Математико-картографическое обеспечение геоинформационного моделирования геосистем и комплексов (на примере гидрологических) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, доктор географических наук Пьянков, Сергей Васильевич

• Пьянков, Сергей Васильевич
• доктор географических наук
• 2013

Оглавление диссертации доктор географических наук Пьянков, Сергей Васильевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО РЕШЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

1.1. Основные термины и определения

1.2. Математико-картографическое моделирование 27 и функциональные возможности региональных гидрологических ГИС

1.3. Методы и способы обработки данных с непрерывной 44 пространственной характеристикой

2. ПРИМЕНЕНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ И МЕТОДОВ

МАТЕМАТИКО-КАРТОГРАФИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО

СТОКА

2.1. Использование гидрографических характеристик рек 52 и их бассейнов в расчетах стока

2.2. Методологические аспекты пространственного анализа 74 формирования стока рек с использованием математико-картографического моделирования

2.3. Разработка обобщенного интегрального показателя 84 для оценки комплексного влияния основных факторов формирования зимнего стока

3. ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ВОДОХРАНИЛИЩА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УРОВНЯ ВОДЫ

3.1. Математико-картографическое моделирование качественных 94 изменений водохранилища

3.1.1. Построение математической модели выявления

качественных изменений водохранилища при понижении уровня воды

3.1.2. Вычисление функций распределения и их моментов

3.1.3. Оценка функций распределения и их параметров

3.1.4. Оценка параметров разности глубин

3.1.5. Характеризация качественных изменений 114 водохранилища при понижении уровня воды

3.1.6. Оценка неизвестных параметров {¡л, а)

3.1.7. Оценивание параметров разности глубин 121 3.2. Алгоритмы математико-картографического моделирования

состояния водохранилища при сработке на заданную величину

3.2.1. Алгоритм выделения точек, попавших в особую область

3.2.2. Алгоритм геостатистического моделирования процесса 127 сработки и обнаружения качественных изменений состояния водохранилища

3.3. Результаты моделирования сработки водохранилища

3.4. Влияние сработки водохранилищ на условия зимовки 138 и воспроизводства гидробионтов

4. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА

ПОСЛЕДСТВИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ПРИ СНИЖЕНИИ УРОВНЯ ВОДОХРАНИЛИЩА

4.1. Возможные экологические последствия при снижении

уровня водохранилища

4.2. Некоторые проблемы эксплуатации малых водохранилищ

на территории Пермского края

4.2.1. Накопление донных отложений

4.2.2. Общая характеристика объекта исследования

4.3. Математико-картографическое моделирование последствий 163 снижения и оценка пространственного распределения мощности донных отложений

4.3.1. Выбор метода построения цифровой модели

рельефа дна водохранилища

4.3.2. Алгоритм процесса сработки и оценка мощности

донных отложений 4.4. Результаты математико-картографического моделирования 180 и прогноз возможных геоэкологических последствий

4.4.1. Мощность накопленных донных отложений 180 и их распределение по площади

4.4.2. Прогноз изменения экологической ситуации при 185 снижении уровня Нижнезырянского водохранилища

4.4.2.1. Морфометрические характеристики

4.4.2.2. Перераспределение отложений по площадям

4.4.2.3. Высыхание донных отложений и воздействие 189 на прилегающие экосистемы в связи с пылением

4.4.2.4. Оценка возможности зарастания ложа 190 водохранилища и изменений в наземных экосистемах

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математико-картографическое обеспечение геоинформационного моделирования геосистем и комплексов (на примере гидрологических)»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время становится традиционным использование методов комплексной обработки пространственной информации при проведении геоэкологических исследований. Как правило, это связано с применением геоинформационных технологий (ГИС-технологий), которые обладают большими возможностями анализа, комплексирования, моделирования и отражения исследуемых объектов и явлений по сравнению с традиционными способами.

Математико-картографическое моделирование, создание

картографических и тематических баз данных, разработка и внедрение географических информационных систем (ГИС) различного иерархического уровня и территориального охвата невозможно без использования современных технологических решений. Их применение позволило вывести комплексное решение пространственных задач на качественно иной уровень. Это нашло свое отражение в работах: С.Н. Сербенюка, В.Г. Линник, A.B. Кошкарева, B.C. Тикунова, A.M. Берлянта, И.К. Лурье, В.И. Стурмана, С.Г. Яковченко, В.А. Жорова и др. [17, 43, 47, 49, 50, 92, 93, 94, 108, 110].

Сущность геоинформационных технологий и связанных с ними методов математико-картографического моделирования состоит в том, что с их помощью производится сбор и создание баз данных, ввод их в компьютерные системы, хранение, обработка и преобразование полученной информации с целью формирования возможных решений различных задач (чаще всего в картографической форме, либо в виде таблиц, графиков, текстов).

Проведение современных геоэкологических исследований невозможно без использования картографических материалов, которые особенно актуальны при комплексном подходе изучаемых проблем, в частности, при оценке водных ресурсов, определении гидрографических и морфометрических характеристик, пространственно-временного

распределения гидрологических процессов и явлений.

Для определения основных гидрографических показателей водных объектов и их бассейнов, морфометрических характеристик озер и водохранилищ, визуальной оценки исследуемой территории используются топографические и тематические карты различных назначений и масштабов. Внедрение геоинформационных систем и технологий позволяет не только облегчить и автоматизировать работу, но и существенно расширить использование карт, которые, как отмечал В.Г. Глушков [13], содержат большой объем информации, необходимой для анализа гидрологического режима водных объектов. В этой связи использование ГИС для выполнения геоэкологических исследований является не только актуальным, но и перспективным.

Важно отметить необходимость современного развития методов математико-картографического моделирования геоэкологических процессов и явлений. В частности, методы непараметрического вероятностно-статистического подхода позволяют получить формальные выводы о наступлении существенных качественных изменений состояния водохранилищ, вызванных понижением его уровня. Применение математических моделей, оценка их параметров и функций распределения позволяют выполнить качественную классификацию объектов исследования, например, участков водохранилищ в зависимости от изменения их морфометрических особенностей при понижении уровня воды.

Важной проблемой является точность определения гидрографических и морфометрических характеристик водных объектов, напрямую связанная с особенностями создания цифровой модели местности и рельефа дна, в том числе с учетом перемещения зоны переменного подпора, площади обнажения и оценки объема донных отложений.

Объект исследования - региональные гидрологические геосистемы и комплексы.

Предмет исследования - теоретические принципы, методы и практические приемы обработки геоэкологической информации для создания математико-картографических моделей геосистем и комплексов (на примере гидрологических).

Цель работы. Разработка методов математико-картографического моделирования геосистем и комплексов регионального уровня (на примере гидрологических).

Основные задачи исследований.

- обобщить и углубить теоретико-методологические вопросы создания и использования региональных гидрологических геоинформационных систем для решения геоэкологических задач;

- разработать методы и практические способы обработки и пространственного анализа геоэкологической информации, представленной на картографической основе;

- создать программные модули по математико-картографической обработке геоэкологической, гидрографической и гидрологической информации;

- выявить средствами ГИС-технологий пространственно-временные отношения между тематическими характеристиками геосистем и комплексов (на примере гидрологических).

Методы исследования, использованные в работе. Теоретические методы исследования включают в себя системный анализ, математико-картографическое моделирование, геоинформационное картографирование, математическую статистику, а также машинное компьютерное моделирование и графику. Экспериментальные методы исследования заключались в проверке соответствия различных результатов математико-картографических моделей эмпирическим данным, статистической обработке

полученных результатов, сравнении прогнозов с реальными изменениями исследуемых геосистем и комплексов.

Информационную базу составили следующие материалы:

• цифровые векторные карты (М 1:1000000, М 1:200000) (Роскартография РФ);

• растровые карты (М 1:1000000, М 1:200000, М 1:10000);

• «Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши». Т. 1. Вып. 25. Бассейн реки Камы. Л., 1988;

• «Ресурсы поверхностных вод. Гидрологическая изученность». Т. 11. Средний Урал и Приуралье. Вып. 1. Кама;

• космические снимки территории Урала;

• тематические карты на территорию Пермского края и водосбора Боткинского водохранилища.

Личный вклад. Автором самостоятельно сформулированы цель и задачи диссертации, составлен план и программа исследования, выбраны и обоснованы методы исследования. Диссертант лично выполнил математическую и картографическую обработку пространственных и тематических данных, создал алгоритмы их обработки и реализовал программные модули, произвел анализ и обобщение полученных результатов. Подготовка к печати научных работ, отражающих результаты исследований, осуществлялась как самостоятельно, так и при участии соавторов.

Научная новизна.

• разработаны научно-обоснованные методы функционирования региональных гидрологических геоинформационых систем, направленных на решение геоэкологических задач;

• предложены новые методы математико-картографического моделирования, используемые при пространственном анализе геоэкологических процессов и явлений (на примере гидрологических);

• создана методика использования ГИС-технологий для исследования пространственных связей характеристик стока с его основными определяющими факторами;

• на основе геоинформационных технологий предложены методики определения и уточнения гидрографических, гидрологических характеристик рек, их бассейнов, а также морфометрических характеристик водохранилищ;

• впервые рассчитан ряд гидрографических и морфометрических характеристик гидрологических объектов территории бассейна Боткинского водохранилища.

На защиту выносятся следующие положения:

• теоретико-методологические основы создания и использования региональных гидрологических геоинформационных систем для решения геоэкологических задач;

• новые методы и практические способы обработки и пространственного анализа геоэкологической информации, представленной на картографической основе;

• программные модули по математико-картографической обработке геоэкологической, гидрографической и гидрологической информации;

• пространственно-временные отношения между тематическими характеристиками геосистем и комплексов (на примере гидрологических), выявленные средствами ГИС-технологий.

Практическая значимость работы.

