Исследование и разработка метода и аппаратно-программного комплекса для дистанционной оценки загрязнения индикаторных видов растительности тяжелыми металлами
Диссертация
Одними из основных поллютантов атмосферы и почвенного покрова мегаполисов являются тяжелые металлы. Они являются активными комплексообразователями, способны к окислительно-восстановительным реакциям, что обуславливает их высокую биологическую активность и токсичное воздействие на живые организмы. Однако, в докладе на тридцать первой сессии руководящего органа Совместной программы наблюдения… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И СПЕКТРАЛЬНАЯ АППАРАТУРА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПО ОПТИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
- 1. 1. Методы оценки экологического состояния растительности по оптическим характеристикам
- 1. 2. Физические основы применения спектральной аппаратуры в дистанционном зондировании
- 1. 2. 1. Отражательная способность в дистанционном зондировании
- 1. 3. Приборы дистанционного зондирования для спектральных измерений в полевых условиях
- ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИНДИКАТОРНЫХ ВИДОВ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
- 2. 1. Взаимодействие света с листом
- 2. 2. Влияние внешних факторов на спектральные характеристики растений
- 2. 3. Пигменты листьев и их спектральные характеристики
- 2. 4. Оптическое зондирование и оценка экологического состояния растений
- 2. 5. Цветообразующие факторы листа в различных диапазонах спектра
- 2. 6. Индикаторные виды городской растительности для диагностики загрязнения тяжелыми металлами: Сё, Си, Хп, Ре, Мп, Р
- ГЛАВА 3. СПЕКТРАЛЬНАЯ АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ
- 3. 1. Полевой фотоэлектрический спектрометр
- 3. 2. Аппаратно-программный комплекс «Радуга»
- 3. 3. Методика проведения полевых и лабораторных экспериментов
- 3. 4. Статистический анализ экспериментальных данных
- ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕКТРАЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ
- 4. 1. Исследование спектров отражения индикаторных видов растительности в полевых условиях
- 4. 2. Исследование фонового спектра отражения индикаторных видов городской растительности
- 4. 3. Исследование влияния тяжелых металлов на спектры отражения растений в контролируемых условиях
- 4. 4. Метод дистанционной оценки загрязнения индикаторных видов растительности тяжелыми металлами
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- ПРИЛОЖЕНИЕ
Список литературы
- Трансграничный перенос загрязнений-основная причина региональной экологической опасности Текст. / В.И. Данилов-Данильян, М. Ч. Залиханов, К. С. Лосев // Экологическая безопасность. Общие принципы и российский аспект. М., 2001. — С. 121−127.
- Трансграничное загрязнение воздушного бассейна на примере СевероЗападного региона Текст. / В. Б. Миляев, И. А. Морозова // ВИНИТИ. Сер. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2002. — № 2. -С.27−35.
- Методы обеспечения экологической безопасности в целях устойчивого развития Западной Сибири. Текст. / A.M. Адам // «Безопасность жизнедеятельности». 2008. — № 1. — С.2−5
- Экологические проблемы урбанизированных территорий на примере г. Томска и пути их решения. Текст. / П. Н. Черногривов, Л. Г. Колесниченко // «Безопасность жизнедеятельности». 2008. — № 1. — С. 17—25.
- Изучение промышленного воздействия на северную растительность по космическим снимкам: трудности и нерешенные проблемы Текст. / В.И. Кравцова//Исследование Земли из космоса. 1999. — № 1. — С. 112−121.
- Operational space technology for global vegetation assessment (Оперативный космический метод глобальной оценки растительности) Текст. / F.N. Kogan // Bull. Amer. Meteor. Soc. 2001. — V.82, № 9. — pp. 1949−1964.
- Экология севера: Дистанционные методы изучения нарушенных экосистем (на примере Кольского полуострова) Текст. / Под ред. А. П. Капицы и У. Г. Риса. М.: Научный мир, 2003. — 248 с.
- Исследования спектров отражения индикаторных мхов Текст. / А. А. Бузников, Г. А. Лахтанов, Н.В. Алексеева-Попова, А. В. Виролайнен и др. // Исследование Земли из космоса. 1995. — № 2. — С.37−44.
- Опыт проведения узкозональных съемок переносными камерами на станции «Салют-7» Текст. / М. Л. Ропжин //Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиации. М.: Наука, 1987. — С.54−57.
- Spectral reflectance responses from lichens subjected to melal-induced stress
- Спектральная реакция мхов при стрессе под воздействием металлов) Текст. / J. Сох, Р.J. Beckett // 7th Themat. Conf. Remote Sens. Explor. Geol. Calgary, 2−6 Oct. 1989. Ann Arbor (Mich.), 1989. P.35.
