Научно-исследовательская работа

Президент Российской Федерации В.В. Путин провел 27 апреля 2018 года заседание попечительского совета Русского географического общества. В организации подвели итоги работы за 2017 год и представили лучшие проекты.

Доклад Олега Петровича Ермолаева, посвященый созданию ГИС речных бассейнов азиатской части России, можно посмотреть с 17 минуты записи.

Научные исследования кафедра проводит по трем основным направлениям:

• Пространственно-временной анализ изменчивости ионного стока рек как отражение загрязнения окружающей среды (науч. рук. проф. Торсуев Н.П.). Исследования в этом направлении, получили отклик в России и направлены на оценку техногенной составляющей сульфатов гидросферы и атмосферы за период 1958-2007 гг. для территории севера Европейской части России. В рамках данного направления  преподавателями кафедры было зпщищено несколько кандидатских диссертаций (В.А. Белоногов, В.А. Федорова), завершается подготовка диссертации по этому направлению П.В. Хомяковым, Д.Н. Хайруллиной и И.А. Рысаевой

• Ландшафтно-экологический анализ геопространства (науч. рук. проф. Ермолаев О.П.). По данному направлению проведены исследования получившие, известность как в России, так и в странах ближнего и дальнего зарубежья. Проводимые исследования направлены на разработку и совершенствование нового научного направления ‑ экологического эрозиоведения. Созданы научные основы функционирования эрозионной геосистемы на основе бассейнового подхода и ландшафтного анализа. По Федеральной целевой программе проводятся междисциплинарные исследования по «Разработке технологии оценки деградации почвенного покрова от эрозионных процессов в зонах интенсивного земледелия Европейской части России», включающие комплекс методов на основе пространственного анализа интенсивности эрозии с использованием геоинформационных технологий, индексов биологической активности и физических параметров почв (О.П. Ермолаев – научный руководитель, В.В. Сироткин, П.Ю. Галицкая, С.Ю. Селивановская). Разработаны научные подходы по формированию специализированных эколого-геоинформационных систем различного уровня генерализации для количественного анализа современного экологического состояния территорий (Б.М. Усманов, К.А.Мальцев). Завершены исследования по ландшафтно-экологическому картографированию Татарстана. Впервые для нашего региона составлена среднемасштабная ландшафтная карта и разработана новая схема природного районирования. Создан ее электронный аналог, сформирован ландшафтный кадастр Республики Татарстан, включающий сведения о более чем 10 000 природных комплексов, а результаты исследований опубликованы в фундаментальном труде "Ландшафты Республики Татарстан". Создана ландшафтная карта на территорию г. Казань с использованием искусственных нейронных сетей (Р.Н. Селиванов, О.П. Ермолаев).

• Третье направление кафедры геоморфологическое. Кафедрой ведутся интенсивные исследования по тематике известной на всю страну и зарубежье Казанской геоморфологической научной школы, созданной проф. А.П. Дедковым. В частности, выиграны гранты РФФИ и Минобрнауки для проведения исследований по "Изучению систем экзогенного рельефообразования востока Русской равнины в кайнозое" (В.В. Мозжерин); по "Временной изменчивости эрозии и стока взвешенных наносов на Земле во второй половине XX столетия" (А.В.Гусаров); по "Геоморфометрическому анализу глобального рельефа Земли для анализа функционирования систем эрозии на Земле"; по "Созданию глобальной эколого-геоинформационной системы по стоку взвешенных наносов и его пространственному анализу" и др. (О.П. Ермолаев, К.А. Мальцев, В.В. Мозжерин). Результаты этих исследований докладывались на крупных международных научных форумах в Австралии, Китае, Австрии.

Научно-исследовательские работы ученых кафедры вносят существенный вклад в решение экологических проблем РТ и РФ. Так, в составе "Атласа Республики Татарстан" есть блок тематических карт, составленных на кафедре. Сотрудники кафедры (проф. О.П. Ермолаев – научный руководитель работ,  проф. Н.П. Торсуев, доц. В.А.Белоногов) за работу "Разработка и внедрение геоинформационных систем с целью планирования и реализации природоохранных мероприятий на юго-востоке Республики Татарстан" в 2004 году были удостоены Государственной премии Республики Татарстан в области науки и техники. Эти исследования нашли своё продолжение в разработке специализированных эколого-геоинформационных систем предприятий нефтегазодобывающей промышленности регионального и локального уровня генерализации (О.П. Ермолаев, В.А. Белоногов, К.А. Мальцев).

