ГЕОЭКОЛОГИЯ:
НА РУБЕЖЕ XXI ВЕКА

Научный потенциал и пути решения проблем...

На рубеже XXI века наиболее обострились вопросы изучения геоэкологического потенциала и геодинамических напряжений земной поверхности, изучения их прогноза и оценки геоэкологической устойчивости природной среды жизнеобитания в различных природно-климатических условиях Сибири.

Под геоэкологической устойчивостью природной среды понимается способность рельефа при активном влиянии антропогенно-техногенных факторов сохранять и восстанавливать свои свойства, обеспечивающие нормальные условия жизнеобитания. Определение геоэкологического потенциала является новым научным направлением на стыке многих наук о Земле. Отсюда возникает ряд важных проблем в геоэкологии, связанных с разработкой новых подходов для усовершенствования исследований комплексного мониторинга геопространства.

Первая проблема геоэкологии определяется необходимостью изучения прогноза и оценки устойчивости природной среды жизнеобитания в условиях различных геодинамических напряжений современного рельефа равнин, предгорных и горных регионов Сибири.

Вторая связана с созданием постоянного аэрокосмического мониторинга природной среды для получения фотоинформации с искусственных спутников Земли целевого и геостационарного назначения с целью организации более широкого доступа исследователей природных ресурсов к этой информации. Сейчас потребители спутниковой информации дистанционного зондирования Земли, несмотря на финансовые затруднения, имеют больше возможностей получения информации по конкретным, локальным районам.

В 70--80-е годы, когда аэрокосмическая фотоинформация стала доступна для исследователей природных ресурсов, Институтом геологии и геофизики Сибирского отделения Академии наук СССР, Центром обработки геоинформации при ВЦ СО РАН, Центром обработки данных при Институте автоматики СО РАН были выполнены методические разработки по комплексной интерпретации телевизионных космических снимков, полученных госцентром "Природа", в частности, с искусственных спутников Земли системы "Метеор". Эти работы в течение десяти лет (1977--1987 гг.) координировал Научный совет по проблеме "Аэрокосмические исследования природных ресурсов Сибири" при Президиуме СО АН под руководством академиков А.Яншина, А.Алексеева, А.Исаева. Исследования, проведенные на эталонных участках распространения глубинных разломов, различных типов структур в различных природно-климатических условиях, позволили отработать комплексную методику аппаратно-автоматизированной обработки аэрокосмической информации, которая ныне может быть использована для геоэкологических исследований геодинамических напряжений.

Третья проблема геоэкологии связана с геоэкологической паспортизацией природных объектов, с выработкой твердых требований к составлению таких паспортов как к единому природоохранному документу, который может быть использован для земельного, водного и городского кадастра, а также при региональных, локальных и частных исследованиях речных бассейнов, озерных систем, водораздельных междуречий.

Четвертая проблема характеризуется созданием новых технологий геоинформационных систем (ГИС), банков данных для систематизирования и хранения геоэкологической информации комплексного мониторинга природных ресурсов. При этом учитываются административное положение исследуемого региона, его специфические эндо- и экзоморфодинамические процессы и явления, геодинамические напряжения, геоэкологический потенциал, связанные с различными природно-климатическими условиями Сибири.

Пятая проблема геоэкологии Сибири связана с изучением геоморфогенеза литогеодинамических комплексов, обусловленных ведущими экзогенными процессами, для выявления зон повышенного геоморфологического риска в районах активного освоения природных ресурсов. Решение этой проблемы дает возможность определить геоэкологический потенциал исследуемого региона, выяснить, насколько современный рельеф земной поверхности в состоянии выдержать нагрузку влияния антропогенно-техногенного фактора с учетом ведущих экзогенных процессов криолитозоны вечной мерзлоты Крайнего Севера.

Шестая проблема обусловлена изучением изменения экологической обстановки и ее тесной связи с рельефом земной поверхности и геологической средой, с захоронением промышленных отходов, расширением зон урбанизации, утилизации отходов, создающих обширные территории загрязнения вокруг населенных пунктов различного назначения.

Все выше указанные проблемы требуют комплексных точных геодезических, геоморфологических, гидрологических, геологических, ландшафтно-природоохранных исследований с использованием дистанционных методов аэрокосмического геоэкологического мониторинга природной среды Сибири. Для решения этих проблем Сибирская государственная геодезическая академия (СГГА) располагает очень надежным научно-техническим потенциалом: объединенным научно-исследовательским сектором, куда входят ряд самостоятельных научных подразделений, возглавляемых ведущими учеными различных направлений наук о земле.

