Фрактальная модель распределения плотности поверхностных загрязнений

• Автор: Манжуров, Игорь Леонидович
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 123 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКОЛОГОГЕОГРАФИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ.

1.1. Введение. Проблема количественной оценки пространственного распределения поверхностной плотности загрязнения территории.

1.2. Актуальность фрактальною анализа эколого1 ео графических объектов

1.3. Основные фрактальные модели, используемые в науках о Земле

1.3.1. Броуновские фрактальные функции.

1.3.2. Другие модели стохастических фракталов

1.4. Методы определения фрактальной размерности

1.4.1. Изотропные фракталы.

1.4.2. Неизотропные фракталы.

1.4.3. Оценка фрактальной размерности по реальным данным.

1.5. Проверка фрактальных моделей в геохимии и науках о земле
1.5.1. Оценка формы рельефа, поверхностей пород и частиц минералов.
1.5.2. Оценка минеральных запасов и уровня загрязнения.
1.6. Фракталы и картирование.
1.6.1. Интерполяция и госстатистика
1.6.2. Доказательство фракталыюсти в пространственном распределении свойств почв и пород.
1.6.3. Использование вариограмм для оценки фрактальной размерности почвы и геологических свойств
1.7. Фрактальный анализ аэрофото и космоснимков.
1.8. Результаты и выводы но главе
Г ЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
2.1. Фрактальная модель зависимости массы загрязнителя от площади занимаемой им территории.
2.2. Алгоритм расчета фрактальной размерности
2.3. Программа для ПЭВМ Геоинформационный анализатор фрактальной размерности .
2.4. Определение информативности значения фрактальной размерности
2.4.1. Программа для ПЭВМ Имитатор диффузионною переноса загрязнителей
2.4.2. Фрактальная размерность модельных распределений концентраций загрязнителя
2.5. Повышение точности расчетов Д
2.5.1. Влияние параметров интерполяции при переходе от нерегулярной сетки к регулярной.
2.5.2. Выделение достоверных значений концентрации загрязнителя на регулярной сепсе.
2.6. Создание базы исходных данных.
2.6.1. Методика отбора проб снежного покрова и погрешности определения их химического состава
2.6.2. Расчет параметров поверхностного загрязнения
2.7. Результат и выводы по главе
ГЛАВА 3 ФРАКТАЛЬН АЯ РАЗМЕРНОСТЬ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ.
3.1. Фрактальные характеристики поверхностной плотности загрязнения 7 части территории ВосточноЧернобыльского радиоактивного следа.
3.1.1 Характеристика исследуемой территории.
3.1.2 Фрактальный анализ поверхностной плотности активности радиоактивного загрязнения.
3.1.2.1 Подготовка данных для расчета.
3.1.2.2 Доказательство фрактальноети пространственного распределения поверхностной плотности активности
3.1.2.3 Зонирование территории
3.1.3 Зависимость значений фрактальной размерности от способа перехода к
регулярной решетке
3.2 Фрактальная размерность поверхностного загрязнения территории металлами и
анионами
3.2.1 Фрактальная размерность загрязнения территории г. Каменск Уральский
3.2.1.1 Общая характеристика территории и исходных данных.
3.2.1.2 Расчет фрактальной размерности поверхностной плотности загрязнения снегового покрова г. КаменскУральский
3.2.1.3 Зонирование территории г.КаменскУральский по значению фрактальной размерности на примере загрязнения территории вОУ.
3.2.2 Фрактальная размерность загрязнения территории г. КировоЧепецк.
3.2.2.1 Обшая характеристика территории и исходных данных.
3.2.2.2 Расчет значений фрактальной размерности загрязнений территории
3.2.2.3 Зонирование территории г. КировоЧепецк по значению фрактальной размерности на примере загрязнения территории ВОд2.
3.2.3 Фрактальная размерность распределения плотности поверхностного загрязнения территории объекта Кратон1 ХМАО
3.2.3.1 Общая характеристика территории и исходных данных.
Расчет значений фрактальной размерности загрязнений территории
3.2.3.3 Зонирование территории объекта Кратон1 по значению фрактальной размерности.
3.3 Фрактальные характеристики интенсивности отраженного от земной поверхности
света по результатам анализа космоснимка.
3.3.1 Общая характеристика территории и исходных данных
3.3.2 Фрактальный анализ космоснимка.
3.3.3 Оценка самоподобия изображения геоморфологических структур
