Curs Monit Pol Mediu SOAM

  • Published on
    04-Jan-2016

  • View
    223

  • Download
    3

DESCRIPTION

curs MPM

Transcript

1. SISTEME MODERNE DE SUPRAVEGHERE A MEDIULUI 1.1 Caracteristicile metodelor de supraveghere a mediului n ultimii ani, domeniul supravegherii mediului s-a dezvoltat rapid, n toate etapele de elaborare a informaiei, ncepnd din momentul n care senzorul preia o mrime caracteristic mediului studiat pn la faza de elaborare i organizare a informaiilor rezultate, astfel nct acestea s poat fi interpretate de un utilizator oarecare. Domeniul mediului are o serie de caracteristici specifice care se reflect i n metodele alese pentru obinerea unor informaii adecvate i precise. Dintre acestea pot fi amintite: - multidisciplinaritatea funcionarea sistemelor naturale implic interaciuni ntre procese fizice, fizico-chimice i biologice. Aceste procese fac apel la domenii de competen foarte variate i foarte specializate care trebuie s fie puse n interaciune pentru a se obine ansamblul datelor care pot fi exploatate. - multitudinea scrilor spaiale i temporale adecvate descriptorii mediului indic variaii n timp i spaiu. Aceste variaii apar foarte des ca o suprapunere de variaii elementare caracterizate printr-o scar de timp i de spaiu. Astfel, alegerea unui pas de timp i a unui pas de spaiu de achiziie reprezint o condiie primordial n vederea unei exploatri eficiente a datelor. - variaiile catastrofale ale perturbaiilor ntr-o abordare general, se observ c anumite fenomene naturale, precum i variaiile adesea periodice menionate mai sus, sunt susceptibile de variaii brute i intense n anumite situaii (tipic este cazul creterii nivelului rurilor). Aceste fenomene nu sunt reproductibile i sunt dificil de prevzut. innd seama de pagubele pe care le pot produce, trebuie puse n aplicare urmriri specifice, care sunt adesea delicate i foarte scumpe. - interpretarea rezultatelor domeniul mediului implic o interpretare conjugat a variabilelor perturbatoare i a celor de stare ale mediului, ceea ce confer modelrii, ca instrument de interpretare a datelor de mediu, o dificultate sporit i o importan deosebit. - generalizarea rezultatelor cunotinele referitoare la mediu sunt ntotdeauna rezultatul observaiilor locale. Dificultatea const n generalizarea acestor informaii i interpretarea lor n cadrul general. Aceste dificulti vor crete pe msur ce punctele de observare sunt mai eterogene (cazul mediilor urbane) i pot aprea variaii ale forrilor (perturbaiilor) de la un punct de msurare la altul, astfel c este imposibil sau extrem de hazardat s se transpun sau s se extrapoleze rezultate locale. n acest caz, soluia este multiplicarea punctelor de testare, astfel nct informaiile s poat fi comparate i s se treac apoi la extragerea informaiilor generale. - utilizarea punctelor de lucru atelier Utilizarea unui punct de observare pentru efectuarea unor msurri specifice unui anumit proces impune cunoaterea prealabil a acestuia. Aceasta implic urmrirea principalelor variabile perturbatoare i a comportrii lor la o scar de timp semnificativ. Iniial, se face o apreciere general a mediului. Apoi, se regrupeaz diferite studii specifice fcute n acelai punct, care permit nceperea unei urmriri de fond utilizabil n mai multe etape. Astfel apare noiunea de observator al mediului sau punct de lucru atelier. 1.2 Structura reelelor de supraveghere a mediului Pentru analiza riscurilor, difuzarea unei informaii precise i fiabile, sensibilizarea i alertarea publicului este necesar s se msoare continuu i cu mijloace adecvate calitatea mediului nconjurtor. n faa complexitii tehnicilor care trebuie puse n aplicare experiena disciplinelor mediului, a cunotinelor aprofundate n domeniul metrologiei i implementrii reelelor de supraveghere i a competenelor n materie de sisteme informaionale sunt necesare. O reea de supraveghere a mediului este alctuit din urmtoarele componente de baz: 1. Staiile de msur O staie de supraveghere este alctuit dintr-o incint care adpostete analizoarele i traductoarele necesare pentru toi parametrii specifici mediului care pot fi msurai. Ansamblul este gestionat de un sistem de achiziie de date autonom cu care se poate comunica la distan. 2. Laboratorul mobil Sistemul de supraveghere poate fi completat cu un laborator mobil. Instrument de studiu i diagnosticare, acest dispozitiv permite obinerea informaiilor referitoare la zonele care nu necesit o supraveghere permanent. 3. Mijloace de comunicaie Ansamblul tuturor staiilor de msur comunic cu postul central al reelei de supraveghere prin intermediul a diferite suporturi: reea analogic, linie specializat, reea GSM, legtur radio etc.. 4. Postul central Postul central al reelei de supraveghere este de regul un sistem de calcul care asigur ansamblul comunicaiilor, arhivarea datelor, executarea calculelor i gestiunea alarmelor. El se bazeaz pe arhitectura client server. Ansamblul informaiilor i datelor din reea este gestionat cu ajutorul unui Sistem de Gestiune a Bazelor de Date. 5. Posturile de lucru Funciile ndeplinite de aceste posturi sunt numeroase: configurarea la distan a staiilor de supraveghere, tele-calibrarea metrologiei, urmrirea n timp real a parametrilor, organizarea evenimentelor, validarea interactiv a datelor, tratri statistice evoluate, importul i exportul datelor, prezentarea cartografic a datelor, reprezentarea grafic a acestora i tiprirea rezultatelor. 6. Conexiunile exterioare Sistemul are ca obiectiv achiziia i prelucrarea datelor referitoare la mediul nconjurtor. n afara funciilor de transfer ctre bazele de date exterioare el trebuie s dispun de instrumente necesare difuzrii informaiilor ctre public i administratorii nsrcinai cu gestionarea alertrilor din punct de vedere al polurii. Gestiunea episoadelor de poluare este simplificat de asemenea prin utilizarea posturilor de lucru aflate la distan. Utilizarea unei reele de supraveghere a mediului implic parcurgerea urmtoarelor etape: a. Planificarea activitilor const n stabilirea tuturor activitilor care vor fi desfurate n vederea monitorizrii parametrilor care caracterizeaz mediul. Pentru realizarea acestei etape vor fi avute n vedere urmtoarele obiective: - definirea necesitilor, - bilanul informaiilor existente, - definirea i planificarea campaniilor de msurare, - organizarea logistic, - planificarea, - realizarea unor studii de impact. b. Aplicarea i realizarea: - instalarea sistemului de msur, - executarea i urmrirea campaniilor de msurare, - primirea informaiilor exterioare. c. Raportarea i analiza: - trecerea informaiilor obinute pe un suport informatic, - prelucrarea datelor i verificarea rezultatelor, - concepia i redactarea unui raport de studiu complet i detaliat, - prezentarea raportului. d. Decizia Dac pentru o aciune rapid i eficient sunt necesare informaii precise i fiabile, pentru o decizie adecvat i durabil sunt eseniale previziunile i anticiparea. Mijloacele tehnice care pot fi puse n aplicare n acest cadru pot fi importante dar competenele n materie de studiu, analiz i modelare sunt indispensabile. 2 - 1 2. SISTEME DE ACHIZIIE A DATELOR 2.1. STRUCTURA SISTEMELOR DE ACHIZIIE A DATELOR Utilizarea pe scar larg a calculatoarelor n cercetare i industrie are ca scop rezolvarea numeric a problemelor tiinifice i tehnice, conducerea experimentelor de laborator, prelucrarea datelor experimentale, simularea, conducerea i controlul proceselor industriale, precum i transmiterea informaiei. Un sistem de achiziie a datelor ndeplinete urmtoarele funcii: condiionarea, amplificarea, filtrarea, multiplexarea, eantionarea i conversia analog-digital a semnalelor, prelucrarea, afiarea i stocarea datelor. Aceste funcii sunt realizate de componente hardware (senzori i traductoare, module de condiionare a semnalelor, interfee de achiziie a datelor, calculatoare) i software (programe de achiziie i prelucrare a datelor). 2.1.1 Calculatorul personal Utilizarea calculatoarelor personale n sistemele de achiziie a datelor este facilitat de perfecionarea simultan a microprocesoarelor i a magistralelor de comunicaie. Alegerea structurii interfeei de achiziie i a magistralei de comunicaie extern trebuie s fie corelat cu performanele metodei de transfer intern a informaiilor. Arhitectura calculatorului implicat n sistem poate afecta considerabil viteza de achiziie a datelor. Un suport de calcul flexibil utilizat din ce n ce mai frecvent n industrie este calculatorul portabil realizat n jurul unui microprocesor. Un sistem de calcul este format din urmtoarele elemente: - unitatea central de prelucrare (CPU - Central Processing Unit), care efectueaz calculele i urmrete realizarea secvenial a programului prin interpretarea i procesarea informaiilor; - memoria central cu acces aleator (RAM Random Access Memory) n care sunt pstrate temporar instruciunile i datele procesate; - echipamentele periferice, utilizate pentru introducerea datelor n calculator (echipamente de intrare), pentru extragerea datelor din calculator (echipamente de ieire) i pentru memorarea pe termen lung a programelor i datelor (memorii auxiliare). Capacitatea discului dur (HDD Hard Disk Drive) al calculatorului poate limita sever cantitatea de date achiziionate. De asemenea, timpul de acces la disc i fragmentarea fiierelor nregistrate pe acesta pot reduce semnificativ viteza de eantionare i de stocare a datelor. n cazul sistemelor destinate achiziiei semnalelor de nalt frecven este indicat s se aleag o unitate de disc dur de mare vitez i s se asigure pe disc un spaiu liber i nefragmentat (contiguu) suficient de mare pentru colectarea tuturor datelor necesare. n plus, este util s se rezerve un disc dur numai pentru stocarea datelor achiziionate, sistemului de operare fiindu-i alocat un alt disc. Procesarea semnalelor n timp real i achiziia semnalelor de nalt frecven necesit procesoare pe 32 sau 64 bii de mare vitez i coprocesoare, sau procesoare de semnale digitale (DSP Digital Signal Processing). 2.1.2 Modulele de condiionare a semnalelor Traductoarele sesizeaz diferite mrimi fizice i genereaz semnale electrice pe care le furnizeaz sistemelor de achiziie de date n scopul msurrii i nregistrrii. De 2 - 2 exemplu, termocuplele i termistoarele convertesc temperatura ntr-un semnal analogic pe care un convertor analog-digital l poate transforma ntr-un semnal numeric. Din punct de vedere structural, semnalele uzuale pot fi clasificate n dou categorii: analogice i digitale. Un semnal electric analogic este o tensiune sau un curent variabil continuu n raport cu timpul, caracterizat prin nivel, form i frecven. Un semnal electric digital are numai dou niveluri caracteristice: superior i inferior (on sau off, 0 sau 1). Informaiile pe care le poate furniza un astfel de semnal sunt numai starea (descris prin nivelul semnalului: superior sau inferior) i durata (intervalul de timp n care acesta i conserv starea). Semnalul furnizat de un traductor trebuie s fie compatibil cu sistemul de achiziie de date, adic s prezinte caracteristici adecvate performanelor statice i dinamice ale acestuia. Compatibilizarea se realizeaz printr-un modul de condiionare a semnalului. Acesta amplific sau reduce dup caz nivelul semnalelor, le izoleaz galvanic i le filtreaz pentru eliminarea zgomotului, mrind semnificativ precizia i sigurana sistemului. n sistemele industriale complexe modulele de condiionare a semnalelor pot fi introduse explicit n lanul de msur, ca echipamente independente, sau pot fi incluse n echipamente integrate de achiziie de date. 2.1.3 Echipamente de achiziie a datelor Aceste echipamente constituie interfaa dintre procesul monitorizat i calculator deoarece digitizeaz semnalele analogice furnizate de traductoare pentru a fi interpretate de calculator. Specificaiile obligatorii pentru definirea unui sistem de achiziie de date sunt: - numrul de canale analogice i digitale de intrare; - rata de eantionare, corespunztoare frecvenei conversiei analog-digitale; o rat de eantionare mare permite achiziia unui numr mai mare de date ntr-un interval de timp dat, oferind o reprezentare numeric mai fidel a semnalului original; - numrul de convertoare analog-digitale care asigur multiplexarea; - rezoluia conversiei, adic numrul de bii pe care convertorul analog-digital l utilizeaz pentru a reprezenta semnalul analogic; - domeniul de msur, care reprezent diferena dintre nivelul maxim i nivelul minim de tensiune cuantificat de convertorul analog-digital. 2.1.4 Programe Programele necesare funcionrii unui calculator se mpart n trei mari categorii: - programe de sistem - controleaz operaiile efectuate de sistemul de calcul i asigur legtura dintre subsistemele acestuia, programele de aplicaie i cele utilitare; au rolul de a simplifica operaiile de alocare a memoriei, afiare a caracterelor pe ecran i la imprimant, citire a caracterelor de la tastatur, accesul la informaiile stocate pe discurile magnetice etc.; - programe de aplicaie - interacioneaz direct cu utilizatorul, fiind specializate n executarea unor prelucrri specifice; n aceast categorie intr programele pentru achiziia i gestiunea bazelor de date, editoarele de texte, programele de tehnoredactare i grafic etc.; - programe utilitare - interacioneaz direct cu utilizatorul, dar, spre deosebire de programele de aplicaii, realizeaz prelucrri de uz general; ele susin administrarea sistemului de calcul i utilizarea programelor prin copierea 2 - 3 fiierelor, pregtirea discurilor magnetice pentru utilizare, crearea de copii pentru salvarea informaiilor, testarea sistemului de calcul etc.; o categorie aparte de programe utilitare o constituie programele de "interfa", care ndeplinesc rolul de "interpret" ntre utilizator i sistemul de operare. Programele de achiziie transform sistemul format dintr-un calculator i echipamentele de achiziie ntr-un instrument complex de prelevare, stocare, analiz i prezentare a datelor. Un sistem performant de achiziie a datelor destinat msurrii, reglrii sau testrii este format din componente compatibile de calitate similar. Dac acestea sunt grefate pe un sistem de calcul de uz general, interfaarea lor cu operatorul este asigurat numai de programul de achiziie, care integreaz traductoarele, modulele de condiionare a semnalului i echipamentul de achiziie, coordonnd toate activitile sistemului. 