Для развития комплексного мониторинга природных ресурсов Сибири в СГГА создан Региональный центр научно-учебно-производственного направления сетевой обработки аэрокосмической информации для мониторинга природных ресурсов.

Цели создания регионального центра: обеспечить разработку, внедрение и поддержку новых перспективных технологий цифровой обработки аэрокосмической информации для мониторинга природных ресурсов; создание новой информационной сети для пользователей данными аэрокосмических съемок; а также -- обеспечить соответствующее обучение руководителей региона различного уровня и технического персонала, разработку новых методов цифровой фотограмметрии; получение и обработку дистанционной информации, получаемой аэрокосмическими методами. Это особенно важно для ресурсодобывающих регионов, к которым относятся Сибирь и Дальний Восток.

Одной из важных задач является разработка проблем, связанных с научно-производственной лабораторией "ГИС-технологии в кадастре" и "ГИС-технологии", оснащенной современным геодезическим и электронным оборудованием. Специалисты этих подразделений выполняют полный комплекс работ от сбора информации до обработки ее на ПЭВМ с помощью специальных программ, осуществляют разработку ГИС-проектов различного назначения. Особое внимание заслуживает разработка технологии формирования необходимых для инвентаризации земель Сибирского региона специальных электронных карт и автоматизированных банков данных по научно-тематическому картографированию различного назначения с использованием современной техники картопроизводства.

Именно по этим причинам очень актуальна и своевременна постановка в Сибирской государственной геодезической академии комплексной темы научно-исследовательских работ "Мониторинг геопространства на основе современных и перспективных технологий". Научную новизну и практическую ценность этой темы выявляют разработки:

-- нового подхода к методике выявления геоэкологического потенциала районов активного освоения природных ресурсов, который позволит в итоге прогнозировать геодинамические напряжения и учитывать результаты освоения природных ресурсов, а также проводить анализ планирования и проектирования освоения новых наземных объектов;

-- способа повышения качества обработки цифровых аэрокосмических снимков для обеспечения геопространственными данными мониторинга наземных объектов, что даст возможность получать количественные характеристики нарушенности ландшафтов;

-- нового принципа и методов картографирования загрязненных воздушных масс, которые дадут возможность составить экологическую карту воздушного бассейна любого промышленного центра;

-- математической модели квазигеоида повышенной точности, которая позволит потребителям координатной информации получать с помощью спутниковой аппаратуры весь комплекс геодезических данных, как в пространстве, так и во времени; как плановых, так и высотных координат, при этом точность геоданных будет выше, чем в традиционных методах наземной геодезии;

-- теории и математической модели формирования поля теплового излучения на поверхности объектов, которые будут являться составной частью экологического мониторинга и контроля состояния теплового режима энергоемких сооружений, теплотрасс, жилых помещений, а также могут быть использованы при поисках полезных ископаемых.

Первый этап работы планируется посвятить теме "Разработка и исследование теоретических методов основ экологического назначения мониторинга на основе геодезических, картографических, спутниковых, оптико-электронных информационных систем", где должны быть отражены: геопространственная информация о движениях земной коры, глобальной геодинамики и вращении Земли; информация о геоэкологическом потенциале и геодинамических изменениях, их прогнозе, оценке; а также решение прикладных задач, связанных с геодезическими, геолого-геофизическими исследованиями для создания земельного, водного и городского кадастров.

Комплексная тематика по мониторингу геопространства разрабатывается в СГГА большим коллективом авторов под научным руководством ректора Сибирской государственной геодезической академии. Залогом успешного выполнения задачи, поставленной перед авторским коллективом, являются активная работа по подготовке серии томов единой многотомной монографии, совместное обсуждение материалов всех глав на расширенных заседаниях редколлегии, межкафедральных семинарах под единой эмблемой "геоэкологического мониторинга геопространства", объединяющей не только специалистов, занимающихся науками о Земле, но и математиков, физиков, фотограмметристов, оптико-электронщиков, картографов, астрономов, работающих над единой темой "Мониторинг геопространства на основе современных и перспективных технологий".

При выполнении этой фундаментальной работы необходимо использовать опыт и материалы ведущих специалистов, возрастной ценз которых уже на пределе, но научный багаж еще может быть полезен. Эта преемственность будет достойным "наследством" для передачи наших знаний будущим исследователям мониторинга геопространства XXI века.

Л.Зятькова, профессор,
доктор географических наук,
лауреат Государственной
премии СССР, ОИГГМ;

И.Лесных, ректор
Сибирской государственной
геодезической академии,
профессор, академик РЭА;

В.Середович, профессор,
проректор по НИР СГГА.