Создана система наблюдательных участков за опасными природными процессами переработки берегов Куйбышевского водохранилища (Б.М. Усманов, Мальцев К.А., О.П. Ермолаев), где в настоящее время наблюдения ведутся с применением новейших методов лазерного сканирования. Завершены комплексные работы для экологического обоснования генерального плана г. Казани и территориальной схемы размещения населенных пунктов республики (В.А. Белоногов, Э.И. Байбаков, О.П. Ермолаев). Сотрудники кафедры активно участвовали в экологическом обосновании проектов объектов для Всемирной студенческой универсиады 2013 г. (В.А. Белоногов, П.В. Хомяков)

Разрабатываются методология и методики проведения экологической оценки инвестиционных проектов и учета экологических ограничений различных видов хозяйственной деятельности. Ведутся научно-производственные работы по изучению экологических последствий разработки битумов, по созданию автоматизированного места эколога на предприятиях ОАО "Татнефть", внедрению геоинформационных технологий в систему рационального управления природопользованием нефтегазодобывающего комплекса, обоснованию единой санитарно-защитной зоны в ОЭЗ "Алабуга" и др. Выполняемые для реального сектора экономики работы позволили кафедре войти в состав университетских лидеров по этому направлению.

Результаты научных и производственных работ кафедры позволили зарегистрировать в "Роспатенте" 7 авторских свидетельств.

Профессор Н.П. Торсуев в 2008 году за монографию "Пространственно-временная организация карстовых систем" был удостоен высшей награды, присуждаемой в номинации научных работ Русским географическим обществом – "Золотой медали Н.М.Пржевальского".

Под научным руководством профессора О.П. Ермолаева выполнены следующие научные исследования:

 1.       Грант РФФИ-РГО «Интегральная оценка и картографирование геоэкологического состояния речных бассейнов Среднего Поволжья» (проект № 13-05-41126). 2014-2016 гг.

 Цель: Картографо-геоинформационный анализ,  оценка и прогноз геоэкологического состояния речных  бассейнов Среднего  Поволжья  для решения гидролого-географических  задач, предотвращения  чрезвычайных  ситуаций и управления природопользованием.

 Результаты: Для  крупного  региона  России  –  в  пределах  лесной,  лесостепной  и  степной  ландшафтной  зоны Среднего  Поволжья  с  помощью  картографо-геоинформационных  методов,  дешифрирования  материалов космических  съемок,  полевых  исследований  впервые    на  региональном уровне  генерализации (1:200 000) проведен  анализ, интегральная  оценка и картографирование геоэкологического состояния речных бассейнов.

 2.       Грант РФФИ «Количественная оценка динамики и интенсивности склоновой природно-антропогенной эрозии в лесостепной зоне Русской равнины новейшими методами исследования» (НОМЕР ПРОЕКТА 14-05-00503). 2014-2016 гг.

 Цель: Количественная  оценка динамики  и интенсивности  склоновой эрозии в различных  звеньях (микроручейковой и линейной эрозии) новейшими методами исследования  (высокоточное наземное лазерное сканирование, спектроскопический анализ  почвенного покрова, геоинформационное картографирование, пространственный анализ  и моделирование).

 Результаты:  Разработана методика количественного определения динамики и интенсивности эрозии с помощью НЛС с использованием разных сканирующих устройств (Trimble GX, TrimbleVX, TrimbleTX8). Подготовлена и подана заявка на патент в Роспатент РФ "Методика определения динамики и интенсивности почвенной эрозии методом наземного лазерного сканирования".

 3.        Грант РНФ «География и геоэкология рек и речных бассейнов Европейской части России: пространственный анализ, оценка и моделирование» (Номер проекта: 15-17-10008) 2015-2017 гг.

