Сучасні підходи до ведення водного кадастру

Розділ 7. СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО ВЕДЕННЯ ВОДНОГО КАДАСТРУ

План (логіка) викладу і засвоєння матеріалу:
7.1. Створення водного кадастру за матеріалами космічного зондування.
7.2. Використання ГІС-технологій при створенні регіональних кадастрів природних ресурсів.

7.1. Створення водного кадастру за матеріалами космічного зондування

Сьогодні космічне знімання є необхідною частиною комплексного дослідження і моніторингу багатьох природних та антропогенних процесів і явищ, які відбуваються на земній поверхні. Без дистанційного зондування не обходиться жодна велика робота, яку присвячено оцінці ресурсного потенціалу території або перспектив її розвитку.
Кадастрові дослідження, моніторинг, створення і ведення географічних інформаційних систем різноманітного технічного змісту вимагають наявності достатньо досконалої апаратної бази, вимірювального (прийомного і розрахункового) обладнання з сучасними програмними засобами обробки матеріалу.
Окрім того, необхідне формування достатньо універсальних технологій опрацювання матеріалів дистанційного зондування, які враховуватимуть як генетичні особливості конкретного об'єкта, так і загальні фізичні закономірності його розвитку.
Формування кадастру поверхневих вод за матеріалами космічного зондування вимагає використання всього технологічного ланцюга збору та опрацювання інформації. Як перший крок унаслідок специфічності фізичних параметрів розвитку процесів у водному середовищі різних регіонів виконується робота з формування банку одночасних космічних знімків на досліджувану територію. Це дає змогу надалі отримати зіставлювані результати для усієї досліджуваної території.
Наступним етапом є визначення основних морфометричних показників водних об'єктів (площинних і лінійних водних об'єктів окремо). Космічні знімки високої роздільної здатності дають змогу визначити морфометричні показники з похибкою не більше як 10-15%.
Зазначимо, що похибки визначення основних морфометричних показників водних об'єктів на космічних зйомках пов'язані значною мірою з розшифруванням спектральних характеристик, які розділяють лінію суші і водного об'єкта. Справа в тому, що невеликі за розмірами і дрібні водойми, зазвичай, мають значну кількість завислих у воді мінеральних та органічних частин. Саме це спричинює до "розмивання" берегових ліній і, відповідно, до збільшення помилок при дешифруванні контурів.
Третім етапом є дешифрування берегової лінії та власне водної поверхні за допомогою роздільних спектральних каналів. Це дає змогу ввести додатковий елемент "самоконтролю", заснований на вибіркових характеристиках поглинання водною поверхнею різноманітних спектральних каналів.
Четвертим етапом аналізу водних об'єктів за даними дистанційного зондування є обов'язкове польове порівняння результатів камерального дешифрування космічних знімків, яке здійснюється вибірково, проте одночасно з датою виконання космічної зйомки. Останнє необхідне для отримання еталонів спектральних характеристик різних генетичних типів водних об'єктів, притаманних досліджуваній території.
Зрештою, на п'ятому етапі здійснюється формування геоінформаційної системи водних об'єктів і водного кадастру.
За подібною схемою опрацьовано технологію підтримки системи водного кадастру на базі використання ГІС і космічних зйомок у Нижньогородській області (Росія).

7.2. Використання ГІС-технологій при створенні регіональних кадастрів природних ресурсів

Створення і використання регіональних кадастрів природних ресурсів (РКПР) визначено Постановою Кабінету Міністрів України від 28 грудня 2001 року "Про затвердження Положення про регіональні кадастри природних ресурсів".