Результаты исследований используются в работе Министерства природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии, Министерства общественной безопасности, Министерства сельского хозяйства Пермского края, органов ГО и ЧС Пермского края, научных и проектных организациях:

• Научно-техническое обоснование и разработка программы «Предупреждение вредного воздействия вод и обеспечение безопасности ГТС на территории Пермского края» (2006 г.) (Краевая целевая программа принята законодательным собранием Пермского края в январе 2007 г.);

• «Информационное обеспечение органов государственной власти, органов местного самоуправления при принятии решений по обеспечению безопасности населения, предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций природного, техногенного и биолого-социального характера муниципальных образований Пермского края» (2007-2010 гг.);

• «Районирование территории Пермской области по степени риска возникновения чрезвычайных ситуаций природного и природно-техногенного характера с экологическими последствиями: районирование территории; создание банка данных для геоинформационной системы органов государственной власти (ГИС ОГВ)» (2002-2007 гг.),

• «Организация и проведение космического мониторинга прохождения паводка на территории Пермского края» (2007-2012 гг.).

Разработанные методы математико-картографического моделирования региональных гидрологических геосистем нашли свое отражение в следующих грантах Российского фонда фундаментальных исследований и Федеральной целевой программе «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы»:

• «Гидрологическая ГИС (на примере бассейна Боткинского водохранилища)», № 02-07-90225-в;

• «Исследование гидрологического режима крупных водохранилищ с использованием геоинформационных технологий (на примере камских)», № 04-05-96051-р2004урал_а;

• «Гидрологическая ГИС водохранилищ (на примере камского каскада)», № 04-07-96007-р2004урал_в;

• «Анализ формирования пространственно-временной динамики зимнего стока рек в среде ГИС методами математико-картографического моделирования», № 07-05-01077-а;

• «Технология комплексной оценки фитомассы сельскохозяйственных культур по данным дистанционного зондирования Земли», № 09-05-99027-р_офи;

• «Организация и проведение Международной конференции «ИнтерКарто-ИнтерГИС - 15»: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт», № 09-05-06042-г;

• «Комплексный подход в исследовании динамики процессов снеготаяния на водосборах рек», № 11-05-96026-р_урал_а;

• «Организация и проведение международной школы-семинара «Геоинформационное обеспечение модернизации России. Организационный, технологический и кадровый потенциал», № 11-05-06087-г;

• «Прогнозирование интенсивности процессов снеготаяния методами геостатистического анализа (на примере бассейна Боткинского водохранилища)», № 11-05-96026-р_офи;

• «Комплексный подход в исследовании динамики процессов снеготаяния на водосборах рек», № 11-05-00858-а;

• «Разработка технологии оперативного мониторинга и прогноза затопления территории при образовании ледового затора», № 4.В37.21.1891;

• «Влияние циклонической деятельности на условия формирования снежного покрова на Урале», № 2011 -1.2.1 -220-010-086.

Результаты исследований и материалы работы используются в Пермском государственном национальном исследовательском университете для проведения занятий по учебным курсам: «Введение в геоинформатику», «Геоинформатика», «Геоинформационные системы», а также включены в содержание 5 учебно-методических пособий: «Геоинформационные системы и технологии. Основные понятия, определения и опыт применения»; «Определение гидрографических характеристик водных объектов»; «Использование геоинформационных систем и технологий при решении пространственных задач»; «Геоинформатика»; «Геоинформационные системы».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на 38 научных конференциях и совещаниях: IV Международная конференция «Распознавание образов и анализ

изображений» (Новосибирск, 1998); Второй Всероссийский научный молодежный симпозиум «Безопасность биосферы - 98» (Свердловск, 1998); Научно-практическая конференция «Гидрология Урала на рубеже веков» (Пермь, 1999); VII Всероссийский форум «Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес. Образование» (Москва, 2000); Международная научно-практическая конференция «Геоинформатика -2000» (Томск, 2000); Международная научно-практическая конференция «География, общество, окружающая среда: развитие географии в странах Центральной и Восточной Европы» (Калининград, 2001); Международная конференция «Интер-Карто VIII: ГИС для устойчивого развития территорий» (Санкт-Петербург, 2002); Научная конференция по результатам исследований в области гидрометеорологии и мониторинга загрязнения природной среды в государствах-участниках СНГ, посвященная 10-летию образования Межгосударственного совета по гидрометеорологии (Санкт-Петербург, 2002); Международная научно-практическая конференция «География и регион» (Пермь, 2002); IX Всероссийский форум «Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес. Образование» (Москва, 2002); X Всероссийский форум «Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес. Образование» (Москва, 2003); Международная конференция «Взаимодействие общества и окружающей среды в условиях глобальных и региональных изменений» (Барнаул, 2003); XI Всероссийский форум «Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес. Образование». 2-8 июня 2004 (Москва, 2004); Международная конференция «ИнтерКарто-ИнтерГИС - 10»: ГИС для устойчивого развития территорий. Международная конференция. 12-19 июля 2004. Владивосток (Россия), Чанчунь (КНР); Международная выставка и научный конгресс «ГеоСибирь-2005» (Новосибирск, 2005); Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы исследований водохранилищ» (Пермь, 2005); XII Всероссийский форум

«Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес. Образование» (Москва, 2005). Международная выставка и научный конгресс «ГЕО-СИБИРЬ - 2006», 17-19 апреля 2006, Новосибирск; XIV Всероссийский форум «Рынок геоинформатики в России. Современное состояние и перспективы развития». 05-07 июня 2007. Москва; Международная конференция Международная конференция «ИнтерКарто-ИнтерГИС - 13»: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт. Ханты-Мансийск (Россия) - Иеллоунайф (Канада). 12-14 августа 2007 г.; 12-я Всероссийская учебно-практическая конференция «Организация, технологии и опыт ведения кадастровых работ». 13-15 ноября 2007. Москва; XV Всероссийский форум «Рынок геоинформатики в России. Современное состояние и перспективы развития». 3-5 июня 2008 г.; Международная конференция Международная конференция «ИнтерКарто-ИнтерГИС - 14»: Устойчивое развитие территорий: Теория ГИС и практический опыт» 24 июня - 1 июля 2008 г.; Межрегиональная научно-практическая конференция «Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края» 22-23 октября 2008 г.; «Рождественские чтения». Пермь. ПГУ. 5-6 января 2009 г.; Международная конференция Международная конференция «ИнтерКарто-ИнтерГИС - 15»: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт. Sustainable development of territories: GIS theory and practice». 25 июня -3 июля 2009 г. Пермь; Региональная научная конференция «Историко-культурное наследие и информационно-коммуникационные технологии: сохранение и исследование». 13 ноября 2009 г.; II Межрегиональная научно-практическая конференция «Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края». 17-18 ноября 2009 г.; Межрегиональный конгресс «Комфортный город». Круглый стол «ГИС-технологии: управление урбанизированными территориями». 15 марта 2010г.; XVII Всероссийский форум «Рынок геоинформатики в России. Современное состояние и перспективы развития». Калуга. 25-27 мая 2010 г.;

Международная конференция «ИнтерКарто-ИнтерГИС - 16»: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт: Материалы международной конференции (Ростов-на Дону (Россия), Зальцбург (Австрия), 3-4 июля 2010 г.; III Межрегиональная научно-практическая конференция «Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края». 17-18 ноября 2010 г.; Международная научная конференция (19-21 мая 2011 г.) «Землеустройство: история и современность». Май. 2011 г.; Международный семинар «От наземной станции приема ДДЗ - к интеграции и сетевым решениям». 4-11 февраля 2011 г. Кемер. Турция; Всероссийская школа-семинар «Использование данных дистанционного зондирования Земли в управлении лесными ресурсами». ПГУ. 15-16 февраля 2011 г.; Международная школа-семинар «Геоинформационное обеспечение модернизации России и стран СНГ. Организационный, технологический и кадровый потенциал». Пермь -Казань - Саратов - Астрахань - Волгоград - Самара - Пермь. 25 сентября -9 октября 2011 г.; Международная конференция «ИнтерКарто-ИнтерГИС -17»: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт: Материалы международной конференции. Барнаул (Россия), (Индонезия), декабрь 2011 г.; IV Межрегиональная научно-практическая конференция «Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края». 17-18 ноября 2011 г.; V Межрегиональная научно-практическая конференция «Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края». 14-15 ноября 2012 г.

Публикации. Автором опубликовано 113 работ. Из них по теме диссертации 60, в том числе монографий 4, статей 35 (11 в изданиях из перечня ВАК Министерства образования и науки РФ), материалов конференций и тезисов докладов 21. Имеются три свидетельства о государственной регистрации базы данных в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам: № 2010620078 - Региональная гидрологическая ГИС «Бассейн Боткинского

водохранилища», № 2010620079 - Гидрологическая ГИС «Водохранилища камского каскада» от 1 февраля 2010 г. (в соавторстве с В.Г. Калининым) и № 2011620638 - Геоинформационная система «Гидротехнические сооружения Пермского края» (ГИС ГТС «Пермского края») от 8 сентября 2011 г. (в соавторстве с Ю.Н. Шавниной), а также 8 свидетельств отраслевой разработки.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 210 страниц машинописного текста состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 124 источника и 7 приложений. В ней содержится 67 рисунков и 24 таблицы.

Автор выражает благодарность научному консультанту, заведующему кафедрой метеорологии и охраны атмосферы Пермского государственного национального исследовательского университета, д.т.н., профессору Калинину H.A. за полезные советы и рекомендации; доценту кафедры физической географии и ландшафтной экологии, к.г.н. Соболевой Е.Б., заместителю директора Естественно-научного института Пермского государственного национального исследовательского университета, к.г.-м.н. Максимовичу Н.Г. за внимание, проявленное к работе и ценные замечания, а также профессору кафедры физической географии и ландшафтной экологии, д.г.н. Калинину В.Г.

1. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО РЕШЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

1Л. Основные термины и определения

В настоящее время в геоинформатике существует большое количество определений геоинформационных систем (ГИС) и технологий. Однако многие из них описывают только некоторые аспекты использования функциональных, технологических, технических и информационных особенностей ГИС.

Наиболее устоявшимся является определение ГИС, приведенное в терминологическом словаре [5]: геоинформационные системы - это «информационные системы, обеспечивающие сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных (пространственных данных). ГИС содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, квадротомических и иных), включает соответствующий задачам набор функциональных возможностей ГИС, в которых реализуются операции геоинформационных технологий, поддерживается программным, аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением».

Под геоинформационными технологиями понимаются -«технологические основы создания географических информационных систем, позволяющие реализовать функциональные возможности ГИС» [5].

ГИС могут быть классифицированы по следующим признакам [5, 43]:

- по назначению - в зависимости от целевого использования и характера решаемых задач;

- по проблемно-тематической ориентации - в зависимости от области применения;

- по территориальному охвату - в зависимости от размера геопространства и в связи с масштабным рядом цифровых картографических материалов, используемых для формирования базы данных ГИС;

- по способу организации геопространственных данных;

- по расширяемости функциональных возможностей - в зависимости от использования встроенных или внешних средств программирования.

По назначению возможно выделение следующих видов ГИС:

- многоцелевые;

- информационно-справочные;

- мониторинговые и инвентаризационные;

- исследовательские;

- принятия решений;

- учебные;

- издательские;

- иного назначения.

По проблемно-тематической ориентации можно выделить следующие виды ГИС:

- экологические и природопользовательские;

- социально-экономические;

- земельно-кадастровые;

- геологические;

- муниципальные;

- чрезвычайных ситуаций;

- навигационные;

- транспортные;

- торгово-маркетинговые;

- археологические;

- иной ориентации.

По территориальному охвату устанавливают следующие виды ГИС:

- глобальные (соответствуют М 1:45000000 и менее);

- общенациональные (соответствуют М 1:2500000 - 1:20000000);

- региональные (соответствуют М 1:500000 - 1:4000000);

- локальные (соответствуют М 1:50000 - 1:1000000);

- муниципальные (соответствуют М 1:50000 и крупнее).

По способу организации географических данных устанавливают следующие виды ГИС:

- векторные;

- растровые;

- векторно-растровые;

- трехмерные.

По расширяемости функциональных возможностей:

- «открытые» - имеющие встроенные (макроязыки) либо поддерживающие внешние средства разработки приложений (языки высокого уровня) для конкретной ГИС;

- «закрытые» - расширения функциональных возможностей отсутствуют.

Использование геоинформационных технологий в геоэкологических исследованиях нашло широкое применение, поскольку они носят пространственный характер. В настоящее время имеется большое количество созданных тематических ГИС и технологий, направленных на решение прикладных задач, различающихся по назначению, способу организации данных и территориальному охвату. Одним из важнейших классов решаемых задач являются задачи моделирования гидрологических процессов и явлений. Рассмотрим некоторые из них.

ГИС «Водные ресурсы» [ЮЗ] разработана в управлении природопользованием Алтайского края для бассейна р. Оби, ее функциональные возможности включают в себя:

1. Ввод, хранение и поддержку в актуальном состоянии гидрологических и гидрохимических данных, определяющих состояние и качество поверхностных вод на основе данных стационарных пунктов службы наблюдения и контроля Росгидромета и данных по водоотведению на основе государственной формы отчетности 2ТП-водхоз;

2. Территориальную привязку данных к объектам наблюдения (гидрологическим постам, пунктам контроля качества воды, выпускам сточных вод);

3. Выполнение запросов на поиск и обработку данных по объектам наблюдения за различные периоды времени;

4. Формирование данных для выполнения математических моделей;

5. Расчеты по моделям;

6. Табличное, графическое и картографическое отображение информации.

Примером создания комплексной ГИС является геоинформационная система гидрологического назначения в Самарской области [39].

В данной ГИС имеется возможность не только сбора разобщенной информации, но и осуществления мониторинга паводковой обстановки на основе фактических и прогнозных данных и оперативного представления сведений для работы паводковых комиссий.

Разработчиками были сформулированы основные требования к ГИС: система должна представлять собой комплекс программ для работы с картографической информацией, моделирования паводковой ситуации, хранения картографических и атрибутивных данных.

Для получения обобщенной гидрометеорологической информации использованы результаты многолетних наблюдений на гидрологических постах и метеостанциях, результаты рекогносцировочных обследований на территории области, представленные Приволжским межрегиональным территориальным управлением по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, материалы ранее выполненных проектов.

Созданы тематические слои, отражающие состояние объектов и гидрологическую информацию:

1. Гидрометеорологические условия района: среднемесячное и годовое количество осадков; средняя декадная высота снежного покрова; запас воды

в снежном покрове; средняя месячная и годовая температура воздуха; наибольшее суточное количество осадков;

2. Основные характеристики и параметры гидрографической сети на территории района;

3. Данные о наличии, состоянии и владельцах гидротехнических сооружений на территории района;

4. Гидрологический режим водных объектов: характеристика половодья на Куйбышевском и Саратовском водохранилищах и реках района; характерные даты вскрытия рек и водохранилищ; сведения о наибольших суммарных объемах стока воды в период половодья и дождевых паводков; характерные уровни воды в период половодья разной обеспеченности; сведения о возможных подтоплениях населенных пунктах во время половодья с привязкой к гидрологическому посту;

5. Мониторинг ледовых заторов и подрывных мероприятий.

Гидрометеорологическая информационная система «Эколог - водные

ресурсы» [39] предназначена для решения научных и прикладных инженерных задач, связанных с обработкой больших массивов данных наблюдений. Цель создания системы - объединение на единой информационной основе данных наблюдений на метеорологических станциях и гидрологических постах с возможностью осуществления различных выборок данных и выполнения гидрологических расчетов.

Система состоит из ряда взаимосвязанных программных модулей, объединенных общим интерфейсом пользователя, и непосредственно баз данных (БД), которые независимы от пользовательских программ и могут быть созданы на любой СУБД.

Пользователю предоставляются средства корректировки, добавления и удаления данных на различных уровнях (поле, запись, таблица, БД), возможность создания новых БД с требуемыми структурами и обмен между ними. Система содержит развитые средства поиска и формирования запросов.

Информационная система «Реки Крыма» [39] включает в себя данные о гидрологическом режиме рек начиная с 1912 г. Хранение информации в ГИС централизовано, что обеспечивает неизменяемость программ при увеличении объема данных. БД имеет свой логический и физический аспект и соответствующие структуры. Содержание БД открывается алфавитным списком всех рек Крыма, по которому можно вызвать необходимые сведения по любой реке. В БД помещены основные гидрографические характеристики: длина и уклон реки, площадь и средняя высота водосбора, лесистость, коэффициент антропогенной нагрузки и результаты многолетних режимных наблюдений на гидрологических постах: характерные уровни воды, средний годовой расход, модуль и слой стока, характерные расходы, сведения о паводках и пересыхании рек, твердый и химический сток. Отдельный файл посвящен гидроэкологии рек. В БД занесены источники загрязнения рек: тип загрязнения, его местоположение, название ближайшего населенного пункта, режим работы источника загрязнения. Отдельный файл в БД посвящен текстовым характеристикам - гидрологическому описанию рек. Для организации этой системы, а также БД была создана специальная программа управления базой данных (СУБД) под названием «Диалог», представляющая собой набор меню, связанных по древовидной структуре. В рамках СУБД «Диалог» возможна организация и структурирование новой БД, проведение обработки данных пакетами прикладных программ.

С 2000 г. начала внедряться обработка режимной гидрологической информации на персональных компьютерах в информационной системе «ПЕРСОНА РЕКИ» [39]. Система «ПЕРСОНА РЕКИ» в своем окончательном варианте будет охватывать все этапы обработки гидрологической информации. В настоящее время уже внедрен этап графического представления информации. Он включает:

1. Получение графиков совмещенного хода уровня по нескольким постам;

2. Совмещенных поперечных профилей русла;

3. Комплексный график.

Реализована обработка годовой информации и автоматизированного получения таблиц справочника «Ежегодные данные о режиме поверхностных вод суши» (ЕДС).

В системе «ПЕРСОНА РЕКИ» имеется этап доступа к архивам первичных данных, позволяющий получать гидрологическую информацию для обслуживания потребителей в виде таблиц произвольного формата.

Авторами планируется разработка новых автоматизированных методов измерений характеристик гидрологического режима водных объектов, обработка их результатов, оптимизация сети наблюдений на территории Сибири и Дальнего Востока, а также в районах с часто повторяющимися высокими половодьями и паводками. В частности, предложены «Методические рекомендации и компьютерная технология автоматизированной обработки данных измерений уровнемера поплавкового цифрового», которые внедряются в практику работ УГМС. Завершается создание программного комплекса для подсчета стока воды в составе автоматизированной технологии обработки данных наблюдений на реках и каналах.

