Застосування ГІС для аналізу забрудненості сільськогосподарських земель важкими металами

Крапковий спосіб

Використовується спосіб для картографування масових розосереджених явищ (населення, посівні площі, поголів’я худоби) через точку, крапку чи іншу геометричну фігуру однакового чи різного розміру, яка позначає однакову кількість одиниць картографованого явища і розташовується на карті в місці його фактичного розміщення. На карту наноситься певна кількість точок, густота яких дає наочну картину розміщення явища, а число точок – його розміри. [2]

Важливим моментом при побудові карт із використанням крапкового способу виступає вибір ”ваги“ точки – кількості одиниць. які виражаються однією точкою. При цьому вагу підбирають так, щоб точки не зливалися і показували дійсне положення явища.

Мінімально можлива ”вага“ точки залежить від її графічного розміру. Існують два способи розміщення точок – геометричний і географічний. [5]

Якщо крапку (точку) замінити іншою геометричною фігуркою (трикутником, квадратом, прямокутником, рискою), суть способу не зміниться. Але точка (крапка) найбільш економні і яскраві; інший малюнок точок зустрічається рідко, як правило, у тих випадках, коли на карті зображається кілька явищ і не можна використати колір крапки. [6]

Спосіб ареалів

Ареалом називають область поширення якого-небудь явища. Ареал може бути неперервним, суцільним чи розсіяним. Розрізняють ареали абсолютні (за його межами явище не зустрічається) та відносні (територія, де явище володіє певними властивостями, наприклад, густота тварин достатня для промислового відстрілу). [2]

Для передачі ареалів на тематичних картах використовують різні прийоми: обмеження ареалів суцільною чи пунктирною лінією певного рисунку; фарбування ареалу; штрихування ареалу; рівномірне розміщення в межах ареалу штрихових знаків (художніх чи символічних значків) без передачі його точних меж; написом в межах  границь ареалу, окремим малюнком (художнім значком). Таке багатство прийомів оформлення ареалів дає можливість на одній карті показати навіть ті ареали, які перекриваються. [4]

Ареали можна поєднувати із іншими способами картографування.

Спосіб знаків руху

Знаки руху служать для передачі різних просторових переміщень, які відносяться до природних чи соціально-економічних явищ. Інша область застосування способу – передача різних зв’язків (транспортних, економічних, торгових, фінансових, політичних, культурних тощо). Знаки руху застосовують для показу переміщення будь-якого явища: крапкового (судно, літак, потяг), лінійного (фронт), площинного (лавове поле, льодовик, конус виносу, дельта), розсіяного у просторі (міграції тварин), суцільного (переміщення повітряних мас). За допомогою знаків руху можна передати шлях, спосіб, напрям і швидкість переміщення, якість, потужність та структуру рухомого явища. [2]

Основним графічним засобом зображення (передачі) руху і зв’язків служать вектори – направлені відрізки (стрілки), які можуть різнитися за орієнтуванням (напрямом), формою, величиною (шириною), кольором, яскравістю, внутрішньою структурою Найзручніше використовувати ширину та довжину вектора, інколи – оперення стрілок.

Іншим засобом передачі руху є смужка (стрічка чи епюр), ширина якої виражає потужність потоку пасажирів чи вантажів. Співрозмірність стрічок може бути абсолютною чи умовною, неперервною чи ступінчастою. Структуру потоку перевезень передають кольором чи штрихування стрічки. [4]

Знаки руху можуть передавати рух точно і схематично.

Картодіаграма

Картодіаграмою називають спосіб зображення розподілу якого-небудь явища (його кількісного показника чи показників) через діаграми, розміщені на карті всередині одиниць територіального поділу  (найчастіше адміністративного) і які виражають сумарну величину явища в межах кожної одиниці територіального поділу. [2]

Найчастіше вживають:

лінійні діаграми – стовпчики, смужки, довжина яких пропорційна величині зображеного явища (довжина залізниць (км) на 1 000 км2);

площинні діаграми – кола, квадрати, прямокутники, площа яких пропорційна величині зображеного явища (площа сільськогосподарських угідь в га у розрізі землекористувачі, кількість населення в тис. чол. в районах чи областях даної країни);

об’ємні діаграми – куби, кулі, паралелепіпеди, об’єм яких пропорційний величині зображеного явища.

