Экологическое картографирование

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ
Учебная программа дисциплины
0
Федеральное агентство по образованию
Владивостокский государственный университет экономики и сервиса
Экологическое картографирование
Учебная программа дисциплины
По направлению подготовки
020800.62 Экология и природопользование,
специальности
020801.65 Экология
Владивосток
Издательство ВГУЭС
2010
1
ББК 20
Учебная программа по дисциплине «Экологическое картографирование» предназначена
для студентов направления подготовки 020800.62 Экология и природопользование,
специальности 020801.65 Экология
Составитель: Полякова Е.В., к.б.н., доцент, кафедра экологии и природопользования.
Утверждена на заседании кафедры Экологии и природопользования от 28.04.09 г.,
протокол № 11
Рекомендована к изданию учебно-методической комиссией Института информатики,
инноваций и бизнес-систем ВГУЭС от
, протокол №
© Издательство Владивостокского
государственного университета
экономики и сервиса, 2010
2
ВВЕДЕНИЕ
Экологическое картографирование, насчитывая в своей истории около трех
десятилетий, и образует тесное единство биологических, географических, социальных и
технических направлений исследования с общегеографическими методами визуального
отображения пространственной информации. Современные экологические карты,
создаваемые для немедленной реакции общества на ту или иную проблему, и дающие
представление об изменении обстановки «в реальном масштабе времени», выполнены,
чаще всего, в электронных системах с применением данных дистанционного
зондирования (ДДЗ) и компьютерного дешифрирования. В тоже время, создание любой
карты начинается с получения данных на ту или иную территорию, а специалисты,
занимающиеся экологическим картографированием должны иметь еще и особые знания: в
общей биологии, экологии, географии природных комплексов, расположенных на
территории исследования, об экономической географии района, специфике инженерных
сооружений. Ни одна компьютерная программа, связанная с дешифрированием
космических снимков, не сможет полностью работать в автоматическом режиме.
Данная дисциплина направлена на формирование у студентов комплексного
представления о системном подходе к картографированию взаимосвязанных процессов и
явлений, возникающих между человеком и окружающей средой. Курс призван помочь
экологам корректно подходить к проектированию, составлению, анализу и оценке
комплексных и тематических экологических карт.
Дисциплина «Экологическое картографирование» направлена на ознакомление
студентов с основными понятиями, терминами, методами изучения, составления и
описания экологических карт. Изучение данного курса тесно связано с дисциплинами
«Общая экология», «Прикладная экология», «Устойчивое развитие человечества» и ряда
других.
Для понимания и усвоения дисциплины «Экологическое картографирование»
необходимо знание биологи, географии, экологии в объеме средней школы. Учебная
программа разработана на основе учебного плана специальности 02080165 – Экология.
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
1.1. Цель и задачи учебной дисциплины
Целью настоящей дисциплины является формирование у студентов навыков
изучения основных принципов и закономерностей функционирования экосистем с
применением новейших достижений картографической науки. Дисциплина предназначена
для студентов экологических специальностей.
Основные задачи дисциплины – формирование у студентов научных знаний о
методах и способах измерения земной поверхности; ознакомление слушателей с
методическими основами составления и использования экологических карт в научной и
практической деятельности. Дисциплина призвана помочь экологам корректно подходить
к использованию экологических баз данных и экологических карт.
1.2. Компетенции, приобретаемые при изучении дисциплины
Изучение дисциплины будет способствовать формированию общенаучных,
профессиональных и социально-личностных компетенций, развивающих способности к
дальнейшему обучению по специальности и успешной деятельности в избранной
профессии.
3
В процессе изучения дисциплины формируются навыки проектирования системы
условных знаков на экологических картах и навыки разработки тематического содержания
экологических карт. Теоретические знания, полученные в процессе изучения дисциплины,
направлены на выработку всестороннего взгляда при проведении комплексной оценки
экологических карт. Знания, полученные в процессе изучения дисциплины, имеют
практическое применение при
составлении авторских фрагментов и программ
экологических карт.
