информации. Так как именно в пределах административных единиц (области, края) возможно эффективно решать задачи управления и осуществлять сбор данных. Инструментом для проведения районирования был выбран разработанный эколого-экономический ГИС-атлас Московской области, обладающий широкими возможностями геообработки, большой базой статистической информации и картографического материала.
Рис. 4. Схема антропогенного влияния человека на природу
В целях выделения показателей эколого-экономического районирования была использована факторно-функциональная иерархическая структура ЭЭС, разработанная во второй главе. В ней за основу были взяты системы и подсистемы, обеспечивающие реализацию потребностей как отдельного человека, так и общества. Раскрытие производилось от высшей иерархической степени к низшей. На высшем иерархическом уровне находится эколого-экономическая система, которая в свою очередь разделяется на социально-экономическую (общественную) и природную системы. Первая характеризуется одноименными показателями, вторая рассматривается с точки зрения природно-общественного взаимодействия и характеризуется экологическими показателями.
Социально-экономические показатели
- Рождаемость (на 1000 чел. населения);
- Смертность (на 1000 чел. населения);
- Число умерших детей до 1 года на 1000 родившихся;
- Миграционный прирост (убыль);
- Численность постоянного населения;
- Численность городского населения;
- Мощность амбулаторно-поликлинических учреждений на 10000 человек постоянного населения, посещений в смену;
- Обеспеченность населения медицинскими кадрами на 10000 человек постоянного населения;
- Процент занимающихся спортом от взрослого населения;
- Процент занимающихся спортом детей;
- Среднемесячная начисленная заработная плата одного работника;
- Численность детей в дошкольных учреждениях;
- Число мест в дошкольных учреждениях;
- Число школ;
- Численность учащихся в дневных общеобразовательных школах;
- Численность учителей в дневных общеобразовательных школах;
- Число библиотек;
- Число зарегистрированных пользователей;
- Обрабатывающие производства (в фактических ценах);
- Производство и распределение электроэнергии, газа и воды (в фактических ценах);
- Валовой сбор зерновых и зернобобовых культур в сельскохозяйственных организациях;
- Валовой сбор картофеля в сельскохозяйственных организациях;
- Валовой сбор овощей открытого грунта в сельскохозяйственных организациях;
- Реализовано на убой скота и птицы в живом весе в хозяйствах всех категорий;
- Уровень рентабельности сельскохозяйственных организаций (%);
- Ввод в действие жилых домов за счет всех источников финансирования, тысяч квадратных метров общей (полезной) площади;
- Ввод в действие индивидуальных жилых домов, построенных населением за счет собственных и заемных средств;
- Оборот розничной торговли на душу населения;
- Объем платных услуг на душу населения;
- Наличие жилищного фонда;
- Частный жилой фонд;
- Наличие ветхого и аварийного жилищного фонда;
- Произведено тепловой энергии котельными;
- Одиночное протяжение уличной водопроводной сети;
- Подано воды в сеть;
- Отпуск воды потребителям;
- Одиночное протяжение уличной канализационной сети;
- Сравнительный коэфф. очистки сточных вод (расч.);
- Перевезено грузов;
- Сальдированный финансовый результат (прибыль, убыток);
- Дебиторская задолженность;
- Кредиторская задолженность;
- Наличие основных фондов на конец года;
- Степень износа основных фондов;
- Инвестиции в основной капитал.
Экологические показатели
- Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу,
- Улавливание (обезвреживание) загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха,
- Объем забранной пресной воды из природных водных объектов,
- Сброшено загрязненных вод,
- Использование пресной воды на различные нужды,
- Оборотное, повторное и последовательное водоснабжение,
- Процент очистки сточных вод,
- Загрязнение почв тяжелыми металлами.
Исходя из сложности эколого-экономической системы и разнородности факторов, влияющих на ее развитие, разработан комплексный метод к районированию, основанный на оверлейном (наложение карт) и геостатистическом методах. В качестве операционной единицы взята административно-территориальная единица – район, так как по районам дается наиболее полная статистическая и картографическая информация. Для учета всех сторон взаимодействия в системе общество-природа предлагается пятиэтапный метод районирования (рис. 5).