- Влияние тяжелых металлов на оптические характеристики листьев растений Текст. / С. М. Кочубей, К. Д. Каракас, В. И. Лилька, С. Г. Шварева //Физиол. и биохим. культурных растений. 1984. — Т. 16, № 3. — С.248−251.
- Biological indicators in environmental protection (Биологические индикаторы в защите окружающей среды) Текст. / Ed. М. Kovacs. Budapest: Academiai Kiado, 1992. — 207 с.
- Спектральные характеристики растительности в тепловом ИК-диапазоне 8−14 мкм Текст. / В. Г. Сурин, Г. А. Ладнер //Исследование Земли из космоса. 1994. — № 3. — С.26−34.
- Теория и эксперимент в дистанционных исследованиях растительности. Текст. / H.H. Выгодская, И. И. Горшкова. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. -248 с.
- Отражательные свойства и состояние растительного покрова. Текст. / В. И. Рачкулик, М. В. Ситникова. Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — 288 с.
- Влияние тяжелых металлов на спектры отражения индикаторных мхов Текст. / A.A. Бузников, Г. А. Лахтанов, Н.В. Алексеева-Попова, A.B. Виролайнен и др. // Известия ГЭТУ, 1995. Вып.481. — С.67−79.
- Возможность оценки трансграничного переноса тяжелых металлов дистанционным методом Текст. / A.A. Бузников, Н.В. Алексеева-Попова, A.B. Виролайнен, М. В. Андреев // Известия ГЭТУ. 1997. — С.55−61.
- Спектральная отражательная способность и распознавание растительности. Текст. / К. Я. Кондратьев, П. П. Федченко. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. — 216 с.
- Применение результатов моделирования переноса радиации в посеве картофеля для дистанционной оценки фитопатологического состояния посевов Текст. / Е. А. Яновская, А. Ф. Яновский, Ю. Н. Чиберкус // Исследование Земли из космоса. 1994. — № 1. — С.98−104.
- Обобщенные спектральные индексы природных образований Текст. / C.B. Свистунов// Исследование Земли из космоса. 1994. — № 2. — С.41−50.
- Мониторинг состояния природно-техногенных комплексов по космическим снимкам Текст. / В. Г. Сурин, М. А. Шубина // Оптическийжурнал. 2006. — Т.73, № 4. — С.88−92.
- Метрологйческие аспекты измерений оптических характеристик системы «Поверхность Земли атмосфера» по результатам съемки из космоса Текст. / A.C. Панфилов // Исследование Земли из космоса. — 2002. — № 5. -С.15−21.
- Специализированный фотометр для измерения патологических и физиологических изменений в растениях Текст. / Э. В. Кувалдин, В. Г. Сурин // Оптический журнал. 1998. — № 5. — С.43−46.
- Полевые фотометрические фитоиндикационные исследования геохимических аномалий Текст. / В. Г. Сурин // Исследование Земли из космоса. 1997. — № 5. — С.83−92.
- Метод полевой прецизионной фотометррш для интерпретации геохимических аномалий Текст. / В. Г. Сурин // Исследование Земли изкосмоса. 1998. — № 4. — С.38−14.
- Спектральный метод диагностики состояния растений в тепловом инфракрасном диапазоне Текст. / В. Г. Сурин // Измерительная техника. -1997.-№ 5.-С.63−66.
- Дистанционное зондирование: количественный подход Текст. / Ш. М. Дейвис, Д. А. Ландгребе, Т. Л. Филлипс и др. Пер. с англ. М.: Недра, 1983. -415 с.
- Оптическое дистанционное зондирование Текст. / Б. И. Беляев, Л. В. Катковский. Минск: БГУ, 2006. — 455 с.
- Physical studies of nature by thermal mapping (Физические исследования природы по термальному картированию) Текст. / Е. Fagerlund, В. Kleman, L. Sellin & Н. Svensson // Earth Science Rev., 1970. V.6. — P.169−180.
- Ecological potential in spectral signature analysis (Экологический потенциал в спектральном сигнатурном анализе) Текст. / R.M. Hoffer, С .J. Johannsen // Remote Sensing in Ecology. Athens. Georgia, 1969. P. 1−16.
- Image enchancement for vegetative pattern change analysis (Улучшениеизображения для анализа изменений распределений растительности) Текст. / G.L. Brothers, К.В. Fish // Photogr. Eng. and Remote Sensing, 1978. V.44.-P.607−616.