Предлагаемая дисциплина должна привить обучающимся элементы экологического
мировоззрения, помочь приобрести будущим специалистам необходимую эрудицию,
позволяющую решать конкретные задачи на высоком профессиональном уровне.
1.3. Основные виды занятий и особенности их проведения
Дисциплина «Экологическое картографирование» изучается в 7 семестре и
рассчитана на 191 час, из них 34 часа - аудиторная нагрузка (1 час лекций и 1 час
практических занятий в неделю) и 157 часов отводится на самостоятельную работу
студентов. По окончании студенты сдают зачет по теоретическому материалу.
Необходимым условием допуска к зачету является наличие выполненных практических
заданий.
По дисциплине предусмотрено проведение лекционных и практических занятий.
При изложении теоретического материала, с учетом его большого объема, некоторые
темы могут быть оставлены для самостоятельного изучения студентом. Дисциплиной не
предусмотрено повторное изучение разделов высшей математики, физики, географии,
знание которых необходимо для понимания излагаемого материала. Их следует
планировать в качестве самостоятельной работы студентов при подготовке к лекционным
и практическим занятиям.
На лекционных занятиях дается основной систематизированный материал, который
вводит учащегося в существо экологических проблем и роль специалиста-эколога в их
решении.
На практических занятиях отводится время для двух контрольных работ,
знакомства с библиотечными фондами, первичного знакомства с приборной базой
экологического практикума, представления в виде докладов результатов самостоятельной
работы и защиты рефератов по темам курса, экскурсии на промышленное предприятие.
Главное здесь – это реализация таких компетентностных технологий обучения, которые
создавали бы ситуации включения студентов в разные виды деятельности (общение,
решение проблем, дискуссии, диспуты).
Самостоятельная работа включает в себя работу с учебной и научной литературой
при подготовке к практическим, контрольным работам и написанию реферата.
1.4. Виды контроля и отчетности по дисциплине
По дисциплине установлены следующие виды контроля:
-текущая аттестация, которая проводится в форме контрольных работ, содержащих
вопросы теоретического характера и практических работ, которые включают письменный
отчет с решенными задачами, графиками, диаграммами, картами и устный анализ
физического смысла полученных результатов. Текущая аттестация может также
проводиться как компьютерное тестирование. За аттестацию студентам выставляются
баллы от 0 до 80.
- промежуточная аттестация – зачет. К зачету допускаются студенты, набравшие в
течение семестра не менее 41 балла. Зачет проводится в форме контрольной работы или
4
компьютерного тестирования. За промежуточную аттестацию студентам выставляются
баллы от 0 до 20.
Итоговая оценка по дисциплине представляет собой сумму результатов текущих и
промежуточной аттестаций.
1.5. Техническое и программное обеспечение дисциплины.
Для проведения лекционных и практических занятий аудитория должна быть
оборудована мультимедийным оборудованием с целью демонстрации презентационных
материалов по дисциплине.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Перечень тем лекционных занятий
Тема 1. Введение. Теоретические основы экологического картографирования.
Роль экологического картографирования в науке и практике. Исторические корни и
современные концепции экологического картирования. Предмет и задачи экологического
картографирования. Значение для экологического картографирования законов и
принципов экологии. Принципы и методы квалиметрии и их реализация в экологическом
картировании. Экологизация тематической картографии. Классификация экологических
карт.
Тема 2. Эколого - картографическое источниковедение.
Классификация информационных источников по ведомственной принадлежности.
Государственные органы. Научные учреждения. Классификация информационных
источников экологического картографирования по применяемым научным методам и
техническим приемам. Общие вопросы обеспечения комплексности экологокартографического исследования. Дистанционное зондирование. Характеристики
источников и объемов антропогенных нагрузок. Экспедиционные и стационарные
исследования загрязнения компонентов природной среды. Биоиндикаторы.
Тема 3. Методология экологического картографирования.
Территориальная
интерпретация
эколого-географической
информации.
Ландшафтная основа экологических карт. Показатели экологического картирования и их
репрезентативность.
Интеграция
показателей
экологического
картирования.
