В онлайне: 2 (гостей - 2, участников - 0)  Вход | Регистрация

 
УДК 004.94

Применение математических возможностей и средств визуализации в учебном процессе на примере ГИС «SURFER»


Туляков С.П., доцент, Нечаева О.А., доцент, Судакова О.В., студентка 4-го курса Тульский государственный университет, Россия

Рассматриваются некоторые практические вопросы использования возможностей ГИС SURFER в учебном процессе.

Визуализация пространственных данных (на примере обработки данных по радиактивному заражению тульской области)


Исходными данными является таблица следующего вида

Координата ХКоордината УУровень (Дата 1)Уровень (Дата 2)Уровень (Дата N1)
1      
2      
      
N      


Информация, представленная в табличной форме, не наглядна и затруднена для восприятия и анализа

Визуализация данных подобного рода выполняется в два этапа:

  • Создание равномерной сетки;
  • Вывод на основе этой сетки пространственной информации в виде изолиний, заливки или поверхностей (рис. 1).


Уровень гамма-излучения (динамика)


Рис. 1 – Уровень гамма-излучения (динамика)


Построенные карты-схемы радиоактивного загрязнения территории Тульской области позволяют получить информацию об изменении во времени и пространстве этого важного экологического фактора.

Кроме непосредственной визуализации табличных данных, средствами ГИС возможно решение ряда прикладных задач. Например, используя данные о радиоактивном загрязнении, маршруте движения и средней скорости (времени в пути), можно попытаться оценить (ретроспективно) дозу облучения (рис.2).

Пример решения прогнозных задач - сечение и получение ретроспективной дозы по определенному маршруту<br>


Рис. 2 – Пример решения прогнозных задач - сечение и получение ретроспективной дозы по определенному маршруту


Математико-картографическое моделирование


Мощный математический аппарат современных ГИС-пакетов в сочетании с развитыми графическими средствами позволяет выполнять анализ и визуализацию многомерной экологической информации с использованием картографических моделей - математико-картографическое моделирование в экологии

Методы многомерного анализа данных оказались наиболее адекватным средством для перехода от набора разрозненных показателей загрязнения к обобщенным экологическим индексам и их картографическому представлению.

Изолинейное моделирование корреляционных зависимостей и их визуализация проводится в среде программного пакета Surfer фирмы Golden SoftWare.

В качестве примера реализации математико-картографической модели на основе многоуровневого алгоритма визуализации представлены экологические риски проживания в Тульской области с помощью многомерных интегральных индексов загрязнения (рис. 3-в) (с учетом основных токсикантов (рис. 3-а) и радионуклидов рис. 3-б)). Для построения интегральных индексов загрязнения окружающей среды использовались следующие показатели (учтено 380 точек замеров):

  • Содержание в почве Цезия-137 Ku/кв. км.
  • Кратность превышения содержания свинца над фоном в относительных единицах (по данным ТулНИГП)
  • Кратность превышения содержания меди над фоном в относительных единицах (по данным ТулНИГП)
  • Кратность превышения содержания цинка над фоном в относительных единицах (по данным ТулНИГП)
  • Кратность превышения содержания марганца над фоном в относительных единицах (по данным ТулНИГП)
  • Кратность превышения содержания олова над фоном в относительных единицах (по данным ТулНИГП)
  • Выпадение на почву из атмосферного воздуха (по данным МФОЭ). Кратность превышения содержания серы в выпадениях относительно критического уровня
  • Выпадение на почву из атмосферного воздуха (по данным МФОЭ). Кратность превышения содержания азота в выпадениях относительно критического уровня
  • Кратность превышения содержания бензапирена относительно ПДК=10г/кв.км

Для построения интегральных индексов качества проживания использовались следующие показатели (учтено 120 точек замеров):

  • Рождаемость
  • Общая заболеваемость, взрослые
  • Новообразования, взрослые
  • Болезни эндокринной системы, взрослые
  • Болезни крови и кроветворных органов, взрослые
  • Болезни органов дыхания, взрослые
  • Болезни органов пищеварения, взрослые
  • Болезни мочеполовой системы, взрослые
  • Общая заболеваемость, дети
  • Новообразования, дети
  • Болезни эндокринной системы, дети
  • Болезни крови и кроветворных органов, дети
  • Болезни органов дыхания, дети
  • Болезни органов пищеварения, дети, дети
  • Болезни мочеполовой системы, дети
  • Врождённые аномалии, дети
  • Смертность общая


Интегральные показатели загрязнения территории Тульской области


Рис. 3 – Интегральные показатели загрязнения территории Тульской области



 

Разделы конференции

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.