2.2 METODOLOGIA DE ACHIZIIE A DATELOR EXPERIMENTALE Sistemele de msurare automat, continu sau intermitent, constituie n prezent instrumente obligatorii n procesele de dezvoltare a produselor sau proceselor industriale. n ultimii 20 de ani, sistemele de msur au cunoscut o evoluie structural radical, ajungnd la o nou arhitectur n cadrul creia calculatorul are rolul principal. 2.2.1 Evoluia sistemelor de msur n urm cu peste dou decenii, comunicaiile seriale RS-232 i GPIB au permis calculatorului personal s devin o parte component a sistemelor de msur. Prin conectarea echipamentelor de msur la calculator s-au redus att timpul de lucru, ct i erorile de procesare specifice transferului manual al datelor introduse n calculator pentru analize ulterioare. Utilizarea calculatorului ca manager pentru componentele sistemelor de msur a permis integrarea i coordonarea simultan a mai multor instrumente de msur. n acest scop, a fost necesar crearea unei interfee software numit driver destinat interogrii i recepionrii rspunsurilor de la instrumente. Driver-ele se instalau ca o parte a sistemului de operare, conform unor standarde precum API (Application Programming Interface Interfaa de Programare a Aplicaiilor). La jumtatea anilor 80, progresele realizate n arhitectura sistemelor de calcul (respectiv a magistralelor de transmisie) au permis dezvoltarea echipamentelor de msur modulare pe care utilizatorii le puteau instala ntr-un calculator personal. Apariia plcilor de achiziie modulare a eliminat necesitatea utilizrii unui microprocesor specializat, a memoriei interne i a programelor dedicate, stocate n instrumente de msur independente. Avantajele oferite de plcile de achiziie au fost majore: dimensiunile i costurile componentelor calculatoarelor s-au redus, iar performanele sistemelor de msur au crescut. Aceste platforme flexibile i ieftine solicitau ns de la programul de achiziie mai multe operaii dect trimiterea comenzilor i primirea rspunsurilor. Interfeele de programare a aplicaiilor de nivel nalt au simplificat procesul de transfer rapid al datelor ntre placa de achiziie i memoria volatil a calculatorului. Cu ajutorul algoritmilor de procesare a semnalelor i a instrumentelor software, specialitii au creat propriile rutine de analiz. Programele de interfa cu utilizatorul au fost realizate cu pictograme amplasate pe ecranul calculatorului sub form de butoane i cursoare specifice instrumentelor de msur clasice. Astfel, dezvoltarea mediilor specializate de msur a condus la dezvoltarea instrumentelor integrate de control i achiziie a datelor, analiz i vizualizare a acestora. 2 - 4 Inovaiile din domeniul arhitecturii magistralelor de transmisie (de ex.- PXI/Compact PCI) au permis n ultimii ani crearea unor sisteme specializate de msur i control. Spre deosebire de sistemele tradiionale, acestea integreaz o mare varietate de echipamente de msur. La nceput au fost conectate la PC instrumentele de msur independente; ulterior, s-au adugat echipamentele de msur analogice i digitale, iar n prezent sunt incluse chiar i echipamente de achiziie a imaginilor pentru verificri vizuale i controlere de acionare. n plus, sistemele de msur i control integrate ofer posibilitatea conectrii simple la echipamentele din familia automatelor programabile (PLC). 2.2.2 Integrarea echipamentelor de msur n prezent, instrumentele de msur independente sunt optimizate pentru a putea fi utilizate n sisteme de msur integrate. Evoluia rapid a tehnicii de msurare i a echipamentelor specifice impune reducerea timpului necesar elaborrii programelor aferente de testare. n acest scop, se utilizeaz limbaje de programare evoluate (Visual Basic, Visual C++ etc.). Programele specifice joac un rol vital n dezvoltarea sistemelor de achiziie a datelor i control deoarece asigur programarea i integrarea echipamentelor de msur, precum i configurarea local i distribuit; ele trebuie s fie modulare, s poat fi elaborate simplu i modificate rapid la schimbarea cerinelor sistemului. Mediile de dezvoltare a aplicaiilor (Application Development Environments ADEs) integreaz modulele executabile ale programelor, driverele echipamentelor, interfeele programelor de aplicaie (API) i managerul de configurare. Driverele echipamentelor trebuie s asigure flexibilitatea programrii, o interfa API scalabil i consistent, configurare i operare de la distan i integrarea cu algoritmii de conducere (Driver Engines and Algorithms = Motoare i Algoritmi de Conducere). 2.2.3 Medii de dezvoltare a aplicaiilor Mediile de dezvoltare a aplicaiilor joac un rol important n concepia programelor de msurare i automatizare deoarece permit proiectarea sistemului care preia datele furnizate de traductoare, controleaz procesele, afieaz informaiile la utilizatorul final, asigur conectarea cu alte aplicaii etc. Alegerea unui mediu de dezvoltare a aplicaiilor de msur i control depinde de capacitatea acestuia de gestionare i procesare a datelor obinute prin msurri, astfel nct acestea s poat fi utilizate n rutinele de procesare adiional. Pentru a crete la maximum productivitatea programrii aplicaiilor, mediile de dezvoltare trebuie s includ funcii de analiz numeric i algoritmi performani de procesare a semnalelor, specifici aplicaiilor de msurare, funcii de reglare de tip PID sau fuzzy, rutine de reducere a zgomotului, de analiz spectral, de filtrare digital, de integrare i derivare numeric, trasare i netezire a curbelor etc. Mediile de dezvoltare a aplicaiilor trebuie s asigure: - conectivitatea cu alte instrumente software prin intermediul unor instrumente software precum ActiveX i DLL); - conectarea la o baz de date (SQL, MySQL, ORACLE, DB2, FOX PRO etc.); - conectarea la reele de calculatoare prin intermediul tehnologiilor TCP/IP sau UDP; - crearea rapoartelor partajate n formate XML, HTML etc. Tehnologiile moderne, precum Microsoft.NET, permit conectivitatea ntre sisteme aflate la distan. 2 - 5 Un exemplu tipic de de rezolvare integral a problemelor menionate este furnizat de firma National Instruments (S.U.A.), creatoare a dou medii de dezvoltare a aplicaiilor - LabVIEW i LabWindows/CVI. 2.3 PROGRAME DE MANAGEMENT AL SISTEMELOR DE MSUR I AUTOMATIZARE Programul de management al sistemului de msur (System Management Software) are un rol important n cadrul pachetului de programe de msur i automatizare (Measurement and Automation Software Framework). Programul de management al ncercrilor (Test Management Software) furnizeaz cadrul de lucru pentru ntreg sistemul de msur, asigurnd interfaa dintre sistemul de testare i alte sisteme precum bazele de date, sistemele de fabricaie i cele de asigurarea calitii. Sistemele de msur colecteaz cantiti mari de date, astfel c modul n care se face gestionarea acestora este deosebit de important pentru sistemele de msur integrate. Prin incorporarea managementului datelor tehnice n sistem, acestea pot fi partajate eficient i se pot lua decizii fundamentate pe criterii obiective. Programul de gestiune a datelor (Data Management Frameworks) asigur aceste funcii, furniznd sistemelor de msur un mediu de lucru organizat, care permite stocarea datelor n numeroase tipuri de fiiere, manipularea acestora i analiza interactiv cu ajutorul rutinelor bazate pe msurri, generarea rapoartelor profesionale standardizate etc. 3-1 3. SISTEME SCADA 3.1. DEFINIREA SISTEMELOR SCADA SCADA este un sistem de calcul numeric destinat colectrii i analizei datelor n timp real. Termenul corespunde denumirii engleze a sistemului: Supervisory Control and Data Acquisition. Sistemele SCADA sunt utilizate pentru monitorizarea i controlul instalaiilor sau echipamentelor n domenii precum telecomunicaiile, managementul apei, energiei i deeurilor, extracia, transportul i prelucrarea petrolului i gazelor naturale etc. Un sistem SCADA tipic colecteaz informaiile dintr-un proces, le transfer dispecerului, analizeaz evenimentele i elaboreaz comenzi adecvate, afind informaiile ntr-un mod organizat i intuitiv. De exemplu, un astfel de sistem identific locul n care are loc o scurgere de gaz dintr-un gazoduct, stabilete nivelul de gravitate al evenimentului i comand nchiderea vanelor rapide aferente tronsonului de conduct implicat dac scurgerea este critic. Sistemele SCADA au fost utilizate pentru prima dat n anul 1960 i pot ndeplini funcii relativ simple, precum monitorizarea condiiilor de mediu dintr-o cldire mic de birouri, sau extrem de complexe, precum monitorizarea tuturor activitilor dintr-o central nuclear sau a funcionrii unui sistem urban de alimentare cu ap. Sistemele SCADA utilizeaz instrumente informatice i de teletransmisie complexe pentru a realiza urmtoarele funcii: - achiziia semnalelor numerice sau analogice de la traductoarele i senzorii afereni echipamentele controlate; - analiza datelor, elaborarea i transmiterea comenzilor ctre elementele de execuie incorporate n echipamente; - vizualizarea evenimentelor din proces (detectarea strilor anormale i incidentelor, tratarea alarmelor etc.) n diferite formate; - executarea automat a secvenelor de control predefinite; - simularea aciunilor care pot fi realizate n condiii specifice; - arhivarea ierarhizat a evenimentelor nregistrate; - vizualizarea evenimentelor dup un criteriu de filtrare disponibil; - fundamentarea deciziilor operatorilor (sistem expert); - instrument de simulare n timp real pentru formarea personalului. Sistemele SCADA se caracterizeaz prin: - modularitate; arhitectura modular a sistemelor SCADA permite utilizarea unui numr mare de "module de interfa" (I/O), deci posibilitatea de a controla echipamente diverse; - ergonomie; la cererea operatorului, datele pot fi afiate n diferite moduri: ferestre multiple, detalii, prin selectarea variabilelor dup tip, vizualizarea strii unui anumit echipament etc.; - structurarea informaiei; necesitatea prelucrrii unui mare numr de date impune utilizarea unor baze de date structurate, construite cu programe specializate; - configurare flexibil; procedeele automate de configurare, care elaboreaz instrumentele grafice cu tehnologia programrii orientate pe obiecte, simplific aplicarea unui sistem generic la orice tip de sistem supravegheat; - mentenabilitate; funciile dedicate mentenaei sistemelor ofer operatorilor instrumente pentru diagnosticare; - formarea personalului prin simulare; metodele de simulare complexe i pun pe operatori n situaii reale (incidente, situaii critice) constituind un suport eficient pentru formarea lor; 3-2 - posibilitatea dezvoltrii continue; instrumentele oferite de mediile de dezvoltare a aplicaiior permit clienilor s introduc modificri n programele de configurare a instalaiilor care trebuie controlate, prin adugarea sau eliminarea secvenelor de programe corespunztoare echipamentelor care trebuie controlate i modificarea automat a afirii. 3.2. EXEMPLE DE SISTEME SCADA Firma ADVANTECH din S.U.A. produce sisteme SCADA de uz general, realizate din numeroase tipuri de module de comunicaie i I/O incluse n seria ADAM. Acestea sunt frecvent utilizate n aplicaiile de monitorizare a calitii apei i aerului, terenurilor, barajelor, podurilor, traficului rutier etc. n domeniul energiei, firma ADVANTECH furnizeaz soluii pentru managementul reelelor de conducte i de distribuie a energiei electrice i termice. Firma ALLEN - BRADLEY, consacrat n acelai domeniu, ofer soluii complete pentru realizarea sistemelor de achiziie de date, supraveghere, comand i control al sistemelor distribuite prin intermediul liniilor de comunicaie seriale care conecteaz posturile la o staie central. Pentru a elabora soluia adecvat unei aplicaii este necesar s se aleag urmtoarele componente ale sistemului: reeaua de telemsur, echipamentele de transmisie a datelor, staia de baz (central), interfaa pentru operator, posturile de comand locale i modulele de intrare/ieire adecvate controlului i supravegherii aplicaiei nsi. 1. Reeaua de msurare la distan (telemsurare) constituie calea de comunicare a sistemului SCADA. O aplicaie poate avea mai multe reele de msurare la distan. n aplicaiile foarte importante este necesar uneori s se prevad un sistem de salvare sau o procedur de recuperare pentru reeaua principal. n vederea realizrii acestei reele se va avea n vedere: alegerea topologiei, alegerea modului de transmisie, alegerea suportului de legtur, alegerea protocoalelor, stabilirea sarcinilor. Topologia reprezint organizarea geometric a staiilor i legturilor care constituie reeaua. Aceasta poate fi de mai multe feluri: - punct cu punct exist o linie de comunicaie numai ntre dou staii, care permite ca o staie s poat interoga i comunica cu o alt staie. Staiile pot fi racordate prin cabluri, linii telefonice sau servicii electronice sau prin conexiuni temporare cum ar fi liniile automate sau transmisiile prin radio sau satelit. - punct cu punct multipl este topologia principal a aplicaiilor SCADA. n acest caz exist linii de comunicaie ntre trei sau mai multe staii, una dintre ele fiind "arbitrul" comunicaiei (staia central), care controleaz momentele n care celelalte staii pot comunica. Staiile pot fi racordate prin linii specializate sau servicii electronice, transmisii radio sau prin satelit etc. - puncte multiple cu puncte multiple linia de comunicaie dintre trei sau mai multe staii fr arbitru de comunicaie (staie central) n care orice staie poate ncepe comunicaia cu o alta. 2. Echipamentul de transmitere a datelor furnizeaz legtura dintre un suport de transmisie i staiile central i descentralizate (terminal de date). Echipamentul conine att modemurile telefonice i radio ct i echipamentul de transmisie herian i prin satelit. 3-3 Modemul este un aparat care convertete informaia numeric provenit de la un automat programabil sau de la un calculator ntr-un semnal analogic compatibil cu suportul de transmisie utilizat (linie telefonic, unde radio, transmisie prin satelit). Semnalul este apoi transferat modemului destinatar care l convertete n informaie numeric. 