Картографическая семантика в экологическом картографировании. Объекты
экологического картирования и их локализация. Способы картографических изображений
и их использование в экологическом картировании.
Тема 4. Содержание и методы составления экологических карт.
Общие закономерности загрязнения атмосферы. Картографирование атмосферных
проблем. Общие закономерности загрязнения вод суши. Источники информации о
загрязнении поверхностных вод. Методы картирования загрязнения поверхностных вод.
Картографирование показателей, отражающих физическое загрязнение. Картирование
шумового загрязнения. Картирование электромагнитных полей. Биоэкологические
аспекты картографирования. Комплексное экологическое картографирование.
5
Тема 5. Прикладное экологическое картографирование и использование
экологических карт.
Экологическое
картографирование
при
обосновании
инвестиций.
Картографическая составляющая ОВОС. Экологические аспекты кадастрового
картирования. Географический анализ загрязнения. Анализ пространственно-временной
динамики загрязнения.
2.2. Перечень тем практических занятий
1. Способы картографических изображений и их использование в экологическом
картографировании.
2. Картографирование потенциала загрязнения атмосферы.
3. Картографирование источников загрязнения атмосферы.
4. Картографирование шумового загрязнения.
5. Анализ биоэкологических карт.
6. Разработка легенд карт экологического содержания.
7. Знакомство с фондами библиотеки ВГУЭС и технологией поиска информации.
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Перечень и тематика самостоятельных работ
1. Подходы к оценке экологического состояния систем
2. Карты экологических ситуаций.
3. Карты геоэкологического районирования.
4. Карты антропогенных воздействий на среду (промышленности, сельского хозяйства,
транспорта, рекреации).
5. Медико-экологическое направление картографирования.
6. Карты экологического риска.
7. Понятие о масштабе, масштабы топографических карт.
8. Виды и способы топографической съемки местности: опорные сети создаваемы для
проведения съемочных работ. Определение высот точек местности. Приборы,
применяемые при проведении съемочных работ.
9.
Аэрофотосъемка
местности.
Методы,
аппаратура,
порядок
проведения
аэрофотосъемочных работ. Дешифрирование аэроснимков и фотопланов
10. Топографическая карта. Картографические условные знаки для изображения
элементов ситуации и рельефа земной поверхности.
11. Понятие о картографической генерализации. Особенности оформления
топографических карт и планов.
12. Метод космической съемки. Использование космических снимков для создания
топографических, общегеографических и других карт. Использование космической
информации при определении очерёдности обновления топографических карт, создания
фотокарт.
13. Понятие электронной (компьютерной, цифровой) карты. Способы, приборы и методы
её получения. Возможность электронных карт в выводе на экран отдельных «слоев»
картографического изображения – рельефа, дорожной сети, гидрографии и т.д.
14. Географическая информационная система, как комплекс сбора, хранения, обработки,
отображения и распространения пространственно-временной информации. Применение
ГИС при планировании развития городов, трасс нефтепроводов, транспортных
магистралей, разработки экологических мероприятий.
6
15. История развития и становления экологического картографирования.
16. Анализ экологических атласов.
17. Анализ экологических карт.
18. Электронные и Интернет-ресурсы в экологическом картографировании.
19. Анализ экологической информации с помощью ГИС.
20. Требования к экологическим ГИС.
21. Области использования экологических ГИС (деградация среды обитания, загрязнение,
охраняемые территории, восстановление среды, экообразование, экотуризм, мониторинг).
22. Карты эколого-геологических условий
23. Карты эколого-геологического районирования.
24. Карты эколого-геологические прогнозные.
25. Карты эколого-геологические рекомендательные.
26. Экологическое картографирование в градостроительном проектировании.
27. Экологизация тематической картографии.
28. Карты экологического природопользования.
29. Использование методов геоинформационного картирования при составлении экологогеографических карт.
30. Первые экологические карты в России (под руководством академика В.Б. Сочавы).
31. Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
- основной источник информации по загрязнению окружающей среды.
32. Статистические сборники «Охрана окружающей среды», их основное содержание.
33. Инженерно-экологические изыскания, их сущность.