Отдельно следует выделить создание автоматизированных рабочих мест (АРМ) гидрологов, предназначенных для обработки оперативной гидрометеорологической информации метеостанций, гидрологических и агрометеорологических постов, климатических данных, прогностических полей осадков и температуры, данных снегосъемки, спутниковых снимков среднего разрешения для организации мониторинга текущего гидрологического режима рек, озер, водохранилищ, а также для подготовки гидрологических прогнозов [39]. АРМ Гидролога является звеном технологического комплекса «ЛАССО-ГИС Метео». В рамках этого комплекса АРМ Гидролога выполняет следующие функции:

1. Ввод данных и раскодирование данных, автоматизированный контроль и запись в (метеорологическую) базу данных (МБД ЛАССО);

2. Создание архива синоптической, гидрологической, агрометеорологической информации, данных снегосъемок в формате реляционной базы данных MS ACCESS на основе оперативной МБД ЛАССО в реальном режиме времени с любым необходимым сроком хранения;

3. Вывод на экран дисплея текстов гидрологических телеграмм кода КН-15, текстов телеграмм наблюдения за снежным покровом КН-24 и текстов агрометеорологических телеграмм по бассейнам, рекам, водохранилищам;

4. Коррекцию текстов телеграмм в МБД ЛАССО и выдачу исправленных телеграмм в канал связи. Предоставляется возможность формирования сводок на рабочем месте;

5. Выполнение любых необходимых запросов на основе MS ACCESS;

6. Создание журналов ГП-25 в ручном и автоматическом режиме в формате MS ACCESS, вывод на экран дисплея, коррекцию и вывод на печать;

7. Создание таблиц ежегодника (уровни воды, расходы воды, сведения по водохранилищам) в формате MS ACCESS (1 файл содержит данные ежегодника по всем необходимым постам). Подразумевается вывод на экран дисплея, коррекция и вывод на печать;

8. Построение графиков уровней воды по рекам и водохранилищам за определенный период;

9. Воспроизведение и самостоятельное изготовление синоптических, прогностических, климатических, агрометеорологических карт, а также карт глубины промерзания, влагозапасов, состояния снежного покрова и др.;

10. Расчет сумм осадков за период или по территории, их средних характеристик, а также отклонений от месячной нормы.

Многие российские организации, специализирующиеся в области водного хозяйства, предупреждения чрезвычайных ситуаций, экологии водных объектов, эксплуатации инженерных гидротехнических систем, используют семейство программных продуктов Датского гидравлического

института (DHI), связанных с моделированием и прогнозированием прохождения дождевых паводков, весенних половодий и прорыва плотин прудов и водохранилищ [39].

Наиболее универсальным инструментом для прогнозирования состояния поверхностных и подземных вод под воздействием природных и антропогенных факторов являются математические модели или компьютерные информационные технологии. Развитие компьютерных технологий семейства программных продуктов Датского гидравлического института происходит при постоянном стратегическом партнерстве с ESRI. В итоге, не только все программные продукты DHI связаны с ArcView GIS и/или ARC/INFO, но и разработаны специальные ГИС-приложения на основе объединения свойств ArcView и математических моделей DHI. На текущий момент для использования в инженерной и управленческой практике на компьютерном информационном рынке (в том числе на Российском) находится целый ряд специальных технологий, реализованных в программных продуктах MIKE 11.

Наиболее интересные проекты связаны с гидрологическим режимом и нагонными наводнениями в Каспийском море (MIKE 21), с исследованиями режимов течения Нижней Волги и дельты Волги (MIKE 11), с моделированием ливневой канализации г. Москвы (MOUSE), прорывами . плотин в Пензенской, Нижегородской и Челябинской областях, качеством воды в реках Яузе и Нищенке (в Москве) (все с применением MIKE 11) и др.

В ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева» разработан, опробован и широко используется программный комплекс «Волна прорыва» для прогнозирования возможных последствий, возникающих при прорыве гидротехнических сооружений [39]. Этот комплекс применяется при проектировании гидротехнических сооружений (ГТС), разработке их Деклараций безопасности, для оценки чрезвычайных ситуаций. В программном комплексе возможно прогнозировать: различные сценарии развития прорыва,

зону и уровень затопления территории; величину гидродинамической нагрузки на сооружения, находящиеся в зоне затопления; величину размыва грунта вдоль трассы движения потока; вынос и распространение золы с золошлакоотвалов теплоэлектростанций.

Другой класс программных продуктов связан с созданием корректных цифровых моделей рельефа, как дна водоема [37, 77], так и территории водосбора [20, 27, 108, 111]. В работе С.Г. Яковченко, В.А. Жорова, И.С. Постновой [111] рассмотрены программные и технологические приемы создания цифровых моделей рельефа. В гидрологических расчетах и прогнозах используются различные характеристики, определяемые по топографическим, ландшафтным, синоптическим и другим картам.

Применение различных математических моделей с распределенными параметрами для описания процессов формирования стока в речных бассейнах требует многократного определения этих характеристик, оценки их пространственного распределения. Поэтому одной из важных задач применения ГИС является автоматизация расчета параметров водосбора [109, 111]. Так, в работе [109] указывается необходимость автоматизированного расчета морфометрических и картометрических параметров водосборов рек для оценки максимального стока, а также контуров самих водосборов. Система SnipCalc является геоинформационным приложением на базе ГИС ArcView, использующим расширения Spatial Analyst и 3D Analyst. Основные стадии расчета в системе включают создание TIN на основе горизонталей и отметок высот, создание растровой ЦМР на базе TIN, уточнение ЦМР по речной сети, выделение границ водосбора, расчет морфометрических характеристик водосборов.

Рассмотренные примеры создания ИС и ГИС, представляющие собой далеко не полный перечень, свидетельствуют о многообразии решаемых гидрологических задач и, соответственно, областей применения геоинформационных систем и технологий. Согласно общей классификации [43,5], представленные ГИС могут быть подразделены следующим образом (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Классификация гидрологических геоинформационных систем и технологий

№ Наименование ГИС Назначение Проблемно-тематическая ориентация Территориальный охват Способ организации пространственных данных Расширяемость функциональных возможностей

1 «Водные ресурсы» Информационно-справочная, инвентаризационная Экологическая и природопользовательская Региональная Векторное Закрытая

2 «Геоинформационная система гидрологического назначения в Самарской области» Многоцелевая Экологическая и природопользовательская; чрезвычайных ситуаций Региональная Векторно-растровая Закрытая

3 «Эколог - водные ресурсы» Многоцелевая Экологическая и природопользовательская Локальная Векторное Закрытая

4 «Реки Крыма» Информационно-справочная Кадастровая Региональная — Закрытая

5 «Персона реки» Информационно- справочная, мониторинговая и инвентаризационная Кадастровая Локальная Закрытая

6 «АРМ Гидролога» Мониторинговая и инвентаризационная Кадастровая Локальная Векторно-растровая Закрытая

7 «MIKE» Многоцелевая Экологическая и природопользовательская; чрезвычайных ситуаций Локальная Векторно-растровая, трехмерная Закрытая

8 «Волна прорыва» Иного назначения Чрезвычайных ситуаций Локальная Векторное Закрытая

9 «SnipCalc» Иного назначения Иная ориентация Локальная Векторно-растровая, трехмерная Закрытая

1.2. Математико-картографическое моделирование и функциональные возможности региональных гидрологических ГИС

В работах [21, 23, 35, 36, 38, 39, 55, 41, 66, 68, 69, 80, 79, 95] было показано, что создание гидрологической ГИС направлено на решение широкого класса задач, весь спектр которых по степени сложности можно разделить на четыре группы:

1. Создание и ведение составляющих гидрологической базы данных.

1.1. Организация ввода и хранения гидрометеорологических данных в картографическом и семантическом видах (создание интерфейса ввода и верификации данных);

1.2. Информационная обработка исходных материалов, включающая контекстный и пространственный поиск, поиск по наименованию, формирование выборки со статистической обработкой данных;

1.3. Организация вывода данных (создание форм, картографической и графической отчетности; создание интерфейса вывода).

2. Определение и уточнение гидрографических, гидрологических характеристик рек и их бассейнов, а также морфометрических характеристик водохранилищ как при нормальном подпорном горизонте (НПГ), так и разных уровнях сработки (в том числе не линейной).

2.1. Картометрические работы по расчету координат, линейных и площадных характеристик водных объектов и их бассейнов (длина, извилистость водотока, площадь водоема, водосбора и его центра тяжести);

2.2. Измерение и вычисление линейных, площадных показателей (длина, изрезанность береговой линии, площадь, объем, средняя и максимальная глубины и др.) выделенных таксономических единиц водохранилищ.

2.3. Вычисление статистических параметров гидрологических характеристик (количество, среднее, максимальное, минимальное, размах, коэффициенты вариации и асимметрии).

3. Цифровое картографическое моделирование для расчета гидрографических, гидрологических и морфометрических показателей.

3.1. Вычисление параметров водных объектов и их бассейнов по отношению к другим водным объектам и их бассейнам на основе оверлейных операций и МАР-алгебры (коэффициенты лесистости, озерности, заболоченности, карста, распаханности, выделение старого русла, поймы и склонов, с/х угодий, транспортных коммуникаций, инженерных сооружений, в том числе дополнительных характеристик таких как, показатели горизонтальной и вертикальной расчлененности рельефа, порядки рек, густота речной сети и др.);

3.2. Моделирование поверхностей (бассейна, ложа водохранилища) и расчет на их основе таких параметров как средняя высота (глубина) с заданной степенью дискретности, объем, вычисление изогипс (изобат) с заданным шагом, построение поперечных разрезов водохранилищ;

3.3. Пространственное моделирование (картографирование) гидрологических процессов и явлений (использование интерполяционных методов, основанных на регулярной (GRID) и триангуляционной нерегулярной сети (TIN);

3.4. Построение продольных профилей водотоков;

3.5. Построение карт экспозиции и освещенности склонов в пределах бассейнов.

4. Гидрологический анализ.

4.1. Выявление связей характеристик стока с его основными факторами (в том числе с рассчитанными бассейновыми характеристиками) для уточнения косвенных методов их оценки по неизученным водным объектам; выбор оптимальной реки - аналога и т.д.;

4.2. Выявление связей основных элементов режима с морфометрическими показателями.

