11.2. Получение земельной информации и ее использование
Генеральная дирекция по окружающей среде Комиссии Европейского союза (DG X1) начала в 1985 г. экологическую программу КОРИН (CORINE) для составления системы об окружающей среде. Эта программа основана на составлении географической базы данных, затрагивающей различные темы, связанные с окружающей средой, и позволяет: ориентировать политику по окружающей среде Европейского сообщества; правильно оценить результаты этой политики и в особенности включить в нее понятие окружающей среды.
Одной из первых целей было объединение многочисленных (международных, европейских, национальных и региональных) программ, разрабатываемых с начала 80-х годов для улучшения знаний об окружающей среде и ее изменениях.
Для достижения этой цели:
разработаны процедуры для собрания, обработки, стандартизации и обмена данными об окружающей среде в странах Европейского сообщества;
реализована географическая информационная система, способная предоставить сведения об окружающей среде.
Программа КОРИН (CORINE) включает в себя проведение различных инвентаризаций по сходной методике в разных странах. Таким образом, были внедрены различные проекты, касающиеся выбросов в атмосферу, воды, биотопов, береговой и почвенной эрозии и землепользования.
В 1985 г. начали проектное изыскание на десяти участках, характерных для природной разнообразности стран Европейского союза. Команда специалистов подготовила номенклатуру и выбрала масштаб работы. В 1987 г. было принято решение о запуске на территории (90 тыс. км2) Португалии проекта в Полном объеме. Исходя из опыта проектного исследования и пробного проекта, были установлены следующие условия: масштаб работы 1:100 000; ступенчатая трехуровневая номенклатура, содержащая 44 рубрики (поста); минимальная картографируемая поверхность (25га).
С 1990 г. проект CORINE Land Cover (СLС) был запущен в нескольких странах Европейского союза: Франции, Бельгии, Испании, Люксембурге и Греции. Постепенно он был распространен на остальные страны Европейского союза и на страны Центральной и Восточной Европы в рамках проекта РНАКЕ. В проекте участвуют более 30 стран, в рамках расширения проекта по средиземноморскому контуру.
Техническая группа, именуемая Land Cover Technical Unit (LCTU), координирует совокупность процедур по разработке базы данных по землепользованию под эгидой Европейского агентства по окружающей среде.
Методология СLС была выбрана, исходя из уровня знаний и возможности иметь одинаковую методику для европейских стран по разумной цене. Выбранная методика определяется как компьютерное дешифрирование аэроснимков. При этой методике спутниковые изображения на экране превращаются в тематические карты в зависимости от информации, которую они содержат, дополнительной компьютерной обработки и использования дополнительных источников информации, например аэрофотоснимков. Использование этих дополнительных источников информации позволяет разрешить сомнительные случаи при интерпретировании спутниковых снимков.
Номенклатура CORINE Land Cover должна удовлетворять следующим условиям: давать возможность картографировать комплекс территорий Европейского союза; отвечать тематическим запросам пользователей, т. е. информировать о состоянии окружающей среды.
Основные этапы изготовления CORINE Land Cover.
Этап 1. Выбор спутниковых данных. Использование аэрокосмической съемки — основной источник информации. Данные, собранные с помощью спутников (SPOT, LANDSAT, IRS и др.), поставляют объективную и легко обновляемую информацию (рис. 11.8).
Этап 2. Сбор и обобщение экзогенной информации, которая включает различные типы важных и зачастую необходимых для правильной интерпретации спутниковых данных: топографические карты; тематические карты; статистическая информация; аэрофотографии.
Этап 3. Дешифрирование аэроснимков. Компьютерное дешифрирование аэроснимков состоит в введении (идентификация и границы) в ЗИС различных объектов землепользования с экрана, используя спутниковые снимки и дополнительные данные (рис. 11.9).
Контуры однородных зон землепользования классифицированы как рубрики номенклатуры CORINE.
Этап 4. Полевые работы. Национальные команды приступают к оценке проблем, возникших на предыдущем этапе. В результате этой оценки происходит распределение зон, для которых интерпретация или ограничение были затруднительны. На этих зонах затем проводят полевые работы, результаты которых интегрируют в общую базу.
Этап 5. Объединение баз данных. На этом этапе различные части базы объединены вместе, при этом зоны, принадлежащие одной рубрике номенклатуры, соединяются вместе и нахлестки между различными зонами удаляются. После воссоединения всех частей контролируют качество проделанной работы (рис. 11.10).