34. Медико-географическое картирование.
35. Решение задач оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) с использованием
эколого-географических карт.
36. Экологическое картирование при обосновании инвестиций.
37. Картографическое обеспечение инженерно-экологических изысканий.
3.2. Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов
Самостоятельное изучение студентами учебной дисциплины «Экологическое
картографирование» включает подготовку к практическим занятиям, контрольным
работам, к аттестационным испытаниям по дисциплине и самостоятельное изучение ряда
тем. На практических занятиях студенты закрепляют полученные знания, поэтому при
подготовке к практическим занятиям необходимо прежде всего изучить теорию вопроса.
При самостоятельном изучении теоретических вопросов студенты могут
использовать рекомендуемую литературу, а также Интернет. По каждой теме, отведенной
на самостоятельное обучение, преподаватель предоставляет студентам подробный план,
помогающий ориентироваться в большом объеме информации.
3.3. Состав технических средств и рекомендации по работе с ними
При подготовке к практическим занятиям, к текущей и промежуточной аттестации
рекомендуется активно использовать Интернет. При изучении теоретической части курса
можно пользоваться размещенными в Интернете электронными учебниками, учебными и
учебно-методическими
пособиями,
Для
самостоятельной
работы
студентам
рекомендуется пользоваться литературой и электронными базами данных библиотеки
ВГУЭС, читальным залом краевой библиотеки им. А.М. Горького.
3.4. Рекомендации по работе с литературой
7
В процессе изучения дисциплины «Экологическое картографирование» необходимо
соединить знания о принципах экологии и закономерностях функционирования экосистем
с широким географическим кругозором, основанным на знании пространственной
структуры биосферы. Основными разделами курса экологического картографирования
являются теоретические основы экологического картографирования, экологокартографическое источниковедение, методология экологического картографирования,
содержание и методы составления экологических карт, прикладное экологическое
картографирование и использование экологических карт. Данные вопросы подробно
рассматриваются в учебном пособии Торофимова В.Н. и др. [5].
В учебном пособии Колосова А.А. [1] рассмотрены теоретические и практические
вопросы картографии и топографии, основные принципы и методы картографической
интерпретации экологической информации. Учебное пособие включает как теоретический
материал, так и разработки по практическим заданиям.
Особенности
экологического
картографирования
в
градостроительном
проектировании детально рассмотрены в учебном пособии Курбатовой А.С. [2].
3.5. Контрольные вопросы для самостоятельной оценки качества освоения
дисциплины
1. Дайте понятие о масштабе, перечислите масштабы топографических карт.
2. Дайте определение понятия «экологическое картографирование».
3. Сформулируйте два основных подхода к определению понятия «экологическое
картографирование»
4. Дайте представление о предмете и задачах экологического картографирования.
5. Опишите роль экологического картографирования в науке и практике
6. Перечислите типы экологических карт.
7. Опишите функции, которые выполняют экологические карты.
8. В чем заключается сущность предмета экологическое картографирование?
9. Сформулируйте принципы антропоцентризма и биоцентризма в экологическом
картографировании.
10. Опишите значение законов и принципов экологии для экологического
картографирования.
11. В чем заключается сущность экологизации тематической картографии?
12. Опишите роль экспедиционных и стационарных исследований загрязненности
компонентов природной среды в экологическом картографировании.
13. Назовите информационные источники в экологическом картографировании по
ведомственной принадлежности.
14. Приведите требования к информационным источникам в экологическом
картографировании.
15. Назовите информационные источники в экологическом картографировании по
применяемым научным методам и техническим приемам.
16. Опишите возможности дистанционного зондирования.
17. Опишите территориальные единицы экологического картографирования.
18. Дайте определение понятию «картографическая семантика»
19. Охарактеризуйте 5 групп явлений, отображаемых на картах, в зависимости от
характера пространственной локализации.
20. Приведите примеры явлений, локализованных в пунктах.
21. Перечислите подходы к выбору территориальных единиц в экологическом
картографировании
22. Какие вы знаете графические средства, применяемые в экологическом
картографировании?
