ГИС и водные науки

Географические информационные системы (ГИС) стали неотъемлемой частью водных наук и лимнологии . Вода по своей природе динамична. Таким образом, характеристики, связанные с водой, постоянно меняются. Чтобы идти в ногу с этими изменениями, технологические достижения дали ученым методы для улучшения всех аспектов научных исследований: от спутникового отслеживания дикой природы до компьютерного картирования мест обитания. Такие агентства, как Геологическая служба США , Служба рыболовства и дикой природы США , а также другие федеральные агентства и агентства штатов используют ГИС для помощи в своих усилиях по сохранению природы.

ГИС используется во многих областях науки о водных ресурсах, включая лимнологию , гидрологию , водную ботанику, экологию рек , океанографию и морскую биологию . Приложения включают использование спутниковых изображений для выявления, мониторинга и смягчения последствий утраты среды обитания . Снимки также могут показать состояние недоступных территорий. Ученые могут отслеживать перемещения и разрабатывать стратегию определения местонахождения вызывающих беспокойство мест. ГИС можно использовать для отслеживания инвазивных видов, исчезающих видов и изменений популяций.

Одним из преимуществ системы является доступность информации для обмена и обновления в любое время посредством сбора данных через Интернет.

ГИС и рыба [ править ]

В прошлом ГИС не была практическим источником анализа из-за сложности получения пространственных данных о средах обитания или организмах в подводной среде. С развитием радиотелеметрии , гидроакустической телеметрии и гидролокаторов бокового обзора биологи получили возможность отслеживать виды рыб и создавать базы данных, которые можно включить в программу ГИС для создания географического представления. Используя радио- и гидроакустическую телеметрию, биологи могут определять местонахождение рыб и получать соответствующие данные об этих участках. Эти данные могут включать образцы субстрата , температуру и проводимость . Сонар бокового обзора позволяет биологам наносить на карту дно реки, чтобы получить представление о возможных используемых средах обитания. Эти два набора данных можно наложить друг на друга, чтобы определить распределение рыбы и места ее обитания. Этот метод был использован при изучении бледного осетра .

За определенный период времени собираются большие объемы данных, которые можно использовать для отслеживания закономерностей миграции, мест нереста и предпочтительной среды обитания. Раньше эти данные отображались и накладывались вручную. Теперь эти данные можно ввести в программу ГИС и разложить по слоям, организовать и проанализировать так, как это было невозможно сделать в прошлом. Использование слоев в программе ГИС позволяет ученым одновременно рассматривать несколько видов, чтобы найти возможные водоразделы, общие для этих видов, или специально выбрать один вид для дальнейшего изучения.Геологическая служба США (USGS) в сотрудничестве с другими агентствами смогла использовать ГИС для составления карты ареалов обитания и моделей передвижения бледного осетра . В Колумбийском центре экологических исследований их усилия опираются на специальные приложения ArcPad и ArcGIS , оба приложения ESRI (Институт исследования экологических систем), для регистрации перемещений осетровых рыб для оптимизации сбора данных. Была разработана реляционная база данных для управления табличными данными по каждому отдельному осетру, включая первоначальный отлов и репродуктивную физиологию. Карты движения могут быть созданы для отдельных осетров. Эти карты помогают отслеживать перемещения каждого осетра в пространстве и времени. Это позволило исследователям расставить приоритеты и запланировать работу полевого персонала по отслеживанию, картированию и повторной поимке осетровых.

ГИС и макрофиты [ править ]

Макрофиты являются важной частью здоровых экосистем. Они обеспечивают среду обитания, убежище и пищу для рыб, диких животных и других организмов. Хотя естественные виды представляют большой интерес, не менее интересны и инвазивные виды, которые встречаются рядом с ними в нашей среде. ГИС используется агентствами и их соответствующими менеджерами ресурсов в качестве инструмента для моделирования этих важных видов макрофитов. С помощью ГИС-менеджеров ресурсов можно оценить распространение этого важного аспекта водной среды в пространственном и временном масштабе. Возможность отслеживать изменения растительности во времени и пространстве, чтобы делать прогнозы об изменении растительности, — это лишь некоторые из многих возможностей ГИС. Точные карты распределения водных растений в водной экосистеме являются важной частью управления ресурсами.

Можно спрогнозировать возможные появления водной растительности. Например, Геологическая служба США создала модель для американского дикого сельдерея ( Vallisneria americana ), разработав статистическую модель, которая рассчитывает вероятность присутствия подводной водной растительности. Они установили веб-ссылку на веб-сайт ArcGIS Server Института исследований экологических систем (ESRI) * Модель подводной водной растительности , чтобы сделать прогнозы своей модели доступными в Интернете. Эти прогнозы распределения подводной водной растительности потенциально могут повлиять на кормящихся птиц, создавая зоны избегания людей. Если известно, где находятся эти места, птиц можно оставить в покое, чтобы они могли спокойно кормиться. Когда наступают годы, когда прогнозируется, что водная растительность в этих важных местах обитания диких животных будет ограничена, менеджеры могут быть предупреждены.

Инвазивные виды стали серьезной проблемой для менеджеров ресурсов. ГИС позволяет менеджерам наносить на карту расположение и численность растений. Эти карты затем можно использовать для определения угрозы, исходящей от этих инвазивных растений, и помочь менеджерам принять решение о стратегиях управления. Можно провести исследования этих видов, а затем загрузить их в систему ГИС. В сочетании с этим можно включить местные виды, чтобы определить, как эти сообщества реагируют друг на друга. Используя известные данные о ранее существовавших инвазивных видах, ГИС-модели могли бы предсказывать будущие вспышки путем сравнения биологических факторов. Программа сельскохозяйственной экспериментальной станции Коннектикута по инвазивным водным видам (CAES IAPP) использует ГИС для оценки факторов риска. ГИС позволяет менеджерам определять местоположение и численность растений. Это позволяет менеджерам отображать инвазивные сообщества рядом с местными видами для изучения и управления.

См. также [ править ]

Внешние ссылки [ править ]