4.3. Определение средних и вероятных значений элементов гидрологического режима для неизученных рек или слабо изученных

участков водохранилищ на основе выявленных зависимостей или созданных карт пространственного распределения гидрологических характеристик (уровней, температуры воды, сроков наступления ледовых фаз и т.д.);

4.4. Установление и оценка прогностических зависимостей гидрологических процессов и явлений (развитие процесса снеготаяния, естественной и искуственной сработай, формирования ледяных образований, явлений и т.д.);

4.5. Гидрологическое районирование;

4.6. Исследование пространственной динамики элементов гидрологического режима (водного, ледово-термического и др.).

Одной из первых, наиболее важных функциональных возможностей является поиск объектов. В гидрологических ГИС [21, 23, 39, 68] поиск объектов реализован по наименованию, их пространственному отношению к другим объектам (например, нахождение в пределах бассейна населенных пунктов, рек, постов, метеостанций и т.д.), а также в заданном радиусе, например, ближайшей от гидрологического поста метеостанции с отображением направления и расстояния (рис. 1.1).

В ГИС имеется возможность задавать критерии, относительно которых будет создан слой на основе файла. Этот слой состоит только из объектов, удовлетворяющих условию запроса, что позволяет на основе одного файла создавать множество слоев, каждый из которых отвечает соответствующей тематической характеристике [84, 85, 86].

Так, возможно из исследуемых речных бассейнов, на которых проводятся наблюдения за гидрологическим режимом, оставить только те, у которых средняя высота, например, более 300 м абс. (рис. 1.2). Это крайне важно при решении задач поиска реки-аналога, поиска участков с аномально ранними или поздними сроками наступления ледовых явлений, статистической обработки пространственной информации выбранных объектов (изучение стока горных бассейнов), гидрографических исследований, наблюдения за гидрологическим режимом водохранилищ, проведения гидрологического районирования.

Результат поиска населенных пунктов в границах бассейна

Выбор бассейна «Кама - Гайны»

Список населенных пунктов в границах бассейна «Кама-Гайны»

| Иаголм*«.*' Г«А /1000000

Пола «палим \

(N«1. 4

| ' АФу«АСЬЕВО

Коеьаа Остамм«)<Пвремсжов| Бнсароао

Ийм ЧстаИгу« ВерхБуаым

II»«.« Служа ГАИНЫ

В>аиар» ви

(ом 1ли Кабрапи

Яма Н.шммЙэыи ЛЕСНОЙ

1.ПМ »морг Лаке

Чгк». Уеъаа Ража-ъная

Ирм Ш<£ино РУДНИЧНЫЙ

1улм Крылово(Алексанаро0кв СОЗИМСКИЙ

ПО» Ротдастваиеков Уст» Черная —

Вишара Робымаю Чабис

Гылм Пгч..»««» ЧРРНПРРЧРМГКИЙ

Ш

Расстояние между объектами

Выбор гидрологического поста

Выбор метеостанции, находящейся в заданном радиусе от

§ь»._____ Иде»ы»шагор о —

Ои«>пс« И*?«

П«*4ст\ль | О-аастмгк асе | ■1 1 >Г

Расстояние от гидрологического поста до выбранной метеостанции

Рис. 1.1. Организация поиска объектов по наименованию и в заданном радиусе:

а) речная сеть; б) водохранилища

Ьассеймы волосбора

Выбор поля «Средняя высота бассейна»

^ Определение те»«- Слом карты I ^ Поиск по теме Попе

Максимальная высота бассейне ж 1 Мк*««4альиая высота бассейна Наш

Отношение плошаци поверхности б Ппошааь бассейна на плоскости 1лошааь повертости бассейна

Суима алм горизонталей в пред с Суммарная длина горизонталей де Суммарная длта рек в предела* б Шф*«а бассейна _

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Пьянков, Сергей Васильевич

Основные результаты работы состоят в следующем:

1. На основе геоинформационных технологий предложены методики определения и уточнения гидрографических, гидрологических характеристик рек, их бассейнов, а также морфометрических характеристик водохранилищ. Их основой явилось вычисление пространственных характеристик любого гидрологического объекта или явления. Так, например, в пределах любого бассейна появляется возможность расчета линейных' и площадных параметров объектов, причем, как суммарных значений, например, длины рек или площади, занятой озерами, так и с вычислением показателей каждого объекта и его доли от общего суммарного значения, что очень важно для исследований и расчетов речного стока, особенно по неизученным рекам.

Следующей важной функциональной особенностью созданной ГИС является возможность выделения глубоководной, мелководной и прибрежной зон и подзон в пределах какого-либо участка водохранилища и расчет их морфометрических характеристики. Определение этих таксонов выполняется по заданным пользователем критериям в виде значений глубин на их границах с последующим созданием векторных и растровых слоев, по которым вычисляются площади и пространственная статистика.

2. Разработаны методы математико-картографического моделирования для решения геоэкологических задач, связанных с формированием поверхностного стока, с учетом неоднородности информации о территории водосбора. С их помощью возможно не только создание карт распределения гидрологических процессов и явлений, построение изолиний с заданным шагом, но и выполнение пространственного корреляционного и регрессионного анализов. Предложено использование обобщенного интегрального показателя для оценки неоднородности формирования поверхностного стока, что дало возможность комплексного учета и степени влияния каждого фактора.

3. На основе непараметрического вероятностно-статистического подхода разработаны новые математико-картографическое модели качественных изменений водохранилищ при их сработке (в том числе не линейной). Проведенное моделирование позволяет оценить непараметрические функции распределения глубин и их параметры, а также строить графики функций распределения глубин. По этим результатам возможна классификация участков водохранилища в зависимости от изменения их морфометрических особенностей при понижении уровня воды. Эти изменения возникают из-за уменьшения площадей участков водохранилища покрытых водой, а также возможного появления отдельных замкнутых котловин (ям), не связанных с основной частью водохранилища.

4. Созданы алгоритмы геостатистического моделирования процесса сработки и обнаружения качественных изменений состояния водохранилищ на заданную величину, а также проведена оценка влияние сработки водохранилищ на условия зимовки и воспроизводства гидробионтов. Впервые для условий камских водохранилищ проведен расчет всех замкнутых котловин, образующихся в результате зимней сработки, где высока вероятность развития заморных явлений. Анализ полученных данных показывает, что на Камском водохранилище масштабы рассматриваемых явлений достаточно велики. Одним из вариантов решения проблемы является изменение в регламенте работы ГЭС. Так, при уменьшении амплитуды зимней сработки Камского водохранилища только на 1,5 м (до уровня

102,5 м абс), количество ям, а также их суммарные площади и объемы сокращаются практически на 30 %, что существенно улучшит условия зимовки гидробионтов на Камском водохранилище. Другим вариантом решения является прокапывание прорезей. Для условий Боткинского водохранилища эта проблема менее актуальна и объясняется небольшой "величиной зимней сработай в связи с положением в каскаде и соответствующим режимом регулирования.

5. Для всех бассейнов рек, на которых когда-либо велись наблюдения за стоком на территории водосбора Боткинского водохранилища, вычислены следующие характеристики: основные гидрографические показатели, площади с разными типами почв, закарстованность водосбора, антропогенная нагрузка на бассейны рек, а также впервые рассчитаны некоторые новые показатели и коэффициенты, определение которых традиционными методами крайне сложно или практически невозможно. При этом они играют далеко не последнюю роль в понимании ряда важнейших гидрологических процессов и явлений и позволяют, особенно при отсутствии данных наблюдений, косвенным путем получить важные гидрологические сведения.

6. Методами геоинформационных технологий проведена оценка мощности накопленных донных отложений и их пространственного распределения. Основой для решения задач, связанных с процессом сработай водоема и определением мощности отложений, послужило создание оптимальной цифровой модели рельефа дна водоема, построенной математико-картографическими методами на основе информации о состоянии территории до и после образования водоема. Для решения проблемы получения формальных выводов о процессе сработай на территории Нижнезырянского водохранилища с учетом понижения его уровня, реализован программный инструмент, позволяющий применить определенный статистический подход: моделировать сброс воды в водохранилище на заданный уровень с получением полигонального слоя, содержащего информацию о неосушенных и осушенных областях водохранилища с пространственной оценкой донных отложений.

7. Разработана геоинформационная модель, позволяющая проводить оценку развития неблагоприятной экологической ситуации, вызванной снижением уровня водохранилища. Прогноз изменения экологической ситуации при снижении уровня Нижнезырянского водохранилища, прежде всего, будет связан с изменением морфометрических характеристик водоема, перераспределением иловых отложений по площадям, их высыханием и воздействием образовавшийся пыли на прилегающие экосистемы, а также зарастанием ложа водохранилища и изменением наземных экосистем. После предполагаемого спуска воды в Нижнезырянском водохранилище ожидается увеличение площади мелководных зон (глубина менее 2 м) и начнется интенсивный снос осушенных донных отложений в оставшуюся часть водохранилища, что приведет к его обмелению и расширению мелководной зоны, а также к интенсивному размыву толщ накопленных донных отложений и формированию на осушившемся участке дна новых пойменно-русловых форм рельефа, соответствующих новым гидродинамическим условиям. Одновременно с эрозионным размывом на участке осушения неизбежно развитие дефляционных процессов, чему будет способствовать высыхание обнажающегося слоя донных отложений. Максимальный уровень пыления ожидается на втором этапе развития последствий сброса вод -обнажения поверхности отложений при отсутствии фитопродуцирования, т. е. в период, когда их поверхность просохнет до состояния пыления, но еще не будет покрыта растительностью. Процесс зарастания обнажающейся донной поверхности протекает с различной степенью интенсивности в зависимости от эдафического состояния грунтов, их пригодности для роста и развития зональных видов растительности. Однако формирующиеся наземные экосистемы недостаточно эффективны для стабилизации экологической обстановки в охранной зоне водохранилища, требующий коренной реконструкции, направленной на повышение фитопродукционных и водоохранно-защитных свойств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации рассмотрено математико-картографическое, алгоритмическое и программное обеспечение геоинформационного моделирования пространственно-временных геосистем и комплексов (на примере гидрологических). Математико-картографическое моделирование пространственно-временных геоэкологических процессов и явлений проводилось на основе топографических, гидрографических, гидрометеорологических, экологических и других тематических данных, характерных для территории Уральского Прикамья.