Рис. 5. Схема этапов эколого-экономического районирования
Для решения задачи сведения большого объема статистической информации к ряду интегральных показателей была разработана следующая формула:
(1)
где E – нормированное интегральное значение; i – номер исходного показателя; n – общее число исходных показателей, используемых для анализа; Ki – весовой коэффициент i-го исходного показателя; Pi – нормированные значения исходных показателей.
(2)
где Si – значение показателя; Smax – максимальное значение показателя.
В случае, если фактические значения показателя необходимо изменить на противоположные (например, у показателя «загрязнение атмосферного воздуха» увеличение значения указывает на ухудшение состояния окружающей среды, а показатель «улавливания загрязняющих веществ» имеет обратный прядок значений) используется процедура инвертирования:
I – относительное значение инвертируемого показателя.
В результате наложения карт социально-экономического (рис. 6), экологического районирования (рис. 7), а также карты физико-географического районирования (провинций) (рис. 8) выделено одиннадцать эколого-экономических районов мезоуровня (рис. 9), которые дополнительно характеризуются сельскохозяйственной или промышленной ориентированностью:
Первый ЭЭР с высоким уровнем напряженности ЭЭО второго порядка. Он включает следующие административные районы: Щелковский, Ногинский, северную часть Раменского, северную часть Люберецкого (основная его часть), южную часть Пушкинского и южную часть Мытищинского. Располагается он на Мещерской низменности. Характеризуется тревожной экологической ситуацией, высоким уровнем социально-экономического развития, высоким уровнем развития промышленного производства.
Второй ЭЭР с высоким уровнем напряженности ЭЭО первого порядка (южная часть Раменского, юго-западная часть Люберецкого, Восточная часть Ленинского, Подольский и Серпуховский административные районы). Располагается он на Москворецко-окской морено-эрозионной равнине. Характеризуется высокой степенью экологической напряженности, высоким уровнем социально-экономического развития и преобладающим высоким уровнем развития промышленного производства.
Третий ЭЭР со средним уровнем напряженности ЭЭО пятого порядка (северная часть Клинского, северная часть Дмитровского и Талдомский административные районы). Располагается на Верхневолжской зандровой равнине. Характеризуется средней степенью экологической напряженности, преимущественно средним уровнем социально-экономического развития и средним и низким уровнем развития промышленного производства.
Четвертый ЭЭР со средним уровнем напряженности ЭЭО третьего порядка (Домодедовский, Чеховский, Ступинский, юго-западная часть Коломенского и Каширский административные районы). Располагается он на Москворецко-окской морено-эрозионной равнине. Характеризуется средней степенью экологической напряженности, преимущественно средним уровнем социально-экономического развития и средним и высоким уровнем развития промышленного производства.
Пятый ЭЭР со средним уровнем напряженности ЭЭО четвертого порядка (Павлово-Посадский, восточная часть Коломенского, Орехово-Зуевский, Воскресенский, Шатурский, Балашихинский административные районы). Располагается на Мещерской низменности. Характеризуется средней степенью экологической напряженности, высоким, средним и низким уровнем социально-экономического развития и средним уровнем развития промышленного производства.
Шестой ЭЭР со средним уровнем напряженности ЭЭО второго порядка (Сергиево-Посадский, южная часть Дмитровского, южная часть Клинского, северная часть Пушкинского, северо-запад Одинцовского, северная часть Красногорского, Истринский, Солнечногорский административные районы). Располагается на Московской возвышенности. Характеризуется средней степенью экологической напряженности, высоким и средним уровнем социально-экономического развития и средним уровнем развития промышленного производства.
Седьмой ЭЭР со средним уровнем напряженности ЭЭО первого порядка (западная часть Ленинского, южная часть Одинцовского, Наро-Фоминский административные районы). Располагается на Москворецко-Окской морено-эрозионной равнине. Характеризуется средней степенью экологической напряженности, высоким и средним уровнем социально-экономического развития, средним уровнем развития промышленного производства.
Восьмой ЭЭР с низким уровнем напряженности ЭЭО четвертого порядка (Лотошинский, Шаховской, Волоколамский, Рузский, Можайский). Характеризуется низкой степенью экологической напряженности, низким и средним уровнем социально-экономического развития и низким и средним уровнем развития промышленного производства.
Девятый ЭЭР с низким уровнем напряженности ЭЭО первого порядка (Северная часть Луховицкого и Егорьевский районы). Расположен на Мещерской низменности. Характеризуется низкой степенью экологической напряженности, низким уровнем социально-экономического развития, низким и средним уровнем развития промышленного производства.