3. Staia de baz (central) ntr-un sistem SCADA, staia de baz (central): - obine datele analogice citind i/sau primind periodic date direct de la staiile descentralizate sau prin intermediul unei staii secundare; - permite o supraveghere i un control coordonate de ansamblul sistemului prin intermediul interfeei sale de operare. Aplicaiile complexe pot necesita de asemenea i staii secundare care: - primesc datele de la staiile descentralizate ntr-o regiune; - suport interfaa de operare local a regiunii; - suport nregistrarea alarmelor i evenimentelor; - transmit datele ctre staiile descentralizate i asist comenzile de supraveghere; - servesc de interfa cu o staie central supervizoare mult mai important. 4. Staii descentralizate O staie descentralizat a unei aplicaii SCADA are urmtoarele funcii: - comand intrrile i ieirile echipamentelor procesului (elemente de execuie, instrumente de msur, etc.); - supravegheaz condiiile echipamentelor procesului i nregistreaz alarmele; - raporteaz starea staiei de baz i execut comenzile primite de la ea. 3.3. PROGRAMUL GENESIS DE DEZVOLTARE A SISTEMELOR SCADA 3.3.1 Caracteristicile programului Cu o bibliotec de peste 250 de drivere, GENESIS for Windows permite conectarea la aproape orice fel de echipament. Este realizat de firma ICONICS i permite configurarea bazelor de date grafice orientate pe obiecte care nu necesit cunotine de programare, permind construirea i vizualizarea diagramelor procesului urmrit. Arhitectura programului este modular de tip client/server, deschis, ca i a mediului de operare Windows. GENESIS 32 Enterprise Edition este un pachet de programe de tip SCADA destinat automatizrii sistemelor industriale. El a fost implementat n urmtoarele domenii: - ape i tratarea apelor uzate; - industria chimic i petrochimic; - industria farmaceutic i medical; - transportul i producia produselor petroliere; - industria alimentar; - industria poligrafic; - transport; - industria textil; - industria aeronautic; - industria prelucrrii maselor plastice; - sisteme de securitate; - gestionarea consumurilor energetice; 3-4 industria minier; - supravegherea pe arii geografice mari etc. GENESIS 32 este conceput modular, fiecare modul fiind specializat pentru anumite funcii. Modulele conin tehnologii de tip VisualBasic for Applications, ActiveX, etc. care permit realizarea unei soluii perfect adaptat aplicaiei. Tehnologia OLE pentru controlul proceselor este cea mai comod metod pentru a conecta surse de date ca: aparate, baze de date, etc. cu aplicaii client de supraveghere. Interfaa dintre client i server se bazeaz pe un mecanism standard de comunicare a datelor ctre orice aplicaie client. Este echivalentul tehnologiei "plug-and-play" n aplicaiile industriale. GENESIS for Windows poate fi folosit ca un sistem SCADA integrat care poate fi utilizat n totalitate pentru o aplicaie sau ca module pentru mbuntirea performanelor altor aplicaii software. De exemplu, poate fi folosit modulul TrendWorX+, una dintre aplicaiile cele mai puternice, pentru urmrirea i colectarea datelor sau modulul AlarmWorX+ pentru managementul complet al alarmelor n manier multimedia. Cu GENESIS s-a realizat cea mai mare aplicaie SCADA din lume, premiat de Bill Gates n 1998 Dispecerizarea a 45000 km de conduct petrolier i a peste 400 de staii de pompare de-a lungul ei. Sistemul alimenteaz 32 de rafinrii i monitorizeaz peste 900 de tancuri de depozitare n peste 100 staii depozit. n plus, sistemul realizeaz i funcia de detecie a scurgerilor. Scalabilitatea i modularitatea oferite de GENESIS permit realizarea oricrei aplicaii de monitorizare. 3.3.2 Sistem integrat de management n domeniul apelor Sistemul integrat de management n domeniul apelor este un sistem multicomplex, multinivel, larg distribuit, care permite integrarea diverselor sisteme locale de automatizare, dispecerizare i monitorizare. Prin implementarea acestui sistem se asigur o arhitectur flexibil de tip "open systems" care permite schimbul de informaii i conducerea optim a proceselor tehnologice (colectare, tratare, distribuie) specifice proceselor din domeniul gestionrii resurselor de ap. Domenii de utilizare: - automatizarea i dispecerizarea sistemelor hidrotehnice; - conducerea i dispecerizarea sistemelor de aduciune, transport i distribuie a apei. Sistemul permite monitorizarea unei game largi de parametri: - hidraulici presiuni, debite, nivele de ap n bazine, nivele de ap n hidrofoare; - electrici tensiuni, cureni, cos , putere, energie; - diveri nivelul de ulei n lagre de motor, temperatura n motoare, poziia vanelor, strile agregatelor (pauz, avarie, pornit/oprit), etc. Aceti parametri sunt urmrii de echipamente locale de achiziie de date i comand. Informaiile necesare pentru optimizarea i dispecerizarea sistemului sunt transmise la echipamentul de pe nivelul ierarhic superior, urmnd s primeasc de la acesta mrimile de comand pentru procesul tehnologic pe care l controleaz. Sistemul de management pentru ap are o structur ierarhizat. Nivelul local este format din automatizarea local a instalaiilor tehnologice i a echipamentelor distribuite pe zone largi. Aceste instalaii i echipamente constau din: - cmpuri de puuri (pompe de extracie de ap); - rezervoare, staii de pompare; - staii de epurare i/sau tratare. 3-5 Automatizarea acestor echipamente i instalaii este fcut folosind controllere specializate sau calculatoare de proces echipate cu plci de achiziie de date i software dedicat. La acest nivel sunt realizate funcii de achiziie de date n timp real, primirea comenzilor i execuia lor asupra echipamentelor i dispozitivelor (vane de reglare, pompe, relee, convertizoare de frecven, etc.), transmisia de date la nivelul ierarhic superior, afiarea local pe ecrane a diferiilor parametri, operarea de la tastatura local. Nivelul transmisiei de date cuprinde echipamentele de transmisie a datelor la distan: - modemuri, staii radio; - echipamente concentratoare de date (calculatoare de proces specializate n stocarea i transmiterea datelor ntre echipamente de pe nivele ierarhice diferite); - magistrale de comunicaie. Pentru a fi folosite la nivelul dispecerului, datele primare (achiziionate pe nivelul 1) sunt transmise fie prin staii radio n special ntre staii de pompare i dispecer, fie printr-un mediu fizic de transmisie de date: cabluri coaxiale, etc. Protocoalele de comunicaie pot fi TCP/IP, RS 485 etc. Nivelul de dispecerizare cuprinde urmtoarele echipamente: - calculatoare (server i staii de lucru n cazul unei reele); - software SCADA (GENESIS for Windows); - imprimante. La acest nivel se realizeaz dispecerizarea i monitorizarea ntregului sistem. Calculatoarele sunt interconectate ntr-o reea local (LAN Ethernet, TCP/IP etc.) care permite partajarea informaiilor ntre diferii operatori, administrarea eficient a datelor i luarea deciziilor privind ncrcarea sistemului i gestionarea optim a resurselor. Tot pe acest nivel informaiile sunt gestionate de ctre programul GENESIS. Funciile principale realizate la acest nivel sunt: - afiarea schemelor sinoptice (fluxul tehnologic complet); - afiarea evenimentelor i alarmelor; - prelucrarea informaiilor n vederea optimizrii funcionrii sistemelor componente i a sistemului n ansamblu, conform unor algoritmi de optimizare i reglare implementai; - afiarea mrimilor msurate sau calculate; - nregistrarea periodic a mrimilor i redarea lor ulterioar n diverse forme (grafice, tabele, fiiere); - contorizarea orelor de funcionare ale diferitelor echipamente; - realizarea de rapoarte tiprite la imprimant, privind strile curente i istoricul evenimentelor; - elaborarea unor strategii de funcionare; - management asistat. 3-6 3.4. SISTEME DE CONDUCERE NUMERIC A PROCESELOR 3.4.1 Evoluia conceptului de conducere numeric a proceselor Din punctul de vedere al teoriei sistemelor, procesele tehnologice moderne sunt sisteme automate numerice. Conducerea on-line (n timp real) a ptruns n cele mai variate domenii de activitate prin implementarea teoriei sistemelor adaptive i a sistemelor expert. Datorit programelor dedicate de conducere numeric a proceselor, acestea devin flexibile, extensibile i adaptive. Primele aplicaii ale calculatorului numeric n domeniul sistemelor industriale au fost de tip conducere off-line. Calculatorul de uz general solicita condiii de funcionare extrem de pretenioase (mediu climatizat i lipsit de praf) i prezenta marele dezavantaj al incompatibilitii dintre tipul i forma datelor pe care le accepta (alfa-numerice) i cele oferite de procesul condus (semnale electrice analogice). Aceast incompatibilitate a impus preluarea datelor din proces de ctre operator, trecerea lor pe un suport adecvat calculatorului, prelucrarea datelor de ctre acesta i editarea rezultatelor prin imprimare pe hrtie pentru a servi operatorului ca ghid de comand a elementelor de reglare pe care le avea la dispoziie. Modul de conducere off-line excludea orice legtur ntre calculator i procesul condus. Apariia sistemelor de interfa cu procesele a deschis perspective largi utilizrii calculatoarelor n conducerea on-line a acestora. Sistemul de interfa realizeaz adaptarea caracteristicilor informaiilor din proces la cele ale informaiilor care pot fi introduse n calculator precum i a caracteristicilor informaiilor generate de calculator la cele ale comenzilor acceptate de proces. Astfel, s-a trecut la o nou etap n care calculatorul este mult mai aproape de proces, avnd i posibilitatea de a funciona sigur n condiii industriale. O manier hibrid de implicare a unui calculator de uz general n conducerea unui proces complex este numit ghid operator i presupune numai achiziia datelor relevante din procesul condus, prelucrarea acestora n conformitate cu strategia stabilit prin algoritmul de conducere i elaborarea unor indicaii necesare operatorului pentru a conduce procesul n scopul realizrii unui criteriu de performan prestabilit. Un asemenea mod de conducere presupune o echipare adecvat a procesului cu mijloace de automatizare convenional (traductoare, regulatoare locale etc.). Cu toate acestea, utilizarea unui echipament complex de calcul numai pentru a orienta operatorul n luarea deciziilor pe care tot el le implementeaz nu se justific din punct de vedere economic dect n cazul sistemelor supuse unui mare numr de restricii i perturbaii eterogene. Un exemplu tipic de astfel de sistem l ofer cascadele de centrale hidroelectrice. Un pas nainte spre integrarea deplin a calculatorului n conducerea proceselor l constituie conducerea prin fixarea mrimilor de referin. n acest caz, calculatorul furnizeaz valorile mrimilor de referin ale regulatoarelor care conduc diferite subsisteme ale procesului. Mrimile de intrare n calculator sunt valorile parametrilor reglai precum i limitele admise pentru unii parametri asociai acestora. Calculatorul primete i semnale de tip numeric care furnizeaz informaii asupra strii diverselor elemente componente ale procesului, informaii de tipul pornit - oprit, normal - avarie, n funciune - n rezerv etc. n afara referinelor regulatoarelor diferitelor bucle, calculatorul comand i pornirea sau oprirea unor echipamente ale procesului tehnologic condus. Activitatea pe care o desfoar calculatorul este implementat ntr- 3-7 un pachet de programe care include toi algoritmii necesari aplicrii strategiei de conducere. Aceast metod de conducere asigur o eficien economic ridicat deoarece valoarea investiiei necesare pentru introducerea conducerii numerice este redus n raport cu valoarea ntregului sistem de automatizare a procesului. Un proces echipat corect cu aparatur de automatizare convenional poate fi modelat fidel, astfel c programele necesare conducerii pot asigura realizarea indicelui de performan ales drept criteriu de conducere. Eliminnd aparatura de automatizare convenional i introducnd n sistem un calculator industrial se poate realiza conducerea numeric direct n cadrul creia calculatorul comand elementele de execuie prin interfee adecvate. Toate funciile de reglare specifice procesului sunt preluate de calculator ntr-un mod unitar. Astfel, cantitatea de echipamente de automatizare i preul acestora se micoreaz semnificativ, simultan cu ameliorarea performanelor statice i dinamice, corespunztoare algoritmilor eficieni i preciziei de calcul ridicate. Conducerea numeric a proceselor complexe, care includ un mare numr de bucle de reglare, se face cu reele distribuite i ierarhizate de calculatoare industriale. Conducerea optimal reprezint de regul un caz particular al conducerii prin fixarea mrimilor de referin, deoarece determinarea valorii referinelor se face n urma extremizrii unui indice de performan. Conducerea optimal este adecvat proceselor continue, cu un numr mare de variabile interdependente, a cror deviere de la valorile optime influeneaz calitatea produselor i performanele economice. Conducerea adaptiv reprezint o form particular a conducerii numerice directe, fiind utilizat n cazul proceselor ale cror parametri tehnologici variaz aleator, impunnd reacordarea periodic a regulatoarelor; n anumite cazuri reacordarea nu poate rezolva complet problema meninerii performanelor la nivelul impus, fiind necesar i o adaptare structural. 3.4.2 Structura sistemelor de conducere numeric a proceselor Abordarea problemelor legate de conducerea proceselor industriale se face pornind de la caracteristicile acestora: - procesele industriale sunt complexe, fiind caracterizate de un numr mare de parametri interdependeni care trebuie controlai simultan; - comanda oricrui proces industrial se face n timp real, prin intermediul unei interfee industriale numerice sau hibride; - activitatea de comand i control trebuie s fie permanent, indiferent dac procesul condus este continuu sau discret; - rolul operatorului uman n conducerea unui proces industrial depinde de gradul de automatizare al acestuia. Problema conducerii proceselor complexe trebuie abordat ierarhizat, prin distribuirea funcional i spaial a funciilor de conducere. O structur ierarhizat de conducere se caracterizeaz prin: - dispunerea vertical a subsistemelor componente; - prioritatea de aciune a nivelurilor superioare; - dependena bunei funcionri a nivelurilor superioare de performana nivelurilor inferioare. 