Список литературы диссертационного исследования доктор географических наук Пьянков, Сергей Васильевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абусев P.A. Методика построения обобщенных интегральных показателей для информационного обеспечения экологического мониторинга и управления природопользованием / P.A. Абусев, C.B. Пьянков, Н.В. Колегова, М.О. Денисова // Тез. конф. «Распознавание образов и анализ изображений». Новосибирск, 11-18 октября 1998. С. 111-114.

2. Авакян А.Б. Водохранилища в современном мире / А. Б. Авакян // Россия и современный мир. 1998. Вып. 4 (21).

3. Айвазян С.А. К проблемам измерения качества жизни (концепция, методология, информационно-статистическое обеспечение) / С.А. Айвазян // Компьютерный анализ данных и моделирование. Минск, 1998. С. 178-201.

4. Акт обследования гидротехнических сооружений площадки ТЭЦ-10 от 12.07.2007 г.

5. Баранов Ю.Б. Геоинформатика: Толковый словарь основных терминов / Ю.Б. Баранов, A.M. Берлянт, Е.Г. Капралов. М.: ГИС-ассоциация, 1999. 205 с.

6. Бефани Н.Ф. Упражнения и методические разработки по гидрологическим прогнозам / Н.Ф. Бефани, Г.П. Калинин. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.

7. Болыпев Л.Н. Статистические таблицы / Л.Н. Большее, Н.В. Смирнов. М.: «Наука», 1965.

8. Великанов М.А. Гидрология суши / М.А. Великанов. Л.: Гидрометеоиздат, 1948.

9. Ветеринарно^санитарные правила для рыбоводных хозяйств. Утверждены Главным управлением ветеринарии Министерства сельского хозяйства СССР 18 мая 1967 г. (с изменениями от 31 мая 1971 г.).

Ю.Владимиров A.M. Гидрологические расчеты / A.M. Владимиров. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 365 с.

11. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду / Отв. ред. Г.В. Воропаев, А.Б. Авакян. М.: Наука, 1986. 367 с.

12. Гидрологический ежегодник. 1960 г. Т. 4. Вып. 5-7. Бассейн Каспийского моря (без Кавказа и Средней Азии). Д.: Гидрометеоиздат, 1963. 426 с.

П.Глушков В.Г. Вопросы теории и методы гидрологических исследований. Географо-гидрологический метод / В.Г. Глушков. М.: Изд-во АН СССР, 1961.

14. Государственный водный кадастр СССР. Многолетние данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. Т. 1. Вып. 25. Бассейн реки Камы. JL: Гидрометеоиздат, 1988. 707 с.

15. Давыдов Л.К. Водоносность рек СССР, ее колебания и влияние на нее физико-географических факторов / Л.К. Давыдов. Л.: Гидрометеоиздат, 1947.

16. Декларация безопасности гидротехнических сооружений Березниковской ТЭЦ-4. Утверждена руководителем Департамента государственного энергетического надзора и энергоснабжения (ГОСЭНЕРГОНАДЗОР) Минтопэнерго России 8 октября 2001 г.

17. Жуков В.Т. Математико-картографическое моделирование в географии / В.Т. Жуков, С.Н. Сербенюк, B.C. Тикунов. М.: Мысль, 1980. 224 с.

18. Знаменщиков Г.И. Исследование некоторых вопросов картометрии методами моделирования / Г.И. Знаменщиков. Автореф. дис. ... докт. техн. наук. М.: МИИГАиК, 1965. 33 с.

19. Знаменщиков Г.И. Опыт исследования корреляционных связей между минимальным стоком рек и расчлененностью рельефа их водосборов / Г.И. Знаменщиков, A.M. Комлев, Р.Ф. Вежневец // Гидрометеорология Сибири: Тр. Новосиб. регион, гидромет. центра. 1969. Вып. 3. С. 159-164.

20. Калинин В.Г. Геоинформационные технологии в гидрологических исследованиях / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Тез. докл. VI Всероссийского гидрологического съезда. Секция 1. Состояние и перспективы развития систем гидрологических наблюдений и информационное обеспечение потребителей. СПб.: Гидрометеоиздат, 2004. С. 69-71.

21. Калинин В.Г. Гидрологическая ГИС водохранилищ и особенности ее структуры / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Современные географические исследования: Сб. тр. ученых геогр. фак-та, посвящ. 90-летию Перм. гос. ун-та / Перм. ун-т. Пермь, 2006. С. 143-150.

22. Калинин В.Г. Гидрологическая ГИС водохранилищ (на примере камского каскада) / В.Г. Калинин, Ю.М. Матарзин, C.B. Пьянков, И.К. Мацкевич // Региональный конкурс РФФИ-Урал. Результаты научных исследований, полученные за 2004 г. Аннотационные отчеты. Пермь; Екатеринбург: УрО РАН, 2005. С. 270-273

23.Калинин В.Г. Гидрологическая ГИС водохранилищ: назначение, структура, особенности функционирования / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края: Сб. науч. тр. Пермь, 2008. С. 5-17.

24. Калинин В.Г. Гидрологическая геоинформационная система «Бассейн Боткинского водохранилища» / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Метеорология и гидрология. 2002. № 5. С. 95-100.

25. Калинин В.Г. ГИС-технологии в изучении экзогенных геологических процессов / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков, H.H. Назаров, С.А. Симиренов,

B.М. Анисимов, Д.Г. Тюняткин // География, общество, окружающая среда: развитие географии в странах Центральной и Восточной Европы: Тез. докл. Ч. 2. Калининград: Изд-во КГУ, 2001. С. 55-56.

26. Калинин В.Г. Изучение оползневой деятельности на берегах Камского водохранилища с применением ГИС-технологий / H.H. Назаров,

C.А. Симеренов, Д.Г. Тюняткин, В.Г. Калинин // Геоморфология. М.: Изд-во «Наука», 2004. Вып. 4. С. 55-62.

27. Калинин В.Г. Использование гидрографических характеристик рек и их бассейнов в гидрологических расчетах / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Метеорология и гидрология. 2002. № U.C. 75-80.

28. Калинин В.Г. Использование геоинформационных систем для определения гидрографических характеристик водных объектов /

В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Гидрология Урала на рубеже веков: Тез. докл. науч.-практ. конф. / Перм. ун-т. Пермь, 1999. С. 22-23.

29. Калинин В.Г. Исследование гидрологического режима крупных водохранилищ с использованием геоинформационных технологий (на примере камских) / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков, Ю.М. Матарзин, И.К. Мацкевич // Региональный конкурс РФФИ-Урал № 04-05-96051. Результаты научных исследований, полученные за 2004 г. Аннотационные отчеты. Пермь; Екатеринбург: УрО РАН, 2005. С. 234-237.

30. Калинин В.Г. Исследование гидрологического режима крупных водохранилищ с использованием геоинформационных технологий (на примере камских) / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков, И.К. Мацкевич, К.Д. Микова // Региональный конкурс РФФИ-Урал. Результаты научных исследований, полученные за 2005 г. Аннотационные отчеты. Пермь; Екатеринбург: УрО РАН, 2006. С. 240-243.

31. Калинин В.Г. Исследование гидрологического режима крупных водохранилищ с использованием геоинформационных технологий (на примере камских) / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков, И.К. Мацкевич, К.Д. Микова // Региональный конкурс РФФИ-Урал. Научно-практические итоги региональных конкурсов РФФИ-Урал в Пермском крае 2004-2006 гг. Аннотационные отчеты. Пермь: ПНЦ УрО РАН, 2007. С. 255-259.

32. Калинин В.Г. К вопросу о влиянии рельефа на сток рек Боткинского водохранилища / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Метеорология и гидрология. 2004. №3. С. 98-104.

33. Калинин В.Г. Некоторые аспекты применения ГИС-технологий в гидрологии / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Метеорология и гидрология. 2000. № 12. С. 71-78.

34. Калинин В.Г. О новых подходах в определении гидрографических характеристик и их роль в расчетах стока / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Науч. конф. по результатам исследований в области гидрометеорологии и мониторинга загрязнения природной среды в государствах-участниках СНГ,

посвящ. 10-летию образования Межгосударственного совета по гидрометеорологии: Тез. докл. Секция 2. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. С. 101102.

35. Калинин В.Г. О расчете морфометрических характеристик зоны переменного подпора на Камском водохранилище с применением ГИС-технологий / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Фундаментальные проблемы изучения и использования воды и водных ресурсов: Материалы науч. конф. Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2005. С. 85-88.

36. Калинин В.Г. О создании гидрологической ГИС «Водохранилища камского каскада» / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // География и регион. VII. География и экологическое образование в школе и вузе. VIII. Картография и геоинформатика: Материалы междунар. науч.-практ. конф. / Перм. ун-т. Пермь, 2002. С. 151-154.

37. Калинин В.Г. О точности определения морфометрических характеристик водохранилищ / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Вопросы физической географии и геоэкологии Урала: Межвуз. сб. науч. тр. / Перм. ун-т. Пермь, 2002. С. 121-125.

38. Калинин В.Г. Особенности формирования зоны осушки на Камском водохранилище в процессе зимней сработки / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков, P.P. Гареев // Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. «Современные проблемы исследований водохранилищ». Пермь, 2005. С. 157-162.

39. Калинин В.Г. Применение геоинформационных технологий в гидрологических исследованиях / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Пермь: Алекс-Пресс, 2010. 217 с.