Десятый ЭЭР с низким уровнем напряженности ЭЭО второго порядка (Юго-западная часть Луховицкого, северная часть Серебряно-Прудского, Зарайский, Озерский административные районы). Расположен на Заокском эрозионном плато. Характеризуется низкой степенью экологической напряженности, низким уровнем социально-экономического развития и низким уровнем развития промышленного производства.
Одиннадцатый ЭЭР с низким уровнем напряженности ЭЭО третьего порядка (южная часть Серебряно-Прудского района). Расположен на Среднерусской возвышенности. Характеризуется низкой степенью экологической напряженности, низким уровнем социально-экономического развития и низким уровнем промышленного производства.
Результаты эколого-экономического районирования показали, что наибольшее напряженная эколого-экономическая обстановка (ЭЭО) наблюдается в районах, располагающихся к востоку от территории Москвы: Щелковском, южной части Пушкинского, южной части Мытищинского, Ногинском, Раменском, восточной части Ленинского, Люберецком, Подольском, Серпуховском районах, что объясняется скоплением производств и западным переносом воздушных масс. Средним уровнем напряженности ЭЭО характеризуются: северная часть Пушкинского, северная часть Мытищинского, Сергиево-Посадский, Дмитровский, Талдомский, Клинский, Истринский, Солнечногорский, Химкинский, Красногорский, Одинцовский, Наро-Фоминский, западная часть Ленинского, Чеховский, Домодедовский, Ступинский, Каширский, Коломенский, Воскресенский, Орехово-Зуевский, Павлово-Посадский, Шатурский районы. К районам с низким уровнем напряженности ЭЭО относятся: Егорьевский, Луховицкий, Зарайский, Озерский, Серебряно-Прудский, Лотошинский, Шаховской, Волоколамский, Можайский, Рузский. Кроме того, территории, характеризуемые низким качеством естественного плодородия почв, испытывают большее антропогенное давление на природу, нежели с низким качеством плодородия.
В целом эколого-экономическая ситуация в Московской области является напряженной, но вместе с тем видна попытка рационализации размещения производств – высокоплодородные почвы не затронуты интенсивным промышленным производством.
Заключение
Диссертационное исследование посвящено вопросам создания методики разработки регионального электронного эколого-экономического атласа и эколого-экономического районирования как интегрального результата эколого-экономических исследований. Разработанные методики соответствуют основным научным требованиям: являются актуальными (решение ключевых задач), целенаправленными (ориентированными на достижение максимальных целей при минимальном использовании имеющихся ресурсов), обладают системностью, полнотой, реалистичностью, а также логичностью построения.
Анализ современных электронных атласов и способов их разработки показал, что наиболее перспективными являются геоинформационные атласы с гибридным типом хранения данных. Разработанная часть атласа для эколого-экономического районирования состоит из развитой системы гиперссылок. После активизации гиперссылки карта открывается в интерфейсе программы ArcGIS 9.2., что является наиболее эффективным решением в силу возможности использования в аналитических операциях всех доступных инструментов ГИС.
На базе атласа была разработана методика эколого-экономического районирования региона и успешно реализована на примере территории Московской области. Целевой ее ориентацией является комплексная интегральная оценка антропогенной нагрузки исследуемого региона, а также, в перспективе, осуществление мониторинга за состоянием окружающей среды в режиме реального времени.
Атлас является произведением многоцелевого назначения и будет полезен ученым, специалистам-практикам, проектировщикам, управленцам, бизнесменам, вузовским работникам и иным лицам, принимающим решения. В силу этого он будет являться эффективным инструментом поиска и принятия эколого-экономически сбалансированных решений в освоении и развитии Московской области.
Как единая информационная система он концентрирует разностороннюю систематизированную информацию о регионе, представляя ее в хорошо обозримой и легко управляемой форме, что способствует его внедрению в различные сферы хозяйственной деятельности.
Основные выводы диссертационного исследования:
- Анализ отечественного и зарубежного опыта показал, что в настоящее время в современных электронных атласах (доступных) используется достаточно ограниченный набор средств по обновлению и обработке геоданных, что не позволяет проводить комплексные эколого-экономические исследования на их основе. Из чего следует необходимость разработки электронного ГИС-атласа, обладающего необходимыми адаптированными функциями.