3-8 Pentru realizarea unei astfel de structuri este necesar: - descompunerea sistemului condus i a celui de conducere n subsisteme a cror analiz, sintez i implementare sunt simple; - implementarea unui algoritm de conducere optimal n scopul satisfacerii obiectivelor globale impuse prin tema de proiectare. Conducerea proceselor industriale moderne este integrat n sisteme informatice, care au att rolul de conducere propriu-zis a proceselor tehnologice ct i de management al tuturor resurselor. n centrul unui sistem informatic se afl un calculator industrial, care cuprinde module de intrare, module de prelucrare i module de ieire definite structural i parametric n funcie de obiectivele sistemului. Intrrile sunt mrimile de referin i mrimile de stare ale procesului furnizate de traductoare i senzori. Ieirile sunt semnalele de comand ale procesului i semnalele care asigur informarea sintetic ierarhic a operatorilor. Aceste funcii sunt asigurate de un ansamblu omogen de proceduri automate. 3.4.3 Structura calculatoarelor industriale Conducerea numeric a proceselor industriale a impus modificarea structurii calculatoarelor de uz general. Un calculator industrial sau de proces (Industrial Process Computer - IPC) poate fi privit ca fiind o entitate digital format dintr-un echipament de calcul i un sistem de interfee de intrare i de ieire. Spre deosebire de calculatorul universal, calculatorul de proces are o structur modular. Fiecare modul realizeaz o anumit funcie: culegerea i conversia informaiei de intrare, stocarea informaiei, prelucrarea acesteia, elaborarea deciziilor etc. Calculatorul universal poate funciona n timp real, n timp accelerat sau n timp "dilatat" pe cnd calculatorul de proces trebuie s funcioneze numai n timp real. Funcionarea n timp real impune sincronizarea prelucrrii electronice a informaiilor cu preluarea informaiilor de intrare i, implicit, cu dinamica procesului industrial. Informaia achiziionat prin sistemul de interfee trebuie s fie prelucrat i memorat ntr-un interval de timp minim, astfel nct rezultatul calculului s fie obinut n timp util transmiterii mrimii de comand la procesul condus. Calculatorul de proces trebuie s trateze toate solicitrile de rezolvare a problemelor de conducere i s determine succesiunea optim a executrii comenzilor n intervalul de timp de eantionare. Calculatorul de proces rezolv probleme de supraveghere i de comand care rmn practic neschimbate pe durate de timp relativ lungi de exploatare a instalaiei sau de desfurare a procesului. Calculatorul de proces trebuie s funcioneze nentrerupt o perioad mare de timp, deci trebuie s aib o fiabilitate i o insensibilitate la perturbaii ridicat, deoarece orice defeciune sau ntrerupere n funcionare poate produce o avarie n instalaie. Configuraia calculatorului de proces depinde de particularitile aplicaiei. Exist dou clase de aplicaii: - informaionale, de achiziie i prelucrare a informaiei; calculatorul de proces asigur culegerea datelor de la traductoarele din proces, filtrarea semnalelor pentru identificarea informaiei utile, compararea mrimii semnalului real cu valoarea admis, prelucrarea informaiei n vederea diagnosticrii i prognozrii strii instalaiei industriale. Calculatorul de proces trebuie s semnalizeze nscrierea valorilor parametrilor procesului n limite admisibile sau situaiile contrare; 3-9 - de conducere; calculatorul de proces asigur, pe lng funcia de achiziie i prelucrare a datelor specific aplicaiilor informaionale i conducerea procesului, prin pornirea i oprirea echipamentelor, optimizarea funcionrii instalaiei dup un criteriu impus de programator, identificarea proceselor conduse n cazul variaiei parametrilor lor, schimbul de informaii cu echipamentele de calcul situate la nivelurile superioare ale sistemului ierarhic de conducere etc.; calculatoarele din aceast categorie au o structur mai complex dect cele specifice aplicaiilor informaionale. 3.4.4 Implementarea calculatoarelor industriale Conexiunea dintre un proces i calculatorul industrial aferent se realizeaz astfel: - procesul este identificat cu ajutorul unor senzori sau traductoare adecvate, care genereaz semnale proporionale cu mrimile fizice semnificative; semnalele sunt transmise unui sistem de interfa de intrare (SII) care realizeaz eantionarea, multiplexarea i conversia analog/digital (A/D) cu o precizie i o frecven adecvate vitezei de variaie a mrimilor msurate, pentru a putea fi prelucrat eficient de unitatea central (UC); - semnalele de comand elaborate de unitatea central conform algoritmului de conducere adoptat sunt transformate de interfaa de ieire (SIO) n semnale electrice adecvate i transmise elementului de execuie, care va aciona n sensul necesar asupra procesului condus. Schimbul de informaii ntre sistemul de conducere i proces Precizia i stabilitatea impuse sistemelor de reglare automat industriale condiioneaz esenial structura, calitatea i costul echipamentelor de conducere numeric. 4-1 4. NOIUNI DE TELEDETECIE 4.1. Istoricul teledeteciei Teledetecia a fost iniiat prin fotografierea aerian, al crei precursor a fost fotograful francez Flix Tournachon. n anul 1855 acesta a realizat primele fotografii deasupra Parisului, cu ajutorul unui balon. Fotograful a neles importana experienei sale, depunnd un brevet "pentru un nou sistem de fotografie aerostatic" care permitea ridicarea planurilor topografice i cadastrale. La nceputul secolului XX avionul a devenit o platform de observare de mare inters civil i militar. Observarea fotografic s-a dezvoltat n cursul operaiilor din Primul Rzboi Mondial, primele sale utilizri civile viznd arheologia i prospeciunile petroliere. Al Doilea Rzboi Mondial a accelerat progresele teledeteciei, mai ales n domeniul altitudinilor mari i a noilor metode de detecie n domeniul infrarou i al radarului. Ultimul a fost dezvoltat mai ales n Marea Britanie, pentru predicia bombardamentelor nocturne. Unele dintre aceste progrese au fost valorificate n activiti civile precum identificarea vegetaiei i a bolilor care o afecteaz prin fotografiere n infrarou. n prezent, avioane special amenajate ca studiouri zburtoare, echipate cu sisteme de camere de luat vederi i alte instrumente de investigare, efectueaz n ntreaga lume misiuni pentru cartografiere, studiul vegetaiei, urbanism, monitorizarea polurii, prospeciuni petroliere i arheologice etc. Fotografia aerian furnizeaz documente de calitate excelent, care acoper o suprafa mic de sol, cu o rezoluie de numai civa decimetri, fiind utilizat n misiuni punctuale, limitate n timp i spaiu. Era spaial a revoluionat metodele teledeteciei, n contextul exploziei tehnologiei informatice, care permite prelucrarea unor cantiti considerabile de date achiziionate cu ajutorul sateliilor. Teledetecia spaial a fost dezvoltat la nceput n scopuri militare, sateliii artificiali permind achiziia informaiilor de interes strategic referitoare la state inaccesibile fr o autorizaie prealabil de survolare aerian. Zborurile la bordul primelor rachete sovietice (Vostok i Voskhod) sau americane (Mercury i Gemini) au demonstrat ntregii lumi avantajele observrii Pmntului din spaiu: - acoperirea larg i omogen a domeniilor spaiale; - caracterul sinoptic, care permite elaborarea unor documente ce nu pot fi obinute din fotografiile aeriene, chiar prin asamblare n mozaic. Primele imagini realizate din spaiu au furnizat date noi i n domeniile meteorologiei, geologiei, oceanografiei i cartografiei. Lansarea primului satelit civil american n 1972 a inaugurat programul ERTS (Earth Resources Technology Satellite, numit apoi Landsat) pentru scopuri civile, n beneficiul ntregii umaniti. Odat cu lansarea satelitului francez SPOT, n 1986, tehnologia spaial de interes civil a evoluat exponenial. n prezent, numeroi satelii civili de teledetecie americani, francezi, europeni, japonezi, chinezi i indieni furnizeaz n permanen imagini ale planetei noastre. Sateliii geostaionari, amplasai la altitudini nalte, sau cei defilani la altitudini mai joase, constituie observatoare perfect adaptate supravegherii globale i sistematice a Pmntului. 4.2. Noiuni generale 4.2.1. Definirea teledeteciei Teledetecia (n limba englez remote sensing) reprezint ansamblul tehnicilor de studiu a suprafeei Pmntului sau al atmosferei prin intermediul undelor 4-2 electromagnetice emise, reflectate sau difuzate de corpurile observate. Msurrile sunt efectuate de la distan, fr contact direct ntre instrumentul de msur i obiectul detectat. n majoritatea cazurilor, teledetecia implic o interaciune ntre energia incident i obiectivele vizate. Un proces de teledetecie prin intermediul sistemelor imagistice include apte componente: 1. Sursa de energie sau de iluminare (A) la baza oricrui proces de teledetecie se gsete o surs de energie pentru iluminarea obiectivului. 2. Radiaie i atmosfer (B) pe traseul dintre sursa de energie i obiectiv, radiaia interacioneaz cu atmosfera; o alt interaciune se produce pe traseul dintre obiectiv i senzor. 3. Interaciunea cu obiectivul (C) odat ajuns la obiectiv, energia interacioneaz cu suprafaa acestuia; natura acestei interaciuni depinde de caracteristicile radiaiei i proprietile suprafeei. 4. nregistrarea energiei de ctre senzor (D) energia emis sau difuzat de obiectiv trebuie s fie captat de un senzor care nu este n contact cu obiectivul, pentru a fi memorat. 5. Transmisia, recepia i prelucrarea (E) energia recepionat de senzor este transmis prin sisteme electronice la o staie de recepie care transform informaia n imagini (numerice sau fotografice). 6. Interpretarea i analiza (F) pentru extragerea informaiei referitoare la obiectiv este necesar prelucrarea (interpretarea) vizual i/sau numeric a imaginii. 7. Aplicaia (G) ultima etap a procesului const n utilizarea informaiei extrase din imagine pentru a evalua obiectivul, n scopul identificrii unor noi caracteristici ale acestuia, sau pentru a rezolva probleme specifice. 4.2.2. Spectrul electromagnetic Pentru iluminarea obiectivului este necesar o surs de energie sub form de radiaie electromagnetic, cu excepia cazului n care obiectivul produce el nsui aceast energie. Radiaia electromagnetic are dou caracteristici invers proporionale: lungimea de und i frecvena. Spectrul electromagnetic se extinde de la lungimi de und mici (din care fac parte razele gamma i razele X) pn la lungimi mari de und (undele radio). Teledetecia utilizeaz mai multe zone ale spectrului electromagnetic. Cele mai mici lungimi de und utilizate pentru teledetecie se situeaz n domeniul ultraviolet. Anumite materiale ale suprafeei terestre devin fluorescente sau emit lumin vizibil atunci cnd sunt iluminate cu o radiaie ultraviolet. Lumina pe care o pot sesiza ochii notri se gsete n "spectrul vizibil". O mare parte a radiaiei electromagnetice care ne nconjoar este invizibil, dar poate fi sesizat cu dispozitive de teledetecie. Lungimile de und vizibile sunt cuprinse ntre 0,4 m i 0,7 m. Culoarea cu cea mai mare lungime de und este roul, violetul situndu-se la cealalt limit. Lungimile de und ale spectrului vizibil pe care le percepem drept culori comune sunt: violet, albastru, verde, galben, portocaliu i rou. Domeniul infrarou (IR) se ntinde de la 0,7 m la 100 m - un interval de 100 de ori mai larg dect spectrul vizibil. Acest domeniu se mparte n dou categorii: IR reflectat i IR emis, sau termic. Radiaia situat n domeniul IR reflectat este utilizat n teledetecie n acelai mod ca i radiaia vizibil. Acest domeniu este cuprins ntre 0,7m i 3 m. Domeniul IR termic este foarte diferit de spectrul vizibil i de domeniul IR reflectat. Radiaia emis sub form de cldur de suprafaa Pmntului se ntinde de la 3m la 100 m. 4-3 Lungimile de und cele mai scurte au proprieti asemntoare celor din domeniul infrarou termic n timp ce lungimile de und cele mai mari se aseamn cu undele radio. 4.2.3. Interaciunea cu atmosfera nainte de a atinge suprafaa Pmntului, radiaia utilizat pentru teledetecie trebuie s traverseze un strat atmosferic de o anumit grosime. Particulele solide i gazele din atmosfer pot devia sau atenua raza incident prin fenomene de difuzie i absorbie. Difuzia se produce n cursul interaciunii dintre radiaia incident i suspensiile sau moleculele mari de gaz prezente n atmosfer. Particulele deviaz radiaia de la traiectoria sa iniial. Gradul de difuzie depinde de factori precum lungimea de und, densitatea particulelor i grosimea atmosferei pe care trebuie s o parcurg radiaia. Absorbia apare atunci cnd moleculele mari din atmosfer (ozon, dioxid de carbon, vapori de ap) absorb energia radiaiilor cu diferite lungimi de und. Ozonul absoarbe razele ultraviolete care sunt nocive pentru toate fiinele. Fr acest strat protector n atmosfer, pielea ar fi ars prin expunere la Soare. Dioxidul de carbon este un gaz care contribuie la efectul de ser deoarece absoarbe o cantitate mare de radiaii n poriunea infrarou termic a spectrului i nmagazineaz cldura din atmosfer. Vaporii de ap din atmosfer absorb o bun parte din radiaia infraroie cu lungimi de und mari (ntre 22 m i 100 m). Prezena apei n partea inferioar a atmosferei variaz mult de la un loc la altul i de la un moment al anului la altul. De exemplu, o mas de aer aflat deasupra deertului conine foarte puini vapori de ap care pot absorbi energie, n timp ce o mas de aer aflat deasupra tropicelor conine o foarte mare cantitate de vapori de ap. Gazele i particulele n suspensie absorb energia electromagnetic n regiuni specifice ale spectrului, influennd alegerea lungimilor de und utilizate n teledetecie. Regiunile spectrului care nu sunt influenate n mare msur de absorbia atmosferic, fiind utile pentru teledetecie, sunt numite ferestre atmosferice. Comparnd caracteristicile celor mai importante surse de energie naturale (Soarele i Pmntul) cu ferestrele atmosferice disponibile, pot fi identificate lungimile de und optime pentru teledetecie. 