Діаграмні фігури можуть бути структурними, якщо кола, квадрати, кулі, куби тощо поділити на частини відповідно до складу (структури) зображеного явища. Для структурних діаграм використовують і зоряні діаграми, у яких довжина променя (від основи чи центра основної фігури) пропорційна складовим частинам явища (показники діяльності цукрових заводів – а) виробництво цукру, б) виробництво жому, в) виробництво патоки). [1]

Відмінність картодіаграми від значків в тому, що значки показують пункти локалізації зображених об’єктів і не пов’язані із територіальним поділом. Картодіаграма немислима без територіального поділу, вона не відноситься до певних пунктів, а виражає сумарну величину явища в межах певних територіальних одиниць, не показуючи, де саме це явище розміщене. [4]

Діаграмні фігури на ряд дат передадуть динаміку явища.

Картограма

Картограма – спосіб зображення середньої інтенсивності явища в межах одиниць територіального поділу (найчастіше адміністративного). У картограмі, на відміну від картодіаграми, для побудови служать абсолютні показники, використовують відносні показники, отримані в результаті ділення двох рядів абсолютних величин, обчислених для одних і тих же територіальних одиниць, або ж із підрахунку відсоткових відношень. [2]

Для наочності зображення кожну територіальну одиницю зафарбовують чи заштриховують так, щоб за інтенсивністю кольору чи штрихування можна було судити про інтенсивність явища. Для цього використовують ступінчасту шкалу інтенсивності. Перевагою картограми є простота її побудови і сприйняття. Недоліки картограми: не показує відмінностей в інтенсивності явищ всередині одиниць територіального поділу; створює неправильне враження про рівномірність розподілу явища і зміну інтенсивності на його границях. [5]

Часто картограми складають за квадратами прямокутної сітки координат, що зручно для машинної обробки.

Інтенсивність явища можна передати і стовпчиком (див. спосіб картодіаграму). Найчастіше картограму поєднують із картодіаграмою, а також крапковим способом. [6]

Розділ 3. Розробка та аналіз картосхем забруднення сільськогосподарських земель важкими металами

Використовуючи дані з таблиці 1. (Додаток А) та за допомогою програми MapInfo Professional 9.5 було створено стовбчасту картодіаграму та картограму для кожного з чотирьох важких металів.

Аналізуючи картодіаграму забрудненості сільськогосподарських земель важкими металами, представлену на рис. 4. (Додаток Б), можно зазначити, що найбільш забруднений з представлених районів є Доманівський. Найменш забруднений район – Баштанський. Райони, що розташовані на захід від міста Миколаїв мають більш високий рівень забруднення, ніж східні райони.

Щодо кожного з металів, то аналізуючи картограму забруднення с/г земель Кадмієм (Додаток В), можно виділити три найбільш забруднені цим металом райони – це Доманівський, Березнегуватський, Снігурівський. Найчистішими районами виявились Казанківський та Жовтневий райони.

Картограма забруднення с/г земель Кобальтом (Додаток Д) показує, що Доманівський район найбільш забруднений цим металом серед інших районів. Можна простежити чітку тенденцію до зменшення рівня забруднення з заходу на схід, починаючи з Доманівського району. Це зменшення триває аж до північно-східних крайніх районів областей, але в Казанківському та Березнегуватському районах знов збільшується рівень забруднення, до середніх значень.

На картограмі забруднення с/г земель Купрумом (Додаток Е) видно, що Доманівський район – найбільш забруднений район області. Найбільш чисті райони знаходяться на півдні області, це Березанський та Снігурівський райони.

Свинцем, як видно на картограмі (Додаток Ж), більш за все забруднений Доманівський район. Трохи менше забруднені Березнегуватський та Веселинівський. Найчистіші райони – Баштанський та Казанківський.

Загалом, можна сказати, що Доманівський район, та ті райони, що його оточують, або мають спільну границю з Одеською областю (Веселинівський, Березанський), мають найбільший рівень забруднення практично за всіма важкими металами. 

 

 

 

 

 

 

 

Висновки

Інформація в сучасному світі здобула значну роль в житті суспільства. Розвиток засобів отримання нової інформації та збільшення її об’ємів зумовлює необхідність створення і використання ГІС-технологій, які дають змогу об’єднувати, зберігати та обробляти великі масиви інформації.

В ході виконання роботи було проведено ознайомлення з можливостями застосування ГІС при проведенні мониторингу. ГІС-технології дозволяють ефективніше використовувати дані мониторингу, полегшують та прискорюють процес укладання мониторингових карт, які необхідні для аналізу ситуації, що склалася. ГІС допомагають спостерігати за ситуацією на території.

Були вивчені можливості програми MapInfo Professional та механізми дистанційного зондування Землі. MapInfo являє собою багатофункціональну систему, що може вирішувати велику кількість ГІС-завдань, але при цьому досить проста у використанні. ДДЗ відіграє значну роль і при мониторинзі навколишньго середовища, і у забеспеченні викокої точності та достовірності інформаціі для топографічного картографування.