Создана база данных гидрологической информации по гидропостам рек ЕЧР, обеспеченных данными о среднегодовых расходах воды и/или расходах взвешенных наносов за тот или иной период наблюдений. Введена информация для 2015 гидропостов. Сформирована атрибутика объектов основных слоев ГИС - слоя бассейнов рек (53865 бассейнов) и слоя поверхностных водосборов гидропостов рек (1892 бассейнов).

На основе данных, накопленных в ГИС проекта, изучены статистические зависимости водного стока и стока взвешенных наносов рек ЕЧР от ландшафтно-географических условий и антропогенной нагрузки. Построены статистические модели, описывающие эти зависимости для горных и равнинных территорий ЕЧР. Разработана методика оценки геоэкологического состояния бассейновых геосистем на основе оценки антропогенной нагрузки на бассейны. В сети Интернет размещен геопортал «Речные бассейны Европейской части России» - ссылка http://bassepr.kpfu.ru/. Разработанный веб-ресурс не имеет аналогов в нашей стране и ближнем зарубежье с точки зрения полноты и многообразия геоинформации, отнесенной к естественным геосистемным образованиям – бассейнам рек. На геопортале опубликована геоинформация, полученная по результатам исследований и интегрированная в ГИС проекта. Базовый слой «Бассейны» включает более 53000 объектов - картографических моделей бассейнов с информацией о нескольких десятках характеристиках о их природно-ресурсном потенциале и антропогенных нагрузках. К ресурсу предоставлен публичный (открытый) доступ. Основные геоданные (результаты, полученные в ходе исследований по гранту) доступны для скачивания и использования.

 4.       Гранты РГО по созданию геоинформационной системы на бассейны малых рек азиатской части России (2016-2017 гг.).

Результаты: С использованием самых современных информационных технологий и методов пространственного географического анализа впервые создана электронная карта бассейнов малых рек и сформирована не имеющая аналогов в нашей стране уникальная база геоданных, позволяющая получать широкий спектр показателей, характеризующих каждый речной бассейн. Представлены характеристики рельефа территории, пространственное распределение различных климатических показателей, характеристик почвенного покрова, типов землепользования и ландшафтов. Выполнено обобщение тематической природно-антропогенной информации и дана географическая характеристика более 350000 речных бассейнов. По сути, впервые создана геоинформационная система на бассейны малых рек Национального уровня. Созданная ГИС обеспечивает возможность для последующего накопления и систематизации больших объемов пространственной информации сплошного покрытия о природных системах, комплексных сведений о состоянии территорий в бассейнах малых рек, для изучения отклика территорий на антропогенное воздействие и происходящие климатические изменения в различных ландшафтных зонах. Геоинформационная система соответствует мировому уровню разработок в данной области ГИС, а по некоторым параметрам превосходит известные ГИС аналогичного тематического содержания.

Под научным руководством профессора В.Н. Голосова в 2015-2017 гг. выполнен грант РНФ "Пространственно-временные закономерности развития современных процессов природно-антропогенной эрозии на сельскохозяйственных землях России" (Номер проекта: 15-17-20006).

Выполненные в рамках проекта исследования по изучению пространственно-временных изменений процессов смыва, размыва и переотложения смываемых почв позволило на количественной основе охарактеризовать динамику изменений эрозионно-аккумулятивных процессов в различных ландшафтных зонах южной половины ЕТР за последние 60 лет и оценить вклад глобального потепления климата и трансформации землепользования, произошедшего после распада СССР, в эти изменения.

В настоящее время по руководством Шарифуллина А.Г. начата работа в рамках гранта РФФИ "Оценка динамики современной эрозионной деградации почв на сельскохозяйственных землях Республики Татарстан" (номер 18-35-00326)

Основная задача проекта состоит в количественной оценке современных эрозионно-аккумулятивных процессов на агроландшафтах Республики Татарстан. Территория Республики Татарстан относится к области с наиболее развитым сельским хозяйством, что предопределяет масштаб и значимость результатов для поддержания плодородия и снижения загрязнения поверхностных вод.