- Multitemporal remote sensing of a geobotanical anomaly (Мультивременное дистанционное зондирование геоботанических аномалий) Текст. / J.P. Darch, J. Barber//Econ. Geol., 1983. V.78(4). — P.770−782.
- Geologic remote sensing (Дистанционное зондирование в геологии) Текст. / A.F.H. Goetz, L.C. Rowan. // Science, 1981. V.211(4484). P.781−791.
- Airborne biogeophysical mapping of hidden mineral deposits (Самолетное биогеофизическое картирование скрытых месторождений полезных ископаемых) Текст. / W. Collins, S.H. Chang, G. Raines, F. Canney, R. Ashley // Econ. Geol., 1983. V.78. — P.737−749.
- Factors affecting light reflectance of cotton (Факторы, влияющие наотражение света хлопком) Текст. / J.R. Thomas, C.L. Wiegand, V.I. Myers // Proc. 4th Symp. on Remote Sensing of Environment. Ann Arbor, Michigan, 1967. -P.30S-312.
- Leaf reflectance and image formation on color infrared film (Отражение листьями и формирование изображения на цветной ИК пленке) Текст. /
- E.В. Knipling // Remote Sensing in Ecology. Athens, Georgia (Univ. of Georgia Press), 1969. — P. 17−29.
- Vegetation and geology (Растительность и геология) Текст. / G.L. Raines,
- F.C. Canney, B.S. Siegal, A.R. Gillespie // Remote Sensing in Geology. New York (Wiley), (1980). — P.365−380.
- Пигменты, оптика листа и состояние растений Текст. / М. Н. Мерзляк // Соросовский образовательный журнал. 1998. — № 4. — С. 19−24.
- Фотосинтез: (Физиол. аспекты) Текст. / О. Хит. М.: Мир, 1972. 315 с.
- Спектры отражения листьев и плодов при нормальном развитии, старении и стрессе Текст. / М. Н. Мерзляк, А. А. Гительсон, С. И. Погосян и др. // Физиология растений. 1997. — Т.44, № 5. — С.707−716.
- Pigment Changes in Senescent and Stored Tissues (Изменения пигментов встареющих и сохранившихся тканях) Текст. / С.О. Chichester, Т.О.М. Nakayama // Chemistry and Biochemistry of Plant Pigments. New York: Academic, 1965. — P.440−457.
- Carotenol Esters in Developing Apple Fruits (Эфир каротенола в садоводстве яблок) Текст. / М. Knee // Phytochemistry. 1988. — V.27, № 4. — P. 10 051 009.
- The Degradation of Chlorophyll: A Biological Enigma (Разрушение хлорофилла: биологическая загадка) Текст. / G.A.F. Hendry, J.D. Houghton, S.B. Brown // New Phytology. 1987. — V.107. — P.255−302.
- Chlorophyll Breakdown. Chlorophylls (Разрушение хлорофилла. Хлорофиллы.) Текст. / S.B. Brown, J.D. Houghton, G.A.F. Hendry // Boca Raton: CRC, 1991. P.465−489.
- Carotenoid Catabolism during Leaf Senescence and Its Control by Light (Катаболизм каротиноидов в процессе старения листьев и управление им светом) Текст. / В. Biswall // J. Photochemistry Photobiology, В., 1995. -V.30, № 1. P.3−14.
- Oxygenation and Oxidation in the Metabolism of Aromatic Compounds (Оксигенация и окисление в метаболизме ароматических соединений) Текст. / V.S. Butt // Proc. Phytochem. Soc. Eur., 1985. V.25. — P.349−365.
- Reflectance and Transmittance of Light by Leaves (Отражение и пропусканиесвета листьями) Текст. / J.T. Wooley // Plant Physiol., 1971. V.47. — P.656−662.
- Картирование растительности Санкт-Петербурга по материалам космической цифровой многоспектральной съемки. Текст. / A.B. Григорьев, С. Г. Крицук, А. Н. Мезенко, A.A. Тронин, Б. В. Шилин // Оптический журнал, 2004. Т.71, № 3. — С.40−47.
- Полевой фотоэлектрический спектрометр Текст. / A.A. Бузников, В.И. Jleyc, Н. Б. Леус // Известия ТЭТУ, 1995. Вып.481. — С.3−7.
- Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов Текст. / В. Е. Гмурман. 9-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2003. -479 с.
- Загрязнители атмосферы и растения Текст. / Г. М. Илькун. Киев: Наук. Думка, 1978.-246 с.
- Применение вероятностно-статистических методов для анализа гидрохимических данных Текст. / В. И. Пелещенко, Н. И. Ромась. К.: Б.и., 1977. — 65 с.