4.2.4. Interaciunile radiaie - obiectiv Radiaia care nu este absorbit sau difuzat n atmosfer poate interaciona cu suprafaa Pmntului. Atunci cnd energia atinge inta, suprafaa acesteia poate absorbi energia (A), o poate transmite (T) sau o poate reflecta (R). Energia incident total va interaciona cu suprafaa conform unuia dintre cele trei moduri sau unei combinaii a acestora. Proporia fiecrei interaciuni depinde att de lungimea de und a energiei, ct i de natura i particularitile suprafeei. n procesul de teledetecie se msoar radiaia reflectat de un obiectiv. Reflexia se poate produce compact sau uniform n toate direciile. Majoritatea obiectelor suprafeei terestre se situeaz ntre aceste dou extreme. Exemple: Frunzele - Clorofila absoarbe puternic radiaiile roii i albastre, dar le reflect pe cele verzi. Din acest motiv, vara frunzele par verzi n timp ce toamna, cnd au mai puin clorofil, par galbene sau roii. n practic se utilizeaz domeniul infrarou pentru a determina starea sntii vegetaiei. Apa - Absoarbe mai ales radiaiile din domeniul vizibil i infrarou apropiat. Astfel, apa apare n general albastr sau verde-albastr deoarece ea reflect mai ales lungimile mici de und. Atunci cnd straturile superioare de ap conin sedimente n 4-4 suspensie, transmisia se reduce, reflexia crete i apa pare mai strlucitoare. Culoarea apei se va deplasa ctre lungimile de und mai mari. Clorofila din alge absoarbe mai mult albastru i reflect mai mult verde, astfel c apa pare mai verde atunci cnd conine alge. Starea suprafeei apei poate ridica probleme la interpretarea imaginilor din cauza reflexiei i a altor influene asupra culorii i strlucirii. 4.2.5. Detecia pasiv i activ Soarele reprezint o surs de energie pentru teledetecie. Radiaia sa este fie reflectat de obiectiv (poriunea vizibil), fie absorbit i retransmis (infrarou termic). Dispozitivele de teledetecie care msoar energia reflectat sunt bazate pe senzori pasivi. Acetia percep numai energia disponibil n mod natural atunci cnd Soarele lumineaz Pmntul. Radiaia infraroie degajat n mod natural poate fi perceput de senzorii pasivi att ziua ct i noaptea. Un senzor activ i produce propria energie pentru a ilumina obiectivul: el degaj o radiaie electromagnetic care este dirijat ctre int. Radiaia reflectat de aceasta este perceput i msurat de senzor. Senzorii activi pot lucra n orice moment al zilei sau al unui anotimp. 4.2.6. Caracteristicile imaginilor Energia electromagnetic poate fi perceput n mod fotografic sau electronic. n teledetecie este important s se fac distincie ntre termenii "imagine" i "fotografie". O imagine este o reprezentare grafic, oricare ar fi lungimea de und sau dispozitivul de teledetecie utilizat pentru a capta i nregistra energia electromagnetic. O fotografie este o imagine captat i nregistrat pe o pelicul fotografic. Fotografiile nregistreaz de obicei lungimi de und cuprinse ntre 0,3 m i 0,9 m. Orice fotografie este o imagine, dar imaginile nu sunt ntotdeauna fotografii. O fotografie poate fi prezentat n format numeric diviznd imaginea n mici poriuni de dimensiuni i forme egale, numite pixeli. Luminozitatea fiecrui pixel este reprezentat printr-o valoare numeric. Astfel, imaginea constituie o reprezentare numeric a fotografiei originale. Fiecrui pixel i este asignat o valoare numeric care reprezint nivelul de luminozitate. Senzorii nregistreaz electronic energia n format numeric. Aceste dou moduri de reprezentare i afiare a datelor obinute prin metode fotografice sau numerice sunt interschimbabile deoarece reprezint aceeai informaie, dar fiecare conversie poate introduce o reducere a preciziei de reprezentare. 4.3. Platforme i senzori 4.3.1. Prezentare general Pentru a nregistra corect energia reflectat sau emis de o suprafa sau de un obiectiv, se instaleaz un senzor pe o platform aflat la anumit distan de suprafaa sau de obiectivul observat. Platformele pot fi amplasate n apropierea suprafeei terestre, ntr-un avion sau un balon, sau n exteriorul atmosferei terestre, pe un vehicul spaial sau pe un satelit. Senzorii amplasai la sol sunt utilizai frecvent pentru nregistrarea informaiilor detaliate culese de pe o suprafa. Informaiile sunt apoi comparate cu cele colectate cu ajutorul unui avion sau al unui satelit. n anumite cazuri, senzorii amplasai la sol sunt utilizai pentru caracterizarea complementar a obiectelor observate de ali senzori, n scopul mririi rezoluiei imaginilor. Aceti senzori sunt amplasai frecvent pe scri, eafodaje, cldiri nalte, macarale etc. Platformele aeropurtate sunt situate n principal pe avioane cu aripi fixe, uneori fiind utilizate i elicoptere. Utilizarea avioanelor este frecvent deoarece simplific 4-5 achiziia datelor sau a imaginilor detaliate ale suprafeei Pmntului, exact n locul i n momentul dorit. n spaiu, teledetecia este efectuat cu ajutorul navetelor spaiale sau (mai frecvent) al sateliilor. Sateliii artificiali ai Pmntului sunt platforme spaiale amplasate pe orbite ce permit o acoperire repetitiv i continu a suprafeei Pmntului, fiind utilizate pentru teledetecie, comunicaii i telemetrie (poziionare i navigaie). 4.3.2. Rezoluia spaial Pentru anumite sisteme de teledetecie, distana dintre obiectiv i platform joac un rol important deoarece determin mrimea regiunii observate i gradul de detaliere ce poate fi obinut. Un senzor amplasat pe o platform deprtat de obiectiv poate observa o regiune ntins, dar nu poate furniza ntotdeauna detalii, aceasta fiind sursa diferenelor dintre imaginile satelitare i fotografiile aeriene. Detaliul care poate fi observat pe o imagine depinde de rezoluia spaial a senzorului utilizat. Aceasta corespunde dimensiunii caracteristice a celui mai mic element care poate fi detectat. Imaginile obinute prin teledetecie sunt compuse dintr-o matrice de elemente numite pixeli. Pixelul este cel mai mic element al unei imagini. Este deosebit de important s se fac distincia dintre spaiul pixelilor i rezoluia spaial. 4.3.3. Rezoluia temporal Unul dintre marile avantaje ale teledeteciei satelitare este acumularea periodic a informaiilor din aceeai regiune a Pmntului. Caracteristicile spectrale ale regiunii observate se pot schimba n timp, iar compararea imaginilor multitemporale permite detectarea acestor schimbri. De exemplu, n timpul perioadei de cretere a vegetaiei, numeroase specii se transform continuu iar capacitatea unui observator de a detecta aceste schimbri depinde de frecvena de colectare a datelor. Acumulnd periodic i n mod continuu aceste date, este posibil s se urmreasc schimbrile care survin pe suprafaa Pmntului, fie n mod natural (de ex. - dezvoltarea vegetaiei sau evoluia unei inundaii), fie datorate activitii umane (de ex. - dezvoltarea mediilor urbane sau despduririle). Factorul timp este important n teledetecie deoarece: a) acoperirea noroas poate fi persistent (de ex. - n regiunile subtropicale), limitnd intervalele de timp n care este posibil observarea suprafeei; b) se dorete supravegherea fenomenelor de scurt durat (inundaii, deversri de hidrocarburi etc.); c) sunt necesare imagini multitemporale (de ex., pentru a studia extinderea de la un an la altul a unei boli care atac pdurile); d) schimbrile temporale n apariia unei caracteristici pot fi utilizate pentru diferenierea acesteia de o caracteristic similar (de ex. - pentru a face diferena dintre culturile de gru i cele de porumb). 4.3.4. Fotografia aerian Fotografiile aeriene constituie cel mai simplu i mai vechi sistem de teledetecie utilizat pentru observarea suprafeei Pmntului. Aparatele fotografice nregistreaz aproape instantaneu o imagine a unei regiuni. Aceste aparate sunt senzori optici pasivi care utilizeaz un sistem de lentile pentru a forma o imagine bine definit n planul focal. Aparatele fotografice pot fi instalate pe mai multe tipuri de platforme (terestre, aeriene sau spaiale). De pe avioane pot fi fcute fotografii foarte detaliate. Suprafaa acoperit de o fotografie depinde de diferii factori precum distana focal a lentilei, altitudinea platformei i dimensiunile peliculei. 4-6 Rezoluia spaial este o funcie complex dependent de mai muli factori care se schimb pentru fiecare imagine. Fotografiile aeriene pot avea o rezoluie spaial de cel puin 50 cm. 4.3.5. Baleiajul multispectral Spre deosebire de senzorii fotografici, o serie de senzori electronici achiziioneaz datele utiliznd un sistem de scanare cu baleiaj. Sistemul utilizeaz un cmp de vedere instantanee (CVI) ngust, care baleiaz suprafaa astfel nct s produc o imagine bidimensional a acesteia. Sistemele cu baleiaj pot fi utilizate pe platforme aeriene sau spaiale. Un sistem cu baleiaj care utilizeaz mai multe lungimi de und este numit scanner multispectral (MSS). MSS permit transmisia datelor ctre o staie de recepie terestr i prelucrarea in timp real a acestora cu ajutorul calculatoarelor, n mod automat. 4.3.6. Distorsiunea geometric a imaginilor Toate imaginile obinute prin teledetecie prezint una sau mai multe forme de distorsiune geometric, indiferent de modul n care au fost obinute (scanner multispectral la bordul unui satelit, sistem fotografic la bordul unui avion sau de pe orice alt platform). n teledetecie aceast problem este inerent deoarece se ncearc s se reprezinte date tridimensionale referitoare la suprafaa Pmntului prin imagini bidimensionale. Formele de distorsiune geometric care pot afecta o imagine depind de modul n care au fost achiziionate datele. Distorsiunile geometrice majore sunt determinate de evoluia platformei n timpul prelurii datelor, incluznd variaiile de vitez, altitudine, orientarea unghiular n raport cu solul etc. Aceste efecte sunt mai pronunate la platformele aeriene dect la cele platforme spaiale, deoarece traiectoria ultimelor este relativ stabil. Erorile introduse prin distorsiuni pot fi reduse pe diverse ci, dar trebuie s fie luate n considerare ntotdeauna nainte de extragerea informaiilor. 4.3.7. Recepia, transmisia i prelucrarea datelor Datele achiziionate de un senzor aeropurtat pot fi colectate atunci cnd avionul se ntoarce la sol. Ele pot fi apoi prelucrate i distribuite utilizatorilor. Datele achiziionate de un satelit trebuie transmise electronic la o staie de recepie terestr. Metodele de transmisie dezvoltate pentru satelii pot fi utilizate i n cazul avioanelor dac este nevoie urgent de date la sol. Se pot utiliza trei metode de transmitere a datelor: a) datele pot fi transmise direct la o staie de recepie pe Pmnt, dac satelitul se situeaz n aria de recepie a staiei (A); b) dac satelitul nu este n aria de recepie a unei staii, datele pot fi nregistrate i stocate la bordul satelitului (B); c) datele pot fi retransmise la staia de recepie prin intermediul unor satelii de telecomunicaii care se afl pe orbit geostaionar n jurul Pmntului; datele sunt transmise din satelit n satelit pn cnd pot fi retransmise staiei de recepie (C). Pentru recepionarea datelor furnizate de satelii, n cadrul programelor spaiale au fost construite staii de recepie amplasate n jurul globului pmntesc. Datele brute primite de acestea sub form digital sunt prelucrate pentru eliminarea eventualelor distorsiuni atmosferice, geometrice i sistematice. Dup prelucrare, datele sunt convertite ntr-un format unificat i sunt salvate pe benzi magnetice sau discuri optice. Pentru utilizarea imediat a imaginilor se pot utiliza sisteme de prelucrare n timp real care furnizeaz imagini de mic rezoluie (pe hrtie sau numerice) n cteva ore de la achiziie. Imaginile pot fi retransmise clienilor prin fax sau e-mail. 4-7 4.4. Teledetecia prin hiperfrecvene Detecia prin hiperfrecvene (micro-unde) cuprinde att forma activ ct i forma pasiv a teledeteciei. Poriunea spectrului electromagnetic specific hiperfrecvenelor este cuprins n intervalul 1 cm - 1 m. Aceste lungimi de und sunt mai mari dect cele corespunztoare undelor vizibile i celor infraroii, astfel c hiperfrecvenele prezint proprieti specifice n procesul de teledetecie. Nefiind afectate de difuzia atmosferic, care atenueaz undele mai scurte, undele lungi se propag prin straturile noroase, burni, praf i ploaie fin. Aceast proprietate permite detecia n aproape orice condiii atmosferice, deci achiziia datelor meteorologice nu depinde practic de vreme. Teledetecia n domeniul hiperfrecvenelor se utilizeaz mai ales n meteorologie, hidrologie i oceanografie. Meteorologii pot determina profile atmosferice pentru a determina cantitatea de ap i de ozon n atmosfer. Emisia de unde n domeniul hiperfrecvenelor este influenat de coeficientul de umiditate al obiectivului, permind hidrologilor msurarea umiditii solului. Aplicaiile oceanografice permit studiul evoluiei gheurilor pe mare, a curenilor i vnturilor de suprafa, precum i detecia poluanilor (de ex., petele de hidrocarburi). Senzorii activi de unde n domeniul hiperfrecvenelor au o surs proprie de radiaie pentru iluminarea obiectivului i pot fi de dou categorii: furnizori de imagini i furnizori de informaii unidimensionale. Cel mai rspndit sistem de detecie activ n domeniul hiperfrecvenelor este radarul. Acesta emite ctre obiectiv un semnal radio i detecteaz semnalul reflectat. Msurarea intensitii acestuia permite identificarea obiectivului, iar ntrzierea semnalului recepionat fa de cel emis permite determinarea distanei fa de obiectiv. Senzorii utilizai n domeniul hiperfrecvenelor care nu produc imagini sunt altimetrele i difuzimetrele. Aceste instrumente ofer un profil unidimensional al obiectivului, spre deosebire de senzorii care furnizeaz imagini bidimensionale. 4.5. Analiza i interpretarea imaginilor 4.5.1. Elementele interpretrii vizuale Analiza imaginilor obinute prin teledetecie are ca scop identificarea i msurarea diferitelor obiective, pentru extragerea unor informaiilor semnificative. n termenii teledeteciei, un obiectiv reprezint o structur sau un obiect observabil ntr-o imagine. Obiectivele pot fi puncte, linii sau suprafee. Ele pot reprezenta forme variate: un autobuz ntr-o staie, un avion pe o pist, un pod, un drum, un cmp cu suprafa mare sau o ntindere de ap. Obiectivul trebuie s contrasteze cu structurile nvecinate. n teledetecie, interpretarea i identificarea obiectivelor se face adesea vizual, de ctre un operator uman. Dac imaginile sunt prezentate n format fotografic, datele sunt procesate n format analogic, independent de tipul senzorilor utilizai i de modul n care au fost achiziionate datele primare. Imaginile obinute prin teledetecie pot fi reprezentate pe ecranul unui calculator printr-o matrice de pixeli. Fiecrui pixel i este asociat un numr care reprezint nivelul de intensitate luminoas al acestuia. Astfel, datele pot fi procesate prin examinarea imaginii afiate pe monitorul unui calculator. Imaginile pot fi reprezentate n nuane de gri (monocromatic) sau n culori compuse. Analizele necesare pentru identificarea obiectivelor i extragerea unor informaii detaliate pot fi fcute i automat. Prelucrarea automat este aproape ntotdeauna utilizat n sprijinul i n completarea interpretrilor umane. 