40. Калинин В.Г. Применение ГИС-технологий для изучения оползневых процессов на берегах водохранилищ / В.Г. Калинин, C.B. Пьянков, Н.Н.Назаров // ИнтерКарто 10: ГИС для устойчивого развития территорий. Материалы междунар. конф. Владивосток, Чанчунь (КНР), 12-19 июля 2004. С. 536-539.

41. Калинин В.Г. Разработка программного модуля для расчета характеристик рек и их водосборов в гидрологической ГИС «Бассейн Боткинского водохранилища» / Калинин В.Г., Пьянков C.B. // Материалы Всеросс. науч.-практ. конф. с междунар. участием «Водохозяйственные проблемы и рациональное природопользование». Ч. 1: Водохозяйственные проблемы. Орен. ун-т; Перм. ун-т. Оренбург - Пермь. С. 172-175. 2004.

42. Калинин H.A. Технология комплексной оценки фитомассы сельскохозяйственных культур по данным дистанционного зондирования Земли / H.A. Калинин, C.B. Пьянков, Е.М. Свиязов, A.A. Смирнова // Вестник Удмуртского университета. Биология. Науки о Земле. Ижевск, 2010. Вып. 4. С. 3-10.

43.Карпик А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий / А.П. Карпик. Новосибирск: СГГА, 2004. С. 192-198.

44. Картография. Вып 4. Геоинформационные системы: Сб. перев. статей // Сост., ред. и предисл. A.M. Берлянт и B.C. Тикунов. М.: «Картгеоцентр» -«Геодезиздат», 1994. 235 с.

45.Комлев A.M. Закономерности формирования речного стока: Учебное пособие / A.M. Комлев. Пермь. Перм. ун-т, 1992.

46.Комлев A.M. Закономерности формирования и методы расчетов речного стока / A.M. Комлев. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 2002.

47.Кошкарев A.B. Геоинформатика / A.B. Кошкарев, B.C. Тикунов // М.: «Картгеоцентр» - «Геодезиздат», 1993.

48. Крылов Ф.А. Прощай, плотина! / Ф.А. Крылов // Берегиня. 2004. № 3.

49. Линник В.Г. Построение геоинформационных систем в физической географии / В.Г. Линник. М.: Изд-во МГУ, 1990.

50. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС / И.К. Лурье // Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Часть 1. Под ред. Берлянта A.M. Изд. ООО «ИНЭКС - 92». М.: 2002. 140 с.

51. Максимович Н.Г. Малые водохранилища: экология и безопасность / Н.Г. Максимович, C.B. Пьянков. Пермь: Перм. гос. нац. исслед. ун-т, 2012. 256 с.

52. Максимович Н.Г. Оценка мощности и экологических характеристик донных отложений водохранилища с помощью геоинформационного моделирования / Н.Г. Максимович, Е.А. Ворончихина, C.B. Пьянков, М.С. Первова, Ю.Н. Шавнина // Инженерные изыскания. 2011. № 1. С. 32-38. URL: http://nsi.psu.ru/labs/gtp/stat/201 l/0376.pdf

53. Максимович Н.Г. Эколого-геохимические проблемы утилизации донных отложений Нижнезырянского водохранилища / Н.Г. Максимович, Е.А. Ворончихина, И.В. Китаева, Ю.Н. Шавнина // Геохимия биосферы: Сб. материалов и тез. IV Междунар. совещания. Новороссийск, 2008. С. 143-145. URL: http://nsi.psu.ru/labs/gtp/stat/2008/0341 .pdf

54. Матарзин Ю.М. Вопросы морфометрии и районирования водохранилищ / Ю.М. Матарзин, И.К. Мацкевич // Вопросы формирования водохранилищ и их влияние на природу и хозяйство. Пермь, 1970. Вып. 1. С. 27-45.

55. Мацкевич И.К. Гидрологическая ГИС водохранилищ (на примере камского каскада) / И.К. Мацкевич, В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Региональный конкурс РФФИ-Урал. Результаты научных исследований, полученные за 2005 г. Аннотационные отчеты. Пермь: ПНЦ УрО РАН, 2006. С. 271-275.

56. Мацкевич И.К. Гидрологическая ГИС водохранилищ (на примере камского каскада) / И.К. Мацкевич, В.Г. Калинин, C.B. Пьянков // Научно-практические итоги региональных конкурсов РФФИ-Урал в Пермском крае 2004-2006 гг. Аннотационные отчеты. Пермь: ПНЦ УрО РАН, 2007. С. 289292.

57. Методические указания Управлениям Гидрометслужбы № 56. Картометрические работы для получения гидрографических характеристик. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 97 с.

58. Наставление по составлению и подготовке к изданию государственной карты СССР в масштабе 1:1000000. М.: Геодезиздат, 1940. 155 с.

59.Норватов A.M. Минимальный сток малых рек в связи с подземным питанием. / A.M. Норватов // Тр. ГГИ. 1950. Вып. 27 (81).

60. Общие технические требования и технологические схемы рекультивации ложа и береговой полосы ликвидируемого водохранилища // Реф. отчета о НИР: РосНИИВХ. Екатеринбург, 2004.

61. Основные правила использования водных ресурсов ВерхнеЗырянского и Нижне-Зырянского водохранилищ на р. Зырянке. Утверждены Министерством мелиорации и водного хозяйства РСФСР 26.04.89 № 119. 1989.

62. Панов Б.П. Количественные характеристики речной сети / Б.П. Панов //Тр. ГГИ. 1948. Вып. 4(58).

63.Парабучев И. А. Методические указания по проведению геомониторинга на водохранилищах / И.А. Парабучев. М.: «Гидропроект», 2000.

64. Попов Е.Г. Поверхность речного бассейна и ее роль в формировании стока / Е.Г. Попов // Тр. III Всесоюз. гидрол. съезда. JL: Гидрометеоиздат, 1959. T. II.

65.Пьянков C.B. Геоинформационная система «Гидротехнические сооружения Пермского края» как пример реестра водных объектов / C.B. Пьянков, Ю.Н. Шавнина // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. Москва, 2008.

66. Пьянков C.B. Геопортал Пермского края как механизм реализации инфраструктуры пространственных данных / C.B. Пьянков // Тр. межрег. конф. «Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края». Пермь, 2008. С. 107-110.

67. Пьянков C.B. ГИС «Гидротехнические сооружения Пермского края» для принятия управленческих решений по обеспечению безопасности населения от вредного воздействия вод / C.B. Пьянков, Е.Б. Соболева,

Ю.Н. Шавнина // ГЕС)-Сибирь-2006. Т. 1. Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. 4.1: Сб. материалов междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2006», 24-26 апреля 2006. Новосибирск: СГГА, 2006. С. 156— 158.

68.Пьянков C.B. ГИС и математико-картографическое моделирование при исследовании водохранилищ (на примере камских) / C.B. Пьянков,

B.Г. Калинин. Пермь: Алекс-Пресс, 2011. 158 с.

69. Пьянков C.B. Использование геоинформационных технологий в области охраны окружающей среды / C.B. Пьянков, Ю.Н. Шавнина // Состояние и охрана окружающей среды в Пермском крае за 2007 г. Пермь,

2008. С. 264-266.

70. Пьянков C.B. Использование геоинформационных технологий для информационной поддержки принятия управленческих решений /

C.B. Пьянков, В.В. Михалев, A.B. Коноплев // Тез. конф. «Эколого-экономическая конференция Коми-Пермяцкого автономного округа». Кудымкар, 1999 г.

71. Пьянков C.B. Использование обобщенного интегрального показателя при исследовании пространственного распределения зимнего стока рек / C.B. Пьянков, В.Г. Калинин // ИнтерКарто/ИнтерГИС-16: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт: Материалы междунар. конф. Ростов-на-Дону (Россия), Зальцбург (Австрия), 3-4 июля 2010. С. 457462.

72. Пьянков C.B. К вопросу о точности выполнения картометрических работ традиционными способами и с применением ГИС-технологий / C.B. Пьянков, В.Г. Калинин // Вопросы физической географии и геоэкологии Урала: Межвуз. сб. науч. тр. / Перм. ун-т. Пермь, 2000. С. 50-54.

73. Пьянков C.B. Методологические аспекты пространственного анализа формирования стока рек с использованием математико-картографического моделирования / C.B. Пьянков, В.Г. Калинин // Метеорология и гидрология.

2009. № 1.

74.Пьянков C.B. Некоторые аспекты комплексной оценки экологической ситуации / C.B. Пьянков, Н.В. Колегова, М.О. Денисова // Тез. конф. «Безопасность биосферы». Свердловск, 1-3 декабря 1998. С. 125.

75. Пьянков C.B. Обработка данных с непрерывными пространственными характеристиками в гидрологической ГИС «Бассейн Боткинского водохранилища» / C.B. Пьянков, В.Г. Калинин // ИнтерКарто/ИнтерГИС 14»: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт: Материалы междунар. конф. Саратов - Урумчи (КНР), 2008. С. 62-65.

76. Пьянков C.B. Опыт создания цифровой модели дна водохранилища (на примере Камского) / C.B. Пьянков, В.Г. Калинин // ИнтерКарто/ИнтерГИС 8: ГИС для устойчивого развития территорий: Материалы междунар. конф. Хельсинки - Санкт-Петербург, 2002. С. 229-231.

77. Пьянков C.B. Особенности информационной обработки и анализа данных в гидрологической ГИС /C.B. Пьянков, В.Г. Калинин // Тез. докл. XI Всероссийского форума «Рынок геоинформатики России. Современное состояние и перспективы развития», 8-10 июня 2004. М.: ГИС-Ассоциация, 2004. С. 59-60.