- Статистические выводы и связи Текст. / М. Кендалл, А. Стьюарт. М.: «Наука», 1973. — С. 140−142.
- Спектральные исследования техногенной нагрузки на растительность мегаполисов Текст. / A.A. Тимофеев, A.B. Андреева, A.A. Бузников и др. // Известия государственного электротехнического университета. СПб., 2006. — Вып.1. — С.31−38.
- Исследование влияния тяжелых металлов на оптические характеристики растительности Текст. / A.A. Тимофеев, A.B. Андреева, A.A. Бузников и др. // Известия государственного электротехнического университета. -СПб., 2007. Вып.1. — С.39−46.
- Опыт проведения узкозональных съемок переносными камерами на станции «Салют-7» Текст. / JLA. Ронжин // Гагаринские научные чтения по космонавтике и авиации, 1988. С.54−57.
- Spectral Response of Vegetation to Metallic Elements in Northeastern
- Методика кодирования спектров отражения природных образований по наблюдениям в интервале длин волн 0,4.0,7 мкм Текст. / О. Б. Васильев, З. Ф. Миронова // В кн.: Проблемы физики атмосферы. JL: ЛГУ, 1974. -Вып. 11. — С.22−26.
- Космическая спектрофотометрия природной среды с пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций: опыт и перспективы Текст. / К. Я. Кондратьев, A.A. Бузников // Материалы семинара «Космос-океан-атмосфера». М.: ВИНИТИ, 1981. — 42 с.
- Спектральная отражательная способность природных образований Текст. / E.JI. Кринов. Л.: Изд. АН СССР, 1947. — 271 с.
- Дистанционные исследования Земли из космоса Текст. / Д. Н. Мишев. -М.: Мир, 1985.-229 с.
- Поляризованный свет Текст. / У. Шерклиф. М.: Мир, 1965. — 264 с.
- Вектор-параметр Стокса Текст. / Г. В. Розенберг // Успехи физических наук, 1955. № 56, Вып.1. — С.77−110.
- Solar and terrestrial radiation (methods and measurements) (Солнечное и земное излучение (методы и измерения)) Текст. / K.L. Coulson. New
- York: Acad. Press, 1975. 322 p.
- Применение эффекта поляризации для целей дистанционного обнаружения нефти на поверхности моря Текст. / A.A. Бузников, Г. А. Иванян, К. Я. Кондратьев, Д. В. Поздняков. ДАН СССР, 1975. — 221, № 5. -С.1082−1085.
- Поляриметрический эксперимент на борту «Марс-5» Текст. / JI.B. Ксанфомалити, В. И. Мороз, А. Дольфус // Космические исследования. -1975. 13,№ 1.-С.92−98.
- Исследование поляризации излучения, отраженного от некоторых типов растительного покрова Текст. / Г. А. Лахтанов, А. П. Пиотровская // В кн.: Дистанционное исследование окружающей среды оптическими и радиофизическими методами. JL: ЛГУ, 1983. — С.84−90.
- Морфолого-анатомическая характеристика Hylocomium splendens -индикатора загрязнения лесов Карельского перешейка Текст. / О. В. Яковлева, A.A. Бузников, Н.В. Алексеева-Попова и др. // Ботанический журнал. 2001. — Т.86, № 8. — С.58−68.
- Итоги науки и техники. Атмосфера, океан, космос. Программа «Разрезы». Глобальная экология: дистанционное зондирование Текст. / К. Я. Кондратьев, A.A. Бузников, О. М. Покровский. М.: ВИНИТИ, 1992. -Т.14.-308 с.
- Ручной спутниковый спектрограф РСС-3 для спектрографирования Земли Текст. / A.A. Бузников, В. М. Орлов // Тр. XI Всесоюзное совещание по актинометрии. Ч. II. Приборы и методы наблюдения. Таллин, 1980. -С.131−134.
- А.А. Тимофеев, A.B. Андреева, А. Л. Есипов, A.B. Буданов, A.A. Бузников.
- Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Пофос» № 2 009 611 158 от 30.12.2008.
- А.А. Тимофеев, A.B. Андреева, A.JI. Есипов, A.B. Буданов, A.A. Бузников. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Радуга» № 2 009 611 157 от 30.12.2008.
- Влияние тяжелых металлов на спектры отражения растительности Текст.: дис.. канд. техн. наук: 05.11.07 / Виролайнен Анжела Витальевна. СПб., 1998.
- Способ оценки экологического состояния окружающей среды / А.А.