4-8 Analiza imaginilor obinute prin teledetecie are ca scop identificarea unor obiective care pot fi structuri naturale sau artificiale, alctuite din puncte, linii sau suprafee. Obiectivele pot fi definite n funcie de modul n care reflect radiaia. Intensitatea radiaiei reflectate este msurat de senzori, urmnd a fi memorat i transformat ntr-un produs utilizabil cum ar fi o fotografie aerian sau o imagine satelitar. 4.5.2. Prelucrarea numeric a imaginilor n prezent, majoritatea datelor obinute prin teledetecie sunt nregistrate n format numeric, facilitnd stocarea, prelucrarea, analiza i interpretarea automat a imaginilor. n cursul prelucrrii se utilizeaz diferite tehnici precum formatarea i corectarea datelor, filtrarea numeric i chiar clasificarea automat a obiectivelor i structurilor. Prelucrarea digital a imaginilor necesit un sistem informatic specializat hardware i software numit sistem de analiz a imaginilor. 4.5.3. Integrarea datelor n primii ani de teledetecie, cnd toate informaiile proveneau din fotografii aeriene, posibilitatea de integrare a datelor obinute din diferite surse era limitat. n prezent, majoritatea datelor furnizate de diferite tipuri de senzori sunt disponibile n format digital, permind integrarea lor pentru analiz i interpretare automat. Integrarea datelor implic combinarea informaiilor care provin de la mai multe surse pentru a obine o mai mare cantitate de informaii i o mai bun calitate a lor. Informaiile combinate pot include date multitemporale, date cu mai multe rezoluii, date de la mai muli senzori i date de mai multe tipuri. ntr-un mediu digital n care toate sursele de date sunt referite geometric la o baz geografic comun, potenialul pentru extragerea informaiei este foarte mare. Georeferirea unic a datelor constituie esena sistemului informaional geografic (SIG). Toate datele care pot fi reperate ntr-un sistem de coordonate geografice unic pot fi utilizate pentru a genera informaii selective de mare utilitate practic precum modelul numeric al terenului, hrile tipurilor de sol, claselor de suprafee, tipurilor de pduri, reelei rutiere etc. Integrarea diferitelor surse de date permite extragerea unor informaii coerente, adaptate unor scopuri multiple. 4.6. Concluzii Metodele de cunoatere a planetei au fost revoluionate prin teledetecie, care a permis reprezentarea generalizat a mediului terestru n domeniul digital. Teledetecia ofer msuri cantitative care nlocuiesc observaiile umane calitative. Teledetecia spaial permite obinerea unor imagini globale ale planetei, substituind cu succes hri bazate pe relevee n teren. Observarea global a Pmntului n vederea extragerii informaiilor fizice, biologice i umane ofer o vedere de ansamblu asupra unor teritorii vaste i permite urmrirea evoluiei unor fenomene globale precum deertificarea, seceta, poluarea, utilizarea terenurilor, urbanizarea etc. Numeroi senzori de teledetecie aerian sau spaial au capacitatea de a face vizibile caracteristici care nu pot fi observate cu ochiului liber. Aceste noi observaii implic pri din ce n ce mai largi ale spectrului electromagnetic i solicit eforturi tiinifice considerabile de interpretare. 5-1 5. SISTEMUL AUTOMAT DE SUPRAVEGHERE addVANTAGE A730 versiunea 3.30 Sistemul automat de supraveghere A730 este un sistem de achiziie i prelucrare a datelor flexibil, uor de instalat i de ntreinut, produs de firma Adcon Telemetry firm specializat n sisteme de achiziie i procesare a datelor. 5.1. Definirea sistemului Sistemul produs de firma Adcon Telemetry cuprinde dou pri: una hardware (aparatura n sine) i alta software (programele), cu ajutorul crora pot fi msurai anumii parametri, de pe o suprafa relativ mare. Parametrii reprezint orice valoare fizic convertit n echivalent electric. De exemplu, parametri ca temperatura aerului, umiditatea relativ, umiditatea solului, viteza vntului, nivelul apei ntr-un ru sau ntr-un bazin pot fi convertii n semnale electrice datorit senzorilor. Dac exist un senzor pentru un anumit parametru fizic, este foarte uor ca el s fie ataat sistemului Adcon. Exist ns i unele limite: consumul de energie electric al senzorului trebuie s fie destul de mic ca el s poat fi folosit mpreun cu staia pentru msurarea i transmiterea datelor care se alimenteaz din energia solar. Parametrii convertii n semnale electrice sunt stocai n memoria staiei pentru msurarea i transmiterea datelor. Staia pentru msurarea i transmiterea datelor, are propria sa inteligen, sub forma unui microprocesor, care periodic ndeplinete diferite funcii: "interogheaz" senzorii, nmagazineaz datele msurate, verific canalul radio, msoar tensiunea acumulatorului, etc. Staia pentru msurarea i transmiterea datelor este echipat cu un modul radio, care comunic n timp real cu alt staie pentru msurarea i transmiterea datelor, ceea ce nseamn c se poate construi o reea pe o suprafa vast. Staia de baz este compus dintr-un receptor i un calculator personal. Receptorul acioneaz ca un supraveghetor al reelei: periodic (la fiecare 15 minute) el cere date, prin intermediul modulului radio cu care este echipat, de la toate staiile pentru msurarea i transmiterea datelor din reea. Receptorul stocheaz datele n memorie fiind capabil s "interogheze" pn la 50 de staii i menine datele timp de cel puin cinci zile fr ca acestea s fie transferate n calculator. n plus, un acumulator intern i permite s opereze cel puin 20 de ore fr s fie conectat la reeaua de energie electric. Periodic, normal o dat pe zi, datele din memoria receptorului sunt transferate n PC prin lansarea n execuie a programului addVANTAGE. Programul addVANTAGE colecteaz datele din receptor sau de la alt sistem addVANTAGE prin modem aceste date pot fi vizualizate sau analizate. addVANTAGE ateapt de la utilizator configurarea anumitor parametri astfel nct datele transmise i colectate s fie analizate prin intermediul algoritmilor. 5.2. Funcionarea sistemului Nucleul programului addVANTAGE negociaz cu funciile asociate subsistemului de comunicare serial, utilizarea bazei de date, informaiile de intrare (mouse i tastatur), interfaa cu utilizatorul, configurarea i altele. Pe baza resurselor oferite de nucleu, modulele adiionale numite extensii culeg datele de la nucleu, le prelucreaz n funcie de algoritmul programat i rezultatul l comunic nucleului pentru a fi adugat n baza de date. Astfel, nucleul furnizeaz rezultatele provenite din extensii prin interfaa grafic. 5-2 Schema d dovad de un nalt grad de flexibilitate att pentru beneficiari ct i pentru programatori; o alt interfa este deschis i disponibil pentru a programa noi extensii. n funcie de aplicaia proprie care este folosit, este necesar s se instaleze programul de baz (nucleul) i una sau mai multe extensii. Extensiile sunt modulele care fac analiza datelor rspunznd la una dintre ntrebrile utilizatorului. 5.3. Structura sistemului Sistemul de achiziie a datelor produs de firma Adcon Telemetry este compus din urmtoarele elemente: - componente hardware: calculator personal receptorul A 730 SD staii pentru msurarea i transmiterea datelor A 730 MD senzori i dispozitive de acionare alte pri ajuttoare (antene, cabluri, mufe, etc.). - componente software: programul addVANTAGE (nucleul) extensii specifice utilitare pentru configurare i ntreinere. n funcie de aplicaia la care urmeaz s fie folosit, sistemul poate avea o componen diferit de la caz la caz. Se disting dou tipuri de sisteme: - server - client. Diferena de baz dintre server i client este aceea c serverul are propriul lui receptor i este capabil s recepioneze datele direct de la staiile pentru msurarea i transmiterea datelor prin unde radio. n plus, serverul poate avea instalat un modem i poate transmite datele clienilor, prin linia telefonic. Instalarea unui sistem server este puin mai complicat dect instalarea unui sistem client i implic componente hardware i software suplimentare. Clientul nu poate primi date dect de la un server prin intermediul liniei telefonice. 5.4. Instalarea sistemului Planificarea instalrii Etapele care trebuie parcurse sunt: Instalarea staiei de baz - receptor i software. Conectarea unei staii pentru msurarea i transmiterea datelor, aleas la ntmplare pentru test. Instalarea staiilor pentru msurarea i transmiterea datelor, una cte una ncepnd cu staia cea mai apropiat de staia de baz. Completarea i configurarea programului de la staia de baz: configurarea staiilor pentru msurarea i transmiterea datelor i rutele dup care ele sunt recepionate de staia central, instalarea i configurarea algoritmilor, configurarea preferinelor etc., configurarea i verificarea modemului clientului dac este necesar. Pornirea i configurarea programului modemului server-ului, dac este necesar. 5-3 Amplasarea staiei de baz Un element important pentru buna funcionare a sistemului de achiziie este planificarea reelei de staii, fiind esenial realizarea unei bune amplasri a staiei de baz. Aceasta trebuie amplasat n aceeai cldire cu personalul care utilizeaz sistemul sau cel puin n apropiere, iar din punct de vedere geografic, n centrul perimetrului n care sunt instalate staiile pentru msurarea i transmiterea datelor. Dac se dorete utilizarea staiei de baz ca server, pentru ca ali utilizatori din reea s se poat conecta i s obin date, trebuie s existe o linie telefonic care va fi folosit n exclusivitate. Din perspectiva transmisiei radio, nlimea la care este montat antena de recepie de la staia de baz este esenial: cu ct antena este mai nalt, cu att comunicarea radio este mai bun. Propagarea undelor radio folosite de sistemul Adcon este asemntoare cu cea a luminii (propagarea se face n raza de vizibilitate direct). Datorit curburii pmntului, pe teren neaccidentat, maximul distanei depinde de nlimea antenei de recepie de la staia de baz i a staiei pentru msurarea i transmiterea datelor. Pentru antena de la staia de baz exist mai multe opiuni referitoare la nlimea antenei i distana la care poate fi montat staia pentru msurarea i transmiterea datelor (de exemplu: la 6 m nlimea antenei distana tipic atins este de 5 km, iar pentru 30 m 24 km). Ideal pentru instalare este un teren neaccidentat, deschis i fr construcii urbane n apropiere. Amplasarea staiei pentru msurarea i transmiterea datelor Staiile pentru msurarea i transmiterea datelor trebuie instalate n locuri n care s existe o bun propagare radio i n care s existe date relevante pentru parametrii msurai. De asemenea, dac datele sunt transmise intermitent sau nu sunt transmise din cauza legturii radio slabe, staia nu poate fi utilizat. n funcie de configuraia terenului, s-ar putea ca unele staii pentru msurarea i transmiterea datelor s nu "vad" receptorul. n acest caz, contactul poate fi fcut prin-tr-o staie releu. Staia releu (denumit i staie de rutare) primete datele de la o staie i le transmite ctre o alta (sau ctre receptor). Dac i unde trebuie amplasate staiile releu depinde de teren i va fi stabilit n cursul configurrii sistemului. La instalarea sistemului trebuie avute n vedere dou reguli care trebuie respectate: - instalarea staiilor pentru msurarea i transmiterea datelor trebuie fcut ncepnd de la cea mai apropiat de staia de baz spre cea mai deprtat; - se face ntotdeauna verificarea contactului radio cu staia de baz sau cu o alt staie pentru msurarea i transmiterea datelor. Verificarea instalrii Att receptorul ct i o staie pentru msurarea i transmiterea datelor care este activ trebuie s rspund testului de conectivitate. Configurarea staiilor pentru msurarea i transmiterea datelor Dup terminarea instalrii staiilor n teren, programul addVANTAGE trebuie configurat pentru a extrage datele. Programul are nevoie de urmtoarele informaii: - numele i codul staiilor pentru msurarea i transmiterea datelor; - numele i codul staiilor releu (dac exist n reea); - senzorii adiionali montai pe staiile pentru msurarea i transmiterea datelor dac exist n reea. 5-4 Determinarea i configurarea rutelor Orice staie pentru msurarea i transmiterea datelor sau staie releu care se afl n reea, dar nu este n legtur cu receptorul, necesit o rut care trebuie introdus n programul addVANTAGE. Ruta unei staii de msur este de fapt irul de staii prin care trebuie s se treac pentru a se ajunge la receptor. Ordinea staiilor este foarte important: ruta ncepe ntotdeauna cu staia de msur cea mai apropiat de staia de baz i se termin cu staia cea mai apropiat de cea final care trebuie rutat. Folosind metoda aproximrilor succesive este posibil s fie rutate toate staiile de msur. Configurarea comunicaiei prin modem Sistemul Adcon este astfel conceput nct poate s colecteze i totodat s distribuie date. Datele pot fi distribuite de la o staie de baz prin intermediul modemului i a programului addVANTAGE Server. Fiecare client are un cont n staia de baz; server-ul recunoate clientul i n funcie de drepturile pe care le are, i trimite datele de la staia de msur cerut. Dup ce datele au fost transmise, programul addVANTAGE instalat n PC-ul clientului proceseaz datele i afieaz rezultatele. Pentru ca sistemul s funcioneze corect, este necesar s fie configurat server-ul (calculatorul care colecteaz datele direct din receptor) i subsistemul de comunicare prin modem din calculatorul clientului. Att server-ul ct i clientul au nevoie de cte un modem; server-ul are nevoie de o linie telefonic dedicat n mod special comunicrii prin modem. 