РКПР — це офіційне поєднання даних щодо природних ресурсів й об'єктів, необхідне для управління в галузі забезпечення стійкого розвитку адміністративних територій. РКПР є основою територіальних інформаційних систем.
Протягом декількох років Український науково-дослідний інститут екологічних проблем розробляє і впроваджує регіональний кадастр природних ресурсів Харківської області. Створено методичні і методологічні документи, інструментарій регіонального кадастру, проводиться збір інформації для заповнення баз даних. З метою створення організаційно-методичної бази РКПР підготовлено загальні нормативно-методичні документи, а саме: Концепція РКПР Харківської області, Положення про РКПР і Положення про уповноважений центр їхнього ведення.
Програмне забезпечення підсистеми РКПР розроблено на базі ГІС Map Info 5.0 з використанням методики інтегрованої картографії. Оболонка інформаційної системи і програмні модулі, що реалізують комплексні "оцінки, створені на мові С++ ; окремі модулі, виконуючі в середовищі ГІС, написані на мові MapBasic. Системи працюють в середовищі операційних систем Windows 98/NT/2000.
Регіональний кадастр природних ресурсів призначений для обліку кількісних, якісних та інших характеристик природних ресурсів й об'єктів визначеної території, обсягів, характеру і режиму їхнього використання, аналізу та оцінки природно-ресурсного потенціалу області, її окремих територій, раціональності його використання в інтересах органів державного управління і місцевого самоврядування, об'єктів економічні діяльності і потенційних інвесторів (Макаровський, 2004).
Регіональний кадастр Харківської області створювався поетапно шляхом розробки і введення в експлуатацію окремих підсистем, побудованих на єдиних методологічних принципах. Кожна підсистема налічує визначений тип ресурсів, створена за єдиною технологією, функціонує автономно, може використовуватися самостійно.
Доведено, що регіональний кадастр природних ресурсів повинен функціонувати як спеціалізована інформаційно-аналітична система типу АРМ (автоматизоване робоче місце) спеціаліста-управлінця відповідного профілю, створена на базі ПС-технологій, і виконувати роль регіональної інформаційної системи в галузі управління природокористуванням та охороною навколишнього середовища.
Вже створено дві окремі підсистеми РКПР — "Регіональний кадастр корисних копалин" і "Регіональний кадастр водних ресурсів".
Підсистема "Регіональний кадастр водних ресурсів" (РКВР) призначена для обліку водних ресурсів та об'єктів, аналізу водозабезпечення області та її окремих територій, інформаційного забезпечення здійснення різних видів водокористування, порівняльної оцінки екологічного стану вод. Вона дає змогу кількісно охарактеризувати поверхневі водні ресурси, їхній розподіл за окремими адміністративно-територіальними районами, водозборами окремих річок, а також якісно оцінити екологічний стан вод, їх забрудненість і придатність до використання (господарсько-питного і культурно-побутового, промислового, рекреаційного, бальнеологічного, сільськогосподарського тощо), виявляти основні інгредієнти-забруднювачі. У підсистемі реалізовано типову схему обробки інформації (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Типова схема обробки інформації в регіональному кадастрі природних ресурсів

До умовно-постійної інформації зачислено електронну карту підсистеми із шарами: адміністративні райони і межі; центри адміністративно-територіальних одиниць; населені пункти; поверхневі водні об'єкти (річки, озера, водосховища, водопроводи і канали); пункти контролю якості вод, дані про характеристики водних об'єктів, нормативи водокористування, ГДК тощо. Змінна інформація містить дані про водні ресурси — кількісні (запаси води у водосховищах, стокові характеристики річок різної забезпеченості) та якісні (результати моніторингу якості вод на пунктах контролю різних суб'єктів).
Якісні характеристики не стільки виявляють забрудненість води окремими компонентами-забруднювачами, скільки комплексно визначають властивості води як ресурсу з точки зору екологічної безпеки водної екосистеми та її придатності для різних видів використання. Окрім комплексних оцінок, у підсистемі реалізована можливість аналізу забруднення за обраними інгредієнтами, що відповідає практиці водогосподарського менеджменту. Спеціалізоване програмне забезпечення дає змогу наочно представляти результати комплексних оцінок якості та оцінювати якість води як комплексною, так і з виявленням "внеску" в забруднення окремих контрольованих забруднюючих речовин.

Запитання для самоконтролю

1. Яким є перший крок у формуванні кадастру поверхневих вод за матеріалами космічного зондування?
2. З якою похибкою космічні знімки високої роздільної здатності дають змогу визначати морфометричні показники водних об'єктів?
3. Як здійснюють польове порівняння результатів камерального дешифрування космічних знімків?
4. Яке призначення регіонального кадастру природних ресурсів?
5. Що вважають умовно-постійною інформацією підсистеми "Регіональний кадастр водних ресурсів" Харківської області?