3.3.4 Оценка неоднородности изображения на космоснимке по значению
3.4. Выводы по главе 3.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Первая из них реализует разработанную методику измерения фрактальной размерности, вторая имитирует механизм диффузионного переноса загрязнений методом диффузионных потоков. Методика расчета фрактальной размерности использована при проведении исследования на территории ХантыМансийского автономного округа Государственный контракт 2 от г. Оценка радиоэкологической и экологогеохимической обстановки в районе объектов Ангара, Кимберлит, Кратон1 ХантыМансийского автономного округа. Фрактальная модель, описывающая плотность поверхностного распределения зарязнений. Методика расчета фрактальной размерности. Результаты измерений фрактальной размерности по картам зарязнений г. КаменскУральский, г. КировоЧепецк тяжелые металлы, анионы, района вокруг г. Арти Сз7, космоснимка территории олярного Урала. Вывод о фрактальной структуре пространственного распределения загрязнений на исследованных территориях и интенсивности отраженного от земной поверхности света на космоснимке. Результаты исследования были представлены и обсуждены на 1 и 4 Всероссийских интернетконференциях Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках г. VI, VIII, IX, X Международных симпозиумах Урал атомный, Урал промышленный г. Екатеринбург, , , , Всероссийской научной конференции Природные ресурсы северных территорий проблемы оценки, использования и воспроизводства Архангельск, VII научной конференции Картографическое и геоинформационное обеспечение управления региональным развитием Иркутск, . Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, три главы, заключение, список использованных источников и два приложения. Объем работы 3 страниц, в том числе рисунок, таблиц, библиографический список из наименований. Первая глава посвящена обзору литературы по использованию фрактального анализа для описания сложных экологогеографических объектов, существующим методикам расчета фрактальной размерности. В конце главы сформулированы цель и задачи исследования. Во второй главе выявляется фрактальная зависимость между массой загрязнителя и площадью занимаемой им территории приводится методика расчета фрактальной размерности описываются две программы для ПЭВМ расчет фрактальной размерности, имитация диффузионного переноса загрязнителя выявляются основные источники погрешностей при расчете фрактальной размерности и приводятся меры по их устранению, доказывается инвариантность значения фрактальной размерности к форме пятна загрязнения и его зависимость от коэффициента диффузии. В третьей главе приводятся примеры расчета фрактальной размерности по картам и космоснимку и доказательство их фрактальной структуры показано наличие нескольких зон, отличающихся механизмом массопереноса загрязнителя. ГЛАВА 1. Приводится обзор литературных данных по использованию фрактального анализа для описания сложных экологогеографических объектов, перечисляются соответствующие способы расчета фрактальной размерности, в конце главы формулируются цель и задачи исследования. Л. Введение. С классических позиций геохимии, загрязнение это изменение химических свойств окружающей среды, не связанное с естественными природными процессами Перельман, Глазове кая, . В настоящее время подавляющая часть загрязнений является техногенными, поэтому именно они и рассматриваются как предмет исследования. Загрязняющие вещества поллютшпы материальные носители загрязнения связаны с наличием источника загрязнения. Под источником загрязнения может подразумеваться как вид человеческой деятельности напр. Отходы иеутилизируемая в данный момент и возвращаемая в окружающую среду часть используемых и перерабатываемых человеком материалов I еохимия. Химический состав отходов весьма разнообразен. Их характерной чертой является наличие широкой ассоциации накапливаемых элементов, совместное нахождение которых обуслоялено не только общностью свойств, но и спецификой производственной и бытовой деятельности. По частоте встречаемости в отходах среди химических элементов преобладают цинк, медь, кадмий, ртуть, свинец, серебро, олово, хром, никель Методические рекомендации, Геохимия. Ревнч, Сает, .