При створенні моніторингових карт використовують багато різних картографічних способів, які визначаються в залежності від поставленої мети створення карти. Частіш за все використовують картограми та картодіаграми.

Були розроблені картограми та картодіаграма забрудненості грунтів важкими металами, та проведено їх аналіз, який показав, що найбільш забруднений район Миколаївської області – Доманівський і, загалом, землі західніше м. Миколаїв відрізняються більш високим рівнем забрудненості. 

 

 

 

Список використаної літератури

1. Берлянт А.М. Справочник по картографии / Берлянт А.М, Гедымин А.В. , Кельнер Ю.Г. – М.: Недра, 1988. – 154 c.
2. Божок А.П Картографія. Підручник / Божок А.П., Осауленко Л.Є., Пастух В.В.; – К.: Фітосоціоцентр, 1999. – 279 с.
3. Замай С.С. Программное обеспечение и технологии геоинформационных систем: Учеб. пособие / С.С. Замай, О.Э. Якубайлик.  Краснояр /  - гос. ун-т. Крас-ноярск, 1998.  – 110 с.
4. Картография с основами топографии: Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по спец. ”География“ / [ Г.Ю. Грюнберг, Н.А. Лапкина, Н.В. Малахов, Е.С. Фельдман ] – М.: Просвещение, 1991. – 463 c.
5. Салищев К.А. Картоведение. 2-е изд. / Салищев К.А.  – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982. – 385 c.
6. Салищев К.А. Картография: Учебник для географических специальностей ун-тов. 3-е изд., перераб. и доп / Салищев К.А. – М.: Высшая школа, 1982. – 427 c.
7. Світличний О.О. Основи геоінформатики [Текст] : навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. / О.О. Світличний, С.В. Плотницький За заг. ред. О.О. Світличного. - Суми : Університет. кн., 2006. - 295 с.
8. Системи управління базами даних ГІС для моніторингу грунтів. Навч. Посібник/ [Ушкаренко В.О., Морозов В.В., Морозов О.В., Пічура В.І., Ладичук Д.О.] – Херсон: Вид-во ХДУ, 2007. – 111 с.
9. Скворцов А.В Геоинформатика в дорожной отрасли (на примере IndorGIS) / Скворцов А.В., Поспелов П.И., Крысин С.П. – М.: Изд-во МАДИ, 2005. –389 с.
10. ArcGIS 9.0 - описание продукта [Електронний ресурс] Режим доступу до сайту: http://www.esri-cis.ru/software/ArcGIS/index.html
11. AutoCAD Map 3D – описание продукта [Електронний ресурс] Режим доступу до сайту: http://www.autodesk.ru/adsk/servlet/pc/index?siteID= 871736&id=14627566
12. GeoMedia®Professional – описание продукта [Електронний ресурс] Режим доступу до сайту: http://www.geomedia.com.ua

 

 

Додатки

Додаток А

Забруднення земель сільськогосподарського призначення

(дані відділу аналітичного контролю та моніторингу довкілля Державного управління екології та природних ресурсів в Миколаївській області)

Таблиця 1

Вид забруднювача	Район	Вміст забруднювача, мг/кг
Cd	Березанський	0,14
Pb	Березанський	1,58
Cu	Березанський	0,16
Co	Березанський	0,43
Cd	Доманівський	0,15
Pb	Доманівський	3,21
Cu	Доманівський	0,56
Co	Доманівський	0,52
Cd	Миколаївський	0,10
Pb	Миколаївський	1,71
Cu	Миколаївський	0,26
Co	Миколаївський	0,31
Cd	Баштанський	0,12
Pb	Баштанський	0,79
Cu	Баштанський	0,25
Co	Баштанський	0,10
Cd	Веселинівський	0,12
Pb	Веселинівський	1,79
Cu	Веселинівський	0,30
Co	Веселинівський	0,47
Cd	Казанківський	0,07
Pb	Казанківський	1,15
Cu	Казанківський	0,24
Co	Казанківський	0,35
Cd	Жовтневий	0,09
Pb	Жовтневий	1,47
Cu	Жовтневий	0,23
Co	Жовтневий	0,27
Cd	Березнегуватський	0,15
Pb	Березнегуватський	1,84
Cu	Березнегуватський	0,25
Co	Березнегуватський	0,33
Cd	Снігурівський	0,15
Pb	Снігурівський	1,53
Cu	Снігурівський	0,21
Co	Снігурівський	0,14