78. Пьянков C.B. Пространственно-временной анализ системы гидротехнических сооружений с помощью ГИС / C.B. Пьянков, Ю.Н. Шавнина // ИнтерКарто/ИнтерГИС 13: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт. Т. 1. Материалы междунар. конф. Ханты-Мансийск, Иеллоунайф, 12-14 августа 2007. Ханты-Мансийск: Полиграфист, 2007. С.141-145.

79. Пьянков C.B. Реестр водохозяйственных объектов на примере ГИС «Гидротехнические сооружения Пермского края» / C.B. Пьянков, Ю.Н. Шавнина // Геоинформационный портал ГИС-Ассоциации - 12-я Всероссийская уч.-практ. конф. «Организация, технологии и опыт ведения кадастровых работ». Москва, 13-15 ноября 2007. URL: http://www.gisa.ru/kadastr_07.html

80. Пьянков C.B. Эколого-геоинформационная система как элемент управления экологической ситуацией в городской агломерации / C.B. Пьянков, В.В. Резвых, Д.Д. Тарбаев, A.B. Карзенкова // Тез. конф. «Безопасность биосферы -98». Свердловск, 1-3 декабря 1998. С. 108.

81. Ресурсы поверхностных вод СССР. Гидрологическая изученность. Т. 11. Средний Урал и Приуралье. Вып. 1. Кама. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.

82. Ресурсы поверхностных вод СССР. Основные гидрологические характеристики. Т. 11. Средний Урал и Приуралье. Вып. 1. Кама. Л.: Гидрометеоиздат, 1967.

83. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 11. Средний Урал и Приуралье. Вып. 1. Кама. Л.: Гидрометеоиздат, 1973.

84. Руководство пользователя «GIS Arc View 3.2а». Gis by ESRI. 1996. 340 c.

85. Руководство пользователя «Arc View Spatial Analyst». Gis by ESRI. 1996. 148 с.

86. Руководство пользователя «Arc View 3D Analyst» Gis by ESRI. 1996. 118c.

87. Ржаницын H.A. Морфологические и гидрологические закономерности строения речной сети / H.A. Ржаницын. Л.: Гидрометеоиздат, 1960. 238 с.

88. Савкин В.М. Водохранилища Сибири, водно-экологические и водно-хозяйственные последствия их создания / В.М. Савкин // Сибирский экологический журнал. 2000.

89.Самнер Г. Математика для географов. / Г. Самнер. М.: Изд-во «Прогресс», 1981. 295 с.

90.СанПиН 2.1.7.1287-03 Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы, с изм. от 25.04.2007. М., 2007.

91. Сапожников П.Н. Геоинформационное моделирование водохранилища при изменении уровня воды / П.Н. Сапожников, C.B. Пьянков, В.Г. Калинин // Материалы междунар. конф. Интеркарто-ИнтерГИС - 15. Пермь (Россия), Гент (Бельгия), 2009. Т. 2. С. 331-343.

92. Стурман В.И. Глобальные и региональные экологические проблемы / Стурман В.И., Сидоров В.П. Ижевск: Издательский дом «Удмуртский университет», 2005. 421 с.

93.Тикунов B.C. Моделирование в картографии: Учебник / B.C. Тикунов. М.: Изд-во МГУ, 1997. 405 с.

94. Тикунов B.C. Устойчивое развитие территорий: картографо-геоинформационное обеспечение / B.C. Тикунов, Д.А. Цапук. М.; Смоленск: Изд-во СГУ, 1999. 176 с.

95.Турышев А.Ю. Использование геоинформационных технологий в лекарственном ресурсоведении / А.Ю. Турышев, А.Б. Яковлев, C.B. Пьянков, Г.И. Олешко // Фармация. 2007. № 1. С. 14-16.

96. Угроза экологического бедствия в Саратовской области. URL: http://www. ltv.ru/news/social/91212

97. Философов В.П. О значении порядков долин и водораздельных линий при геолого-географических исследованиях / В.П. Философов // Вопросы морфометрии. Саратовский ун-т, 1967. Вып. 2.

98. Фисюк Ю.П. Исследование особенностей формирования заморных явлений на водохранилищах с применением ГИС-технологий / Ю.П. Фисюк, C.B. Пьянков, В.Г. Калинин // Тез. межд. науч.-практ. конф. «Современное состояние рыбоводства на Урале и перспективы его развития», 22-24 апреля 2003. Свердловск. С. 95-97.

99.Хортон P.E. Эрозионное развитие рек и водосборных бассейнов / P.E. Хортон. М., 1948.

100. Черных Е.А. К вопросу об использовании морфометрического метода для изучения малых рек / Е.А. Черных // Гидрология и метеорология. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1969. Вып. 4. С. 55-68.

101. Черных Е.А. Заметки о гидрографии / Е.А. Черных // Гидрология и метеорология. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1970. Вып. 5. С. 3-22.

102. Черных Е.А. Гидрография и гидро-морфометрический метод исследования рек / Е.А. Черных. Дисс. ... канд. геогр. наук. Пермь, 1971. 200 с.

103. Широкова С.JI. Основы построение ГИС управления природопользованием / СЛ. Широкова. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2003. 188 с.

104. Шавнина Ю.Н. Анализ системы водоподпорных гидротехнических сооружений с использованием геоинформационных технологий / Шавнина Ю.Н., C.B. Пьянков, A.B. Михайлов, Г.Н. Немтин, Е.Б. Соболева // Пермь: Пермское кн. изд-во, 2011. 208 с.

105. Шавнина Ю.Н. Оценка экологических последствий снижения уровня водохранилища с использованием геоинформационного моделирования / Ю.Н. Шавнина, Н.Г. Максимович, C.B. Пьянков // Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в РФ: Тр. Третьей Общероссийской Конференции. Москва, 2007.

106. Шавнина Ю.Н. Моделирование объема сработки водохранилища и расчет мощности донных отложений / Ю.Н. Шавнина, C.B. Пьянков, Н.Г. Максимович // Вопросы современной науки и практики. Ун-т им. В.И. Вернадского, 2007. № 10.

107. Эконометрика: учебник / Под ред. И.И. Елисеевой. М.: Финансы и статистика, 2001. 344 с.

108. Яковченко С.Г. Расчет морфологических параметров водосборов средствами ГИС для целей моделирования стока / С.Г. Яковченко, И.С. Постнова, В.А. Жоров // Матер, междунар. конф. «ГИС для устойчивого развития территорий». СПб, 2002. С. 104-108.

109. Яковченко С.Г. «SNIPCALC» - геоинформационное приложение для автоматизированного расчета параметров водосборов / С.Г. Яковченко, В.А. Жоров, И.С. Постнова // Матер, междунар. конф. «ГИС для устойчивого развития территорий». 2003. С. 216-221.

110. Яковченко С.Г. Расчет гидрологических параметров водосборов средствами ГИС / С.Г. Яковченко, В.А. Жоров, И.С. Постнова // Материалы международной конф. «Enviromis-2002» «Измерения, моделирование и

информационные системы, как средства снижения загрязнений на городском и региональном уровне». Томск, 6-12 июля 2003. С. 104-108.

111. Яковченко С.Г. Создание и использование цифровых моделей рельефа в гидрологических и геоморфологических исследованиях / С.Г. Яковченко, В.А. Жоров, И.С. Постнова // Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2004. 92 с.

112. ArcGIS Desktop Developer Guide ArcGIS 9.1. Published by ESRI 380 New York Street Redlands, California 92373-8100. 2006. P. 340.

113. ArcGIS 9 Geostatistical Analyst. Руководство пользователя. Published by ESRI 380 New York Street Redlands, California 92373-8100, Russian Translation by DATA+, Ltd. 2006. P. 277.

114. Case Studies In River Restoration Through Dam Removal. Argo Dam and Mill Pond Dam. Huron River Watershed, Michigan. Elizabeth H. W. Riggs, June 2003. 14 p. URL: http://www.hrwc.org

115. Dam Removal Research. Status and Prospects. William L. Graf, editor // Proceedings of The Heinz Center's Dam Removal Research Workshop, October 2324, 2002. URL: http://www.heinzctr.org

116. Dam Removal. Science and Decision Making. 221 p. URL: http://www.wisconsinrivers.org

117. Dam Removal: A Tool For Restoring Riverine Ecosystems. Edward M. Quinn. URL: http://horticulture.cfans.umn.edu

118. The Ecology of Dam Removal. A Summary of Benefits and Impacts. URL: http://www.americanrivers.org

119. David D. Hart, Thomas E. Johnson, Karen L. Bushaw-Newton, Richard J. Horwitz, James E. Pizzuto. Ecological Effects of Dam Removal: An Integrative Case Study and Risk Assessment Framework for Prediction // Dam Removal Research. Status and Prospects. Proceedings of The Heinz Center's Dam Removal Research Workshop, October 23-24, 2002. P. 67-80. URL: http://www.heinzctr.org

120. Kadmon N. The mapping of distribution parameters / N. Kadmon // Cartographic Journal. 1968. 5. № 1. P. 64-69.

121. Meijerink A.M.J. Introduction to the use of Geographic Information Systems for practical hydrology/ A.M.J. Meijerink, H.A.M. de Brower, C.M. Mannaerts. UNESCO-ITC publication, 1994. № 23. 273 p.

122. Okamoto M. Some inequalities relating to the partial sum of binomial probabilities / M. Okamoto // Ann. Inst. Statist. Math., 1958. Vol. 10. P. 29-35.

123. Sara L. Rathburn, Ellen E. Wohl. Sedimentation Hazards Downstream from Reservoirs // Dam Removal Research. Status and Prospects. Proceedings of The Heinz Center's Dam Removal Research Workshop, October 23-24, 2002. P. 105-118. URL: http://www.heinzctr.org

124. Sapozhnikov P.N. Estimation of parameters of compound poisson process//JMS, 2004. Vol. 119. № 3. p. 307-313.