5.5. Organizarea programului addVANTAGE Datele colectate de staiile de msur i transmitere a datelor sosesc pe calea undelor radio la receptor i sunt nmagazinate pentru o anumit perioad de timp. Programul addVANTAGE extrage apoi datele din receptor i efectueaz urmtoarele operaii: - convertete datele extrase din receptor n uniti de msur (0 C, m/s, procent, etc.) folosind regulile de conversie specifice pentru fiecare senzor n parte; - stocheaz datele primare convertite ntr-un fiier baz de date atribuit datelor primare; acesta conine datele primare neprocesate, colectate de la staiile de msur instalate pe teren; fiecare grup sau grupuri de date transferate i stocate sunt marcate printr-un semnal audio bip (un grup conine datele achiziionate la fiecare 15 minute); - dup ce a terminat de extras datele din receptor sau modem i dac cel puin o extensie este ataat programului, addVANTAGE va ncepe procesarea lor. - extensiile analizeaz datele primare i genereaz evenimente care sunt memorate n alt baz de date denumit "Lista de evenimente"; - cnd nu mai sunt date pentru procesare, programul addVANTAGE se oprete din procesare i ateapt date noi. Modul de accesare a datelor Programul addVANTAGE transfer automat datele memorate n receptor. Pentru accesarea diferitelor tipuri de date pot fi folosite urmtoarele elemente: lista de staii de msur - conine toate staiile pentru msurarea i transmiterea datelor din baza de date; graficul cu date primare - afieaz datele brute, neprocesate (temperatur, precipitaii, umiditatea relativ a aerului, prezena picturilor de ap pe frunze, nivelul apei, etc.), unele procesate (min/max/media, etc.) i indici; 5-5 lista de evenimente - conine datele procesate de extensii (de exemplu: nivelul apei peste limita admis, condiii de infecie, baterie descrcat, etc.). Lista staiilor Aceasta va fi ntotdeauna punctul central de lucru al programului addVANTAGE. ncepnd de aici pot fi vizualizate informaiile pe care sistemul le pune la dispoziie. Dac datele primite de la staii indic un eveniment deosebit (de obicei o avertizare), un ptrat de culoare roie apare n dreptul numelui staiei. Acest lucru nseamn c este necesar o trecere n revist a listei de evenimente corespunztoare staiei respective. n general aceast fereastr trebuie lsat deschis deoarece aproape toate activitile din programul addVANTAGE pornesc de la ea i orice alarm sau avertizare este observat. Ca majoritatea ferestrelor din programul addVANTAGE, cnd se ncheie programul, lista va fi memorat i va fi afiat la repornirea programului. Ordinea staiilor de msur poate fi schimbat oricnd. Datele primare Datele primare sunt transferate prin intermediul cablului serial dintre receptor i PC (n cazul sistemului de tip client, datele primare sunt obinute prin modem, apelnd un server). Faptul c datele primare sunt ncrcate ntr-un format n care nu este specificat unitatea de msur, nu reprezint un dezavantaj. Fiecrui senzor i este ataat un modul software care face conversia n uniti de msur specifice (0C, RH, m/s, bar etc.). Datele primare convertite sunt apoi stocate n baza de date i pot fi afiate, pe lungi perioade de timp, sub form grafic. Graficul cu date primare Va fi afiat pe ecranul monitorului; n partea de sus va apare legenda cu culoarea specific pentru fiecare senzor n parte. n partea stng a fiecrei culori exist o csu de bifare care permite vizualizarea curbei de valori specifice pentru fiecare senzor. Pot fi de asemenea create i salvate configuraii prestabilite. n dreptul fiecrei culori sunt afiate valorile msurate pentru fiecare senzor. Selectarea tipurilor de date primare Programul addVANTAGE permite determinarea tipurilor de date (precipitaii, temperatur, umiditate relativ etc.) care pot fi vizualizate n graficul de date primare. Pot fi vizualizate orict de multe date. De asemenea, poate fi determinat perioada de timp care trebuie vizualizat. Aceasta poate fi de una, apte sau treizeci de zile iar axele X i Y vor fi configurate automat. De asemenea pot fi salvate unele configuraii prestabilite i apoi vizualizate. Opiuni pentru afiarea datelor primare Exist posibilitatea alegerii culorilor pentru fiecare curb de valori din grafic i minimul i maximul pe scara valorilor pentru fiecare dintre datele primare afiate n grafic. Pentru a avea o imagine clar i a distinge bine curbele de valori, acestea sunt afiate n culori diferite. Programul face acest lucru automat, iar utilizatorul poate schimba oricnd aceste culori. Exportul i importul datelor primare Programul addVANTAGE poate s exporte sau s importe date primare n format ASCII; aceast facilitate a programului poate fi folosit n urmtoarele cazuri: - export de date pentru a fi folosite cu o alt versiune Windows sau cu alte programe care nu ruleaz sub Windows, cum ar fi programele de calcul statistic sau programe expert (Harvard Graphics, Excel, dBase, etc.); - importul datelor din alte programe pentru a putea fi simulate cu extensiile programului addVANTAGE. 5-6 Lista de evenimente n afar de datele primare, n addVANTAGE se poate lucra cu anumite puncte din program care necesit un nalt nivel de prelucrare. Datele primare sunt colectate i nmagazinate ntr-o baz de date iar apoi sunt procesate cu ajutorul extensiilor. Extensiile sau modulele evalueaz datele primare i genereaz avertizri i mesaje. Mesajele generate de extensii se numesc evenimente i sunt memorate ntr-o alt baz de date a programului addVANTAGE. Pentru a le vizualiza se folosete lista de evenimente. n continuare se prezint cteva exemple tipice de evenimente: - conexiune ntrerupt (ntreruperea comunicaiei radio cu o staie de msur) - baterie descrcat - nivelul maxim de ap atins - se recomand tratament - condiii de infecie - tratament nceput, protecie activat - condiii pentru producerea zpezii artificiale. Dac sistemului nu i se ataeaz nici o extensie, atunci nu vor fi generate nici un fel de evenimente iar lista va fi goal. Totui, n timpul instalrii programului va fi instalat automat extensia Main. Aceasta proceseaz datele primare, afind valorile datelor de baz despre staiile de msur (nivelul transmisiei radio, nivelul de ncrcare al bateriei), genernd informaii generale despre senzorii standard (temperatura i umiditatea relativ a aerului, cantitatea de precipitaii, etc.) i, de asemenea, cteva date statistice. Lista de evenimente poate afia cum se dezvolt anumite condiii specifice, cnd trebuie folosite msurile preventive sau cnd apar probleme tehnice de orice natur. Evenimentele importante care necesit atenie imediat (de exemplu, msuri de protecie) sunt afiate cu caractere de culoare roie. Fiecare eveniment este afiat n list avnd data, ora, durata, originea extensiei i o descriere. Durata este afiat numai pentru evenimentele care s-au ncheiat. Dac evenimentul este n curs de desfurare (de exemplu, continu s plou) este afiat ca activ. Programul addVANTAGE permite determinarea tipurilor de evenimente care vor fi afiate. Pot fi afiate toate evenimentele sau numai o parte dintre ele. Utilizatorul poate defini tipul de evenimente pe care dorete s le afieze, iar aceast configuraie poate fi salvat pentru o utilizare ulterioar. Coninutul fiecrei liste de evenimente poate fi configurat separat pentru fiecare staie de msur n parte, n funcie de extensia ataat staiei respective, n acelai sistem. De asemenea, este permis s se schimbe ordinea de sortare cronologic a evenimentelor din list i s se grupeze dup tipuri de evenimente. Acest lucru face mult mai uoar examinarea listei, mai ales atunci cnd este necesar listarea evenimentelor pe o perioad mai mare de o zi. Alarme i avertizri Programul addVANTAGE are posibilitatea de a genera alarme. O alarm n staia de msur atrage atenia c s-a produs un eveniment la staia respectiv i trebuie examinat lista de evenimente. La deschiderea listei avertizarea va fi observat imediat deoarece este afiat cu litere roii. Alarmele din lista de staii sunt afiate n funcie de ziua n care a aprut evenimentul. 5.6. Extensii Extensiile sunt module program care folosesc datele primare transmise de staiile de msur analizndu-le dup anumite reguli i elibereaz rezultatele sub form de 5-7 evenimente. Conceptul acesta de extensie ofer programului addVANTAGE o flexibilitate special, permind configurarea pentru aplicaii multiple. Extensia Main Aceast extensie genereaz evenimente folositoare din punct de vedere tehnic i climatic. Este important din dou puncte de vedere: monitorizeaz funcionarea staiilor de msur i nregistreaz datele primare. Instalarea extensiei Main la toate staiile de msur din sistem (inclusiv la cele folosite ca relee) este de cea mai mare importan pentru a monitoriza datele lor tehnice. Extensia Main poate lucra n modul depanare, oferind posibilitatea reanalizrii datelor. Extensia Main permite utilizatorului s introduc un eveniment (propria adnotaie) n lista de evenimente de la o anumit staie de msur. Acest eveniment nu are nici un fel de impact asupra extensiilor - este doar un punct de referin stabilit de utilizator. Extensia macro Extensia macro permite ca evenimentele simple s fie programate de utilizator. Poate fi folosit pentru a nregistra gradele zilnice, a numra evenimente matematice sau statistice dup procesarea valorilor transmise de senzori, etc. n cazul n care condiiile programate sunt adevrate, extensia va genera un eveniment, va apela un pager prin modem i/sau va genera o comand napoi ctre staia deprtat. Extensia va evalua expresia la fiecare pachet de date primite (la interval de 15 minute) i, depinznd de rezultat, va executa aciunea. Extensia poate fi folosit n numeroase aplicaii care necesit monitorizarea anumitor senzori, cum ar fi cel de nivel de ap, presiunea apei sau a aerului, temperatura, etc. De asemenea poate fi folosit pentru a genera alarme bazate pe funciile matematice sau statistice aplicate unor msurtori pe o perioad mai lung de timp (zile sau luni). 5.7. ntreinerea sistemului Pentru meninerea sistemului n stare bun de funcionare, trebuie efectuate periodic anumite sarcini administrative. Programul addVANTAGE Manager, denumit i Manager, este un program utilitar care i ajut pe utilizatori s administreze sistemul. Acesta permite: - efectuarea operaiilor cu bazele de date (crearea, copierea, tergerea, iniializarea i restaurarea); - adugarea, tergerea i instalarea extensiilor; - efectuarea operaiilor cu senzori (crearea i tergerea driver-elor, conectarea i deconectarea senzorilor). Utilizarea extensiilor Programul Manager permite instalarea, activarea sau dezactivarea extensiilor. Utilizarea senzorilor Datorit flexibilitii sistemului, utilizatorul are posibilitatea instalrii i folosirii unei game largi de senzori. Staiile de msur A730MD accept 7 senzori analogici i un numr de senzori logici care depinde de tipul lor. Folosind o interfa special (denumit A730Y) numrul senzorilor analogici poate fi extins (dublat). Operaii cu baze de date n aceast categorie intr funciile de administrare a bazei de date: selectarea, crearea, tergerea, copierea, iniializarea, afiarea proprietilor unei baze de date inclusiv arhivarea i restaurarea. 5-8 Din motive de securitate este necesar s se arhiveze baza de date la intervale regulate. Pot fi folosite numeroasele programe de arhivare asociate cu diferite tipuri de suporturi de memorare: benzi, discuri optice, discuri magnetice, etc. Ritmul n care se face arhivarea depinde de cantitatea de date acumulat, dar trebuie fcut cel puin odat la dou sptmni (la un numr mai mare de 7 staii de msur) i cel puin n fiecare sptmn la mai mult de 10 staii. Receptorul stocheaz o copie a datelor n memoria sa pentru o anumit perioad de timp (ntre 6 i 150 de zile, depinznd de numrul de staii de msur din sistem). Receptorul nu terge datele chiar dac acestea au fost transferate n programul addVANTAGE. Aceasta nseamn c baza de date poate fi reparat extrgnd datele lips din receptor. Utilizatorul va trebui s reintroduc evenimentele configurate i datele pentru perioada care a fost refcut (de la ultima arhivare). Pentru a mbunti performanele sistemului i a uura procesul de arhivare, trebuie schimbat periodic baza de date. Aceast operaie nseamn mprirea bazei de date n mai multe pri, n funcie de natura aplicaiei, de exemplu pe sezoane, pe ani, pe luni etc. 6-1 6. MONITORIZAREA FACTORILOR METEOROLOGICI Meteorologia este studiul tuturor fenomenelor fizice observate n atmosfer sau la suprafaa pmntului care constau n precipitaii, suspensii sau depozite de particule lichide sau solide, apoase sau nu. n secolul XX, meteorologia desemneaz studiul fenomenelor atmosferice i se vorbete frecvent de tiinele atmosferei. 6.1. Definirea parametrilor atmosferici Atmosfera reprezint stratul de aer care nconjoar globul terestru. Prin intermediul msurrilor in situ pot fi determinai principalii parametri fizici ai atmosferei, care reprezint elementele cheie ale nelegerii fenomenelor atmosferice. Pentru aceasta este necesar s se defineasc parametrii atmosferici fundamentali: presiunea, temperatura, umiditatea, vntul i s se precizeze natura transformrilor atmosferice care pot afecta o "particul de aer". La scara analizei i a previziunii strii atmosferei, calificat ca "sinoptic", se poate considera c observaiile efectuate ntr-o staie sunt reprezentative pentru ceea ce se petrece pe o raz de civa kilometri n jurul acelui loc i pentru o grosime de ordinul a 10 m. Se definete astfel, la aceast scar, particula de aer ca un domeniu elementar al atmosferei n interiorul cruia parametrii de stare i de micare sunt considerai uniformi. 6.1.1 Presiunea atmosferic n meteorologie, presiunea msurat este presiunea atmosferic. Aceast presiune exercitat de aer pe o suprafa corespunde greutii coloanei de aer de seciune unitar care se ntinde de la altitudinea acestei suprafee (eventual solul) pn la limita superioar a atmosferei. Unitatea de msur a presiunii n meteorologie este hectopascalul (1 mbar = 1 HPa). Msurarea presiunii atmosferice se face cu ajutorul senzorilor de presiune care pot fi instrumente tradiionale sau dispozitive electronice. Ea sufer corecii care se aplic n funcie de altitudinea locului de msurare. Presiunea atmosferic considerat normal este de 1013,25 hPa i corespunde presiunii medii msurate la nivelul mrii. Pentru o particul de aer dat exist o relaie ntre presiune, volum i temperatur. Presiunea atmosferic este variabil att vertical ct i orizontal. Ea scade pe msur ce crete altitudinea. Pe direcii orizontale, valoarea presiunii este variabil: exist zone n care presiunea prezint un minim relativ (depresiuni) i altele n care presiunea prezint un maxim relativ (anticicloni). Pentru vizualizarea cmpului de presiuni care permite aprecierea variaiilor, se figureaz pe un fond geografic valorile msurate n diferite puncte la un moment dat i, pe baza acestui ansamblu de valori numerice, se traseaz liniile de egal presiune (izobarele). 