23. Охарактеризуйте способы картографических изображений.
8
24. Опишите объекты экологического картографирования.
25. Расскажите, как обеспечить репрезентативность показателей экологического
картографирования.
26. В чем заключаются особенности проведения научных исследований при составлении
экологических карт?
27. Расскажите о научной кооперации специалистов различных научных отраслей при
составлении экологических карт.
28. Каковы функции экологических карт, выполняемые в ходе научно-исследовательских
работ?
29. Опишите основные принципы экологизации тематической картографии .
30. Перечислите способы картографических изображений.
31. Опишите роль экологического картографирования в градостроительном
проектировании.
32. Приведите примеры инвентаризационных экологических карт.
33. Приведите примеры интегральных экологических карт.
34. Опишите особенности картографирования атмосферных проблем
35. В чем заключаются особенности картографирования загрязнения вод суши?
36.Расскажите об особенностях картографирования загрязнения почв и других
депонирующих сред.
37. В чем заключаются особенности комплексного экологического картографирования?
38. Раскройте принципы и методы квалиметрии.
39. Опишите принципы картирования показателей, отражающих геологогеоморфологическое загрязнение..
40. Сформулируйте подходы к картографированию устойчивости ландшафтов.
41. Какие вы знаете оценки экологических ситуаций?
42. Перечислите количественные оценки состояния среды.
43. В чем заключается смысл экологического картирования при обосновании инвестиций?
44. Расскажите об экологических аспектах кадастрового картирования.
45. Расскажите об особенностях медико-географического картирования.
46. Опишите экологические аспекты кадастрового картирования.
47. В чем заключается роль экологического картирования при анализе пространственновременной динамики загрязнения?
48. В чем отражается картографическая составляющая оценки воздействия на
окружающую среду?
49. Какие признаки дешифрирования используются при работе со снимками?
50. Чем отличаются на снимках техногенные объекты от природных?
51. В чем различия информации снимков и карт?
52.Какие экологически значимые параметры рельефа можно получить с топографических
карт?
53. Какие характеристики экосистем можно получить с топографических карт?
54. Какие сведения о техногенных нагрузках можно получить с топографических карт?
55. Какую информацию о структуре и устойчивости экосистем можно получить со
следующих
тематических
карт:
геологических,
инженерно-геологических,
гидроклиматических, почвенных, геоботанических?
56. Какую информацию со снимков и карт можно получить для проведения
экологического мониторинга?
57. Какие показатели загрязнения природной среды используются на экологических
картах?
58. Как отражается на экологических картах нарушенность природной среды?
59. Какая информация содержится на аналитических экологических картах?
60. Каково содержание типологических экологических карт?
9
4. СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Основная
1. Колосова Н.Н. Картография с основами топографии: учебно пособие для вузов. М.:
Дрофа, 2006. – 272 с.
2. Курбатова А.С., Баранникова Ю.А., Комедчиков Н.Н. Экологическое
картографирование в градостроительном проектировании – Москва-Смоленск:
НИиПИЭГ, Маджента, 2006. – С. 192.
3. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и
цифровой обработки космических снимков: Учебник /Лурье И.К. - М.: Аспект Пресс,
2008. – 424 с.
4. Фокина Л.А. Картография с основами топографии. М.: Владос, 2005. – 280 с.
5. Эколого-геологические карты. Теоретические основы и методика составления: Учеб.
Пособие/ В.Н. Трофимов, Д.Г. Зилинг, М.А. Харькина и др.; Под ред. В.Н. Трофимова.М.: Высш. Шк., 2007. – 407 с.
Дополнительная
6. Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. – М.: Аспект Пресс, 2001.- 336 с.
7. Жуков В.Т., Новаковский Б.А., Чумаченко А.Н. Компьютерное геоэкологическое
картографирование. М.: Научный мир, 1999.-128 с.
8. Исаев А.А. Экологическая климатология. Учебное пособие для геогр. Гидромет. Экол.
Спец. Вузов и колледжей. М.: Научный мир, 2001. – 458 с.