Рис. 11.8. Объективная и
легко обновляемая информация, собранная
с помощью спутников:
Для того чтобы следить за влиянием человеческой деятельности на окружающую среду, необходимо располагать данными о динамике землепользования, анализировать эти изменения количественно и качественно, чтобы оценить воздействие, оказываемые давления и идентифицировать потенциальные риски. Для достижения этой цели Европейское агентство по окружающей среде (ЕЕА) и Центр общих исследований (JRC) запустили в 1999 г. проекты Image2000 и СLС2000, суть которых заключается в обновлении базы данных CORINE для европейских стран.
Изображения со спутника LANDSAT 7, зарегистрированные с 1999 по 2001 г. и покрывающие страны Европейского союза, стали основой для обновления базы данных СLС. Одна из первых задач заключается в идентификации главных изменений в европейском землепользовании за период 1990—2000 гг. Этот проект также был распространен на 10 стран РНАRЕ, находящихся на пути интеграции в Европейский союз.
Проект I&СLС2000 состоит из двух основных взаимозависимых частей:
Image2000, покрывающий все виды деятельности, связанные с получением спутниковых данных, ортокоррекцией и составлением мозаики в национальном масштабе;
СLС2000, покрывающий все виды деятельности, связанные с детекцией и интепретацией изменений в землепользовании.
Рис. 11.9. Дешифрирование аэроснимков
Рис. 11.10. Объединение баз данных Рис. 11.11. Проверка результатов
Технические спецификации, основанные на первом инвентаре CORINE Land Cover, были сохранены для базы данных CLC1990и несколько новых принципов (табл. 11.1) были добавлены при обновлении(CLC2000).
Метод обновления заключается в одновременной визуальной интерпретации на экране спутниковых изображений 1990 и 2000 гг. Изменения в землепользовании визуально идентифицируются и ограничиваются вручную при создании базы данных СLС2000. Практически все страны ЕС и страны Восточной Европы начали обновление CORINE в 2003 г. Некоторые страны начали составление первой базы на их территории (Норвегия, Турция, Мальта и др.).
Уточнение базы CORINE Land Cover необходимо для проведения специальных исследований на некоторых, представляющих особый интерес участках. Идея заключается в реализации базы CORINE Land Cover при помощи той же методологии, но с другим масштабом точности, в геометрическом или тематическом смысле. Пример обновления картографического материала показан на рисунке11.12.
Связь CORINE Land Cover с другими базами данных об окружающей среде [государственный лесной кадастр, реестр зон ZNIEFF (природных зон, представляющих экологический интерес в смысле флоры и фауны)] или с базами данных из других областей (инфраструктура, зоны экономической активности и др.) имеет множество применений.
С помощью взаимного обмена базами данных анализ и управление сложными процессами управления земельными ресурсами (зависящие от многих переменных и критериев) становятся доступными при решении природоохранных проблем и благоустройстве территорий. Например, можно изучить виды использования земель, которыми характеризуются ZNIEFF-зоны, исследовать эволюцию природного разнообразия на определенной территории, развитие пейзажей и т. д. Также при принятии решения о внедрении новой инфраструктуры можно провести предварительные исследования для стимулирования глобального воздействия на окружающую среду в случае реализации проекта или отрицательного результата при проведении альтернативных действий. Кроме того, можно производить слияния базы данных СORINE с цифровой моделью местности, геологическими слоями и другими тематическими картами.
Благодаря ЗИС стало возможным производить новые данные из существующих баз данных или обогащать существующие информационные системы с помощью комбинирования статистических и географических данных. Иллюстрацию примера оценки территории внутри некоторой области (охраняемая местность, зона, подверженная наводнениям, местность с определенным уровень загрязнения и т. д.) можно увидеть на схеме, показанной на рисунке 11.13.
Большинство классических статистических данных собирают для определенных единиц административного деления, и зачастую использование только географических данных недостаточно для получения интересных аналитических результатов. Например, довольно сложно точно локализовать подверженное рискам (загрязнение окружающей среды, наводнения, шум) население и еще сложнее оценить его численность, так как эти явления не останавливаются в административных границах. При таких ситуациях возможно перераспределить статистическую информацию, относящуюся к определенным постам номенклатуры CORINE, исходя из некоторого числа начальных гипотез. Недавно Европейское агентство по окружающей среде внедрило похожую методику и выпустило карты плотности населения в Европе.