- Для успешного решения прикладных задач с помощью атласа необходимо научное обоснованние его структуры. В основу атласа положена факторно-функциональная иерархическая структура эколого-экономической системы, на основе которой была создана общая структура геоинформационного эколого-экономического атласа Московской области, включающая в себя четыре основных раздела (природный, социально-экономический, рекреационных ресурсов и экологических проблем);
- Представлена система эколого-экономических показателей, позволяющих наиболее полно раскрыть эколого-экономическую ситуацию в регионе. Достигнуто это посредством их выведения из структуры эколого-экономической системы, где каждый ее структурный элемент характеризуется соответствующими показателями или показателем;
- Разработанная методика создания эколого-экономического атласа представлена в эколого-экономическом ГИС-атласе Московской области, который позволяет представлять географическую информацию в трехмерном виде и в динамике, использовать встроенные инструменты геообработки, а также применять специализированные модели для эколого-экономических исследований и создавать свои;
- Предложены наиболее оптимальная методика по анализу исходной информации в эколого-экономических исследованиях, основанные на статистической обработке данных и картографическом методе наложения карт, что является актуальным в силу разнородности исходной информации;
- Проведено эколого-экономическое районирование Московской области на мезоуровне. Всего выделено 11 районов с разным уровнем напряженности экологго-экономической обстановки;
Основное содержание диссертационной работы изложено
в следующих публикациях
Статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК РФ
- Федотов, А.Л. Электронный эколого-экономический атлас Московской области: структура и принципы разработки: [текст] / А.Л. Федотов // Вестник МГОУ. Серия «Естественные науки». – 2007. - №1. – М.: Изд-во МГОУ. – С. 102 – 107;
- Федотов А.Л. Эколого-экономическая система как основа разработки структуры эколого-экономического атласа Московской области: [текст] / А.Л. Федотов // Вестник МГОУ. Серия «Естественные науки». – 2008. - №2. – М.: Изд-во МГОУ. – С. 73 – 82;
- Федотов А.Л. Эколого-экономическое районирование на основе многомерного статистического анализа: [текст] / А.Л. Федотов // Естественные и технические науки. – 2008. - №2. – М.: Изд-во ООО «Компания Спутник+». – С. 309 - 318;
Статьи, опубликованные в иных изданиях
- Федотов А.Л. Средства и способы ввода картографической информации в ГИС с твердых носителей: [текст] / А.Л. Федотов // Совершенствование подготовки педагогических кадров в вузе. Сборник научных трудов ведущих кафедр Естественно-экологического института МГОУ. – М., 2005. – С. 213 - 222;
- Федотов А.Л. Эколого-экономическая система как основа разработки факторов и признаков эколого-экономического районирования: [текст] / А.Л. Федотов // Актуальные проблемы современной науки. – 2008. - №3. – М.: Изд-во ООО «Компания Спутник+». – С. 266 - 273;
- Федотов А.Л. Области применения ГИС: [текст] / А.Л. Федотов // Материалы юбилейной научно-практической конференции студентов, аспирантов и преподавателей, посвященной 75-летию МГОУ. – М., Издательство МГОУ, 2006. – С. 47 - 50;
- Федотов А.Л. Комплексный подход к эколого-экономическому районированию Московской области: [текст] / А.Л. Федотов // Молодежное научное общество: взгляд в будущее: материалы первой научно-практической конференции студентов, аспирантов и преподавателей. – М., 2009. - С. 59 – 71;
- Федотов А.Л. Области применения ГИС и разработка комплекса электронных геоэкологических карт Подмосковья: [текст] / А.Л. Федотов // Материалы ежегодной научно-практической конференции студентов, аспирантов и преподавателей. Серия «Естественные науки». – М., Издательство МГОУ, 2005. - С. 70 - 78
- Федотов А.Л. Эколого-экономическое районирование Московской области: [текст] / А.Л. Федотов // Актуальные проблемы современной науки. – 2008. - №5. – М.: Изд-во ООО «Компания Спутник+». – С. 202 – 205;
Подписано в печать 27.05.2009. Формат 6084
Усл. печ. л. 1,0. Тираж 120 экз.
Отпечатано в «Копицентр»
141014, Московская область, г. Мытищи,
ул. Веры Волошиной, 9/24