9. Калининград. Экологический атлас. – СПб.: НИИ Атмсфера, 1999, 35 с.
10. Картоведение: Учебник для вузов/ Под ред. Берлянта – М.: Аспект Пресс, 2003. – 477
с.
11. Картография с основами топографии: Учеб. пособие / Под ред. Г.Ю. Грюнберга. – М.:
Просвещение, 1991.
12. Комплексное экологическое картографирование (географический аспект). Учебное
пособие. М.: МГУ, 1997. 147 с.
13. Корепанова Т.В. Методические указания к выполнению лабораторных работ по
экологическому картографированию: Учебно- методическое пособие. Ижевск, 2000.
14. Лаппо Г.М. География городов: Учеб. Пособие для геогр. Ф-тов вузов. – М.: ВЛАДОС,
1997. – 480 с.
15. Маслов Н.В. Градостроительная экология. М., 2002.
16. Методические установки по созданию эколого-географической карты масштаба
1:12500000. МГУ, 1992. 111 с.
17. Оценка качества окружающей среды и экологическое картографирование. М.: ИГ
РАН, 1995. 214 с.
18. Сваткова Т.Г. Атласная картография: учебное пособие для вузов. М.: Аспект Пресс,
2002. – 200 с.
19 Стурман В.И.. Экологическое картографирование: Учебное пособие. М.: Аспект Пресс,
2003. – 251 с.
20. Чурилова Е.А. Картография с основами топографии: практикум. Учебное пособие для
вузов. М.: Дрофа, 2004. – 124 с.
21. Южанинов В.С. Картография с основами топографии: Учеб. пособие. М.: Высшая
школа, 2001.
10
№УМКД:
Наименование УМКД: Экологическое картографирование
Наименование дисциплин БУМК, имеющих иное название нет
Учебный модуль _______________________
Связь с другими дисциплинами: для изучения дисциплины необходимы знания в
области общей экологии (УМКД 9787), биологии (УМКД 6115, 6116), географии (УМКД
6520), учения об атмосфере (УМКД 6462); учения о биосфере (УМКД 9789).
Цель курса: ознакомление студентов с основными понятиями, проблемами и методами
экологического картографирования
Задачи курса: изучить основные элементы тематического содержания экологических
карт; особенности проектирования и составления экологических карт; основные правила
разработки тематического содержания экологических карт.
Компетенции: Теоретические знания, полученные в процессе изучения дисциплины,
формируют профессиональный взгляд на отображение пространственной экологической
информации. В процессе изучения курса формируются навыки создания и
дешифрирования современных экологических карт, являющихся немедленной реакцией
общества на ту или иную проблему, и дающих представление об изменении обстановки «в
реальном масштабе времени».
Содержание дисциплины: Понятие об экологическом картографировании и
экологических картах. Теоретические основы экологического картографирования.
Эколого-картографическое
источниковедение.
Методология
экологического
картографирования. Содержание и методы составления экологических карт. Прикладное
экологическое картографирование и использование экологических карт.
Институт: ИИБС
Кафедра: ЭПП
Специальности:
02080165 Экология
Направление:
02080062 Экология и природопользование
Формы контроля: экзамен
Ведущие преподаватели: Полякова Елена Владимировна, к.б.н., старший преподаватель
каф. ЭПП.
Перечень
ключевых
слов:
карта,
картографирование,
экологическое
картографирование, экологическая карта, масштаб карты
11
ВЫПИСКА
Из протокола № 4 заседания кафедры Экологии и природопользования от 10.12.09.
Присутствовали:
13 человек
Слушали:
зав. кафедрой экологии и природопользования Л.В. Якименко об утверждении и
рекомендации к внутреннему изданию учебной программы дисциплины «Экологическое
картографирование», разработанной д.б.н., доцентом каф. ЭПП, Е.В. Поляковой.
ПОСТАНОВИЛИ:
Учебную программу дисциплины «Экологическое картографирование» Е.В. Поляковой
утвердить и рекомендовать к внутреннему изданию.
Зав. кафедрой
Л.В. Якименко
Секретарь
Е.В. Тарасова
12