6.1.2 Temperatura Temperatura msoar agitaia microscopic a materiei i reflect diferitele schimburi de energie care afecteaz corpurile. Aerul atmosferic este supus acestor transferuri iar temperatura aerului este un parametru fundamental pentru nelegerea fenomenelor meteorologice. Instrumentul de msur asociat, termometrul, permite cuantificarea acestei mrimi. Unitatea internaional utilizat pentru exprimarea temperaturii este Kelvin (K). n meteorologie se utilizeaz n mod curent gradul Celsius (oC). Relaia dintre cele dou scri este: 6-2 T (K) = t (oC) + 273,15 Pe o hart meteorologic liniile de egal temperatur sunt reprezentate prin izoterme. Temperatura aerului ntr-un loc este un parametru variabil care depinde de diferii factori, n principal de: - natura solului, umiditatea i temperatura acestuia (mai mult sau mai puin expus la radiaiile solare n funcie de anotimp), ora din zi, latitudinea, altitudinea, etc.; - vntul, care favorizeaz lipirea i schimburile dintre straturile de aer; - acoperirea noroas; - fenomenele de condensare sau de evaporare care modific sensibil evoluia temperaturii unei particule de aer. Temperatura este unul dintre parametrii fundamentali n meteorologie i n climatologie. Ea variaz mult n timp, dar i n spaiu, n special n funcie de altitudine i locul considerat pe suprafaa Pmntului. n staiile de msurare se urmresc zilnic: - temperatura minim, - temperatura maxim, - temperatura medie. 6.1.3 Umiditatea Msurarea umiditii se poate face: - direct, cu ajutorul unui higrometru; - indirect, cu un psihrometru constituit din dou termometre dintre care unul msoar temperatura aerului ambiant iar cellalt, temperatura aerului saturat de ap (rezervorul termometrului este nconjurat de un material meninut nmuiat). Diferena dintre cele dou valori permite deducerea gradului higrometric. Coeficientul de umiditate a aerului caracterizeaz cantitatea de vapori de ap prezent n masa de aer considerat la o temperatur dat. Un coeficient de 100% corespunde aerului saturat n umiditate, cu apariia fenomenului de condensare. Coeficientul de umiditate a aerului este un parametru meteorologic important i variabilitatea sa este mare. Msurarea sa este indispensabil pentru previziunile meteorologice. 6.1.4 Vntul Vntul este parametrul fizic reprezentativ al micrilor de aer. Direcia i viteza vntului sunt mrimi msurabile a cror cunoatere este necesar studiului cinematic i dinamic al maselor de aer. Direcia indic de unde sufl vntul i se determin cu ajutorul unei giruete sau a unei mneci de vnt = canal de aerisire (dispozitiv folosit la aeroporturi). Viteza se msoar cu ajutorul unui anemometru i se exprim n m/s, n km/h sau noduri (1 nod = 1,852 km/h). n staiile meteorologice, se msoar: viteza i viteza instantanee (media pe o durat de 0,5 s). 6.2. Msurarea parametrilor meteorologici Starea atmosferei este descris prin mrimi fizice (presiune, temperatur etc.) msurate n staii de observaie. Utilizarea sateliilor n domeniul meteorologiei a permis un progres considerabil, dar observaiile realizate la sol rmn indispensabile. n cadrul observaiilor meteorologice se disting patru componente: 6-3 - msurrile fizice efectuate deasupra solului (temperatura aerului, umiditatea, etc.); - observaiile vizuale codificate, efectuate i ele pornind de la sol, referitoare mai ales la nori i hidrometeori; - msurrile n altitudine (presiune, temperatur, umiditate i vnt) realizate cu ajutorul baloanelor-sond (radiosondaje); - observaiile fcute cu ajutorul teledeteciei (satelit sau radar). 6.2.1 Reelele de staii de observaie meteorologice La suprafaa Pmntului, staiile de observaii permit descrierea strii atmosferei n apropierea solului. Pentru o mai bun supraveghere a factorilor meteorologici, staiile de observaie sunt conectate n reele al cror rol de baz este msurarea parametrilor fizici ai atmosferei. Aceste msurri sunt realizate cu ajutorul senzorilor meteorologici dispui ntr-un parc cu instrumente a cror localizare i aranjare joac un rol important. Dintre instrumentele de msur utilizate, unele sunt situate n adpostul meteorologic iar altele sunt n exteriorul acestui adpost, repartizate n diferite puncte ale acestui parc. De asemenea, pot fi folosite mici staii de observaie autonome capabile s achiziioneze i s arhiveze date meteorologice. Ele sunt dotate cu senzori pentru temperatur, umiditate, lumin solar, vitez i direcie vnt. Staiile automate destinate amatorilor ofer posibilitatea afirii n timp real a diferiilor parametri msurai sau arhivarea lor n vederea utilizrii ulterioare. Unele dintre ele pot efectua i stoca msurrile n mod independent timp de mai multe luni. Observaiile meteorologice pot fi: cantitative, vizuale i n altitudine. A. Instrumentele de msur din adpostul meteorologic Un adpost meteorologic este indispensabil pentru garantarea echilibrului termic dintre senzori i aer. n interiorul oricrui adpost meteorologic se afl instrumente de msurare a temperaturii i umiditii. Chiar dac fiabilitatea aparatelor tradiionale a fost dovedit i ele sunt n continuare utilizate n majoritatea staiilor dispuse pe ntreaga planet, acestea cedeaz din ce n ce mai mult locul senzorilor electronici cuplai la sisteme automate de achiziie a datelor. B. Instrumentele de msur din exteriorul adpostului meteorologic n exteriorul adpostului meteorologic se afl ansamblul giruet-anemometru (pentru msurarea vntului, pluviometrul (pentru msurarea precipitaiilor), heliograful (pentru msurarea nsoririi) i diferite alte instrumente dedicate unor aplicaii particulare. Pentru msurarea presiunii, barometrul sau barograful sunt prezente ntr-un local, la adpostul radiaiei solare, a intemperiilor i a vntului. 6.2.2 Reeaua de observaii sinoptice Scopul principal al reelei de observaii sinoptice este descrierea ct mai precis posibil a strii atmosferei la un moment dat, imediat deasupra solului i n altitudine (radiosondaje), de unde i denumirea de observaii sinoptice. Aerologia este domeniul meteorologiei care studiaz atmosfera terestr n dimensiunea sa vertical. Sondajul aerologic este, mpreun cu alte mijloace mai moderne cum ar fi observaiile satelitare i teledetecia de la sol, unul dintre principalele sisteme de msur care furnizeaz aceste informaii. Datele achiziionate n timpul radiosondajelor permit accesul la o bun cunoatere "vertical" a atmosferei, rezultatele fiind utilizate apoi n elaborarea previziunilor. Ce este un sondaj aerologic? Se lanseaz o sond meteorologic agat de un balon liber umplut cu hidrogen. Aceast sond este dotat cu instrumente care msoar la intervale regulate presiunea, temperatura i umiditatea. Balonul-sond, are o vitez vertical aproape 6-4 constant i este condus de vnturile ntlnite. Un radar permite urmrirea acestei deplasri de la sol i reconstituirea traiectoriei balonului. Se poate deduce apoi profilul vitezei i al direciei vnturilor. Msurtorile efectuate de sond sunt transmise la staia aflat la sol prin radio i furnizeaz profilele verticale ale parametrilor msurai pn la altitudinea la care balonul se sparge. n prezent, pe suprafaa globului pmntesc se afl n jur de 700 de staii de sondaj aerologice repartizate neomogen. Aceste staii trimit simultan sonde n atmosfer la fiecare 6 sau 12 ore. Informaiile astfel obinute sunt puse la dispoziia ansamblului serviciilor meteorologice naionale prin intermediul unei reele speciale de telecomunicaii. Ele sunt reprezentate pe hri meteorologice n altitudine pentru analizarea situaiei meteorologice i servesc la iniializarea modelelor de previziune a timpului. Reeaua de observaii sinoptice internaional de suprafa conine n jur de 14000 de staii, dintre care 9000 staii terestre i 5000 mbarcate pe nave comerciale selecionate. Toate informaiile colectate sunt apoi codificate pentru a fi difuzate imediat i schimbate la nivel internaional prin intermediul sistemului mondial de telecomunicaii. Din nefericire, anumite zone ale globului sunt prost acoperite, mai ales zonele deertice i cele oceanice. 6.2.3 Reeaua de radare meteorologice Radarul meteorologic este un instrument de observaie care detecteaz i localizeaz ploile. Observaiile radar, utilizate mai ales pentru previziuni pe intervale foarte scurte (de la 0 la 3 h) permite reperarea zonelor ploioase i, prin distingerea diferitelor niveluri de reflectivitate radar, identificarea zonelor n care precipitaiile puternice sunt asociate fenomenelor meteorologice periculoase cum ar fi furtunile sau cderile de grindin. Imaginile radar rennoite la un anumit interval de timp pot fi difuzate n timp real la toate centrele meteorologice, sau la utilizatorii abonai. Avantajele radarelor meteorologice - localizarea geografic foarte precis a ploilor, important atunci cnd se cunoate puternica variabilitate spaial i temporal a ploilor. - posibilitatea cuantificrii intensitilor i deci cumulului de ploaie; - o mare frecven a imaginilor (posibilitatea achiziiei a mai multor imagini pe minut), care permite urmrirea mai eficient a fenomenelor pluviale mai ales a celor cu o evoluie rapid i periculoas. - posibilitatea msurrii vitezei vntului (funcia Doppler a radarului). Dezavantaje: - o slab acoperire geografic, fiind limitat la o arie restrns n jurul radarului; - radarul este un instrument de observaie care permite realizarea unei previziuni prin exploatarea "ecourilor" pluviale existente. ntrzierea reaciei devine uneori inutil pentru alertare i o bun estimare a ploilor va fi inutil dac utilizatorul nu este avertizat la timp. - radarul nu msoar direct intensitatea i deci cantitatea de ploaie, ci numai reflectivitatea. 6.2.4 Sateliii meteorologici Sateliii meteorologici sunt destinai obinerii informaiilor meteorologice ct mai reale, la scar planetar, pe perioade mari de timp. Cercetrile s-au efectuat cu satelii artificiali de tip polar, ecuatorial, etc. n cadrul programelor spaiale TIROS, NIMBUS, ESSA, METEOR etc. 6-5 Folosirea sateliilor meteorologici pentru monitorizarea vremii pe glob are avantaje i dezavantaje. Imaginile din spaiu ofer posibilitatea observrii oricrui punct de pe planet, precum i extragerea unor informaii din locuri greu accesibile. Obinerea acelorai date prin metode convenionale, necesit un numr mare de staii meteo (care sunt scumpe) amplasate n locuri greu accesibile. n plus, la folosirea unei singure surse de informaii, erorile de calibrare i eantionare sunt meninute la un nivel constant pentru fiecare citire, ceea ce la staiile de observare separate apar variaii proprii de calibrare i acuratee. Cu toate acestea, sateliii nu sunt capabili s ofere aceeai clas de acuratee ca i instrumentele convenionale aflate ntr-o staie meteorologic dar sunt extrem de utili pentru furnizarea de informaii regionale i globale referitoare la mediu. 6.3. Monitorizarea fenomenelor meteorologice 6.3.1 Supravegherea i prevederea condiiilor atmosferice Supravegherea i prevederea condiiilor atmosferice sunt eseniale pentru oameni n scopul administrrii eficiente a resurselor naturale, planificrii adecvate a activitilor i proteciei mpotriva influenei umane asupra mediului i schimbrilor naturale ale atmosferei. Variabilele care trebuie supravegheate i prevzute sunt de ordin dinamic i chimic. Scrile temporale ale acestor variabile variaz de la aproape instantaneu, de exemplu pentru emiterea alertelor i avertizrilor de timp violent, pn la termen foarte lung. Similar, n plan spaial, scrile previziunii meteorologice merg de la mai puin de un kilometru pn la acoperirea planetar necesar pentru previziunile care se refer la mai multe zile. Pentru a putea face previziuni generale i precise, cu scopuri finale ca gestiunea canalelor de scurgere urbane i supravegherea dispersiei poluanilor, trebuie s se cunoasc distribuia precipitaiilor i a poluanilor la toate scrile. Sistemele de supraveghere furnizeaz informaii la scri diferite ale parametrilor meteorologici nalt variabili. De aceea, trebuie s se acorde o atenie deosebit reprezentativitii msurrilor i a modului n care ele pot fi combinate i integrate n sistemele de gestiune a datelor. 6.3.2 Previziunile (prognozele) meteorologice O previziune (prognoz) meteorologic const n determinarea, pornind de la date referitoare la o stare iniial cunoscut, a evoluiei strii atmosferei ntr-un interval de timp determinat (ceea ce se numete scadena previziunii), teoretic n orice punct al atmosferei. Realizarea unei previziuni meteorologice este complex; ea cuprinde mai multe etape succesive i necesit utilizarea unui anumit numr de instrumente: - Previziunea (prognoza) numeric a vremii - nseamn determinarea unei stri viitoare a sistemului atmosferic, pornind de la o stare dat, prin integrarea numeric a sistemului de ecuaii format din principalele legi care guverneaz fenomenele atmosferice. Acest ansamblu de legi definete modelul utilizat. Modelul numeric de prognoz a vremii realizeaz o simulare matematic a evoluiei atmosferei, considerat ca un amestec de aer uscat i vapori de ap, pornind de la starea sa iniial la un moment dat. - Prognoza "timpului sensibil" prin expertiza uman - Timpul sensibil reprezint, ntr-un loc i la un moment dat, ansamblul elementelor semnificative ale atmosferei resimite de un observator situat n apropierea solului (temperatura, prezena sau absena norilor i a ploii, vntul, nsorirea etc.). Prevederea fenomenelor periculoase (furtuni, cicloane etc.) constituie principala responsabilitate a previzionitilor. Se pune problema proteciei persoanelor i a 6-6 bunurilor prin alertarea autoritilor i a persoanelor fizice n timp util, prin intermediul unor mijloace rapide de informare i difuzare. Realizarea unei prognoze care s poat fi neleas de utilizatori i mai ales de ctre marele public, nu poate fi fcut n ntregime automat. Exist mai multe tipuri de prognoze: - prognoza imediat specializat - are ca obiectiv furnizarea rapid a informaiilor legate de apariia unui anumit tip de fenomen meteorologic, n funcie de necesitile beneficiarului. Aceste prognoze se pot realiza pentru fenomene ca: grindin, trznete, ploi foarte intense, intensificri rapide de vnt cu sau fr aspect turbionar. - prognoza de scurt i medie durat - pentru intervalul de 1 7 zile, metodologia de prognoz are la baz rezultatele modelelor hidrodinamice ale atmosferei. 6.4. Reeaua de observaii meteorologice din Romnia Reeaua Naional de Observaii Meteorologice cuprinde 160 de staii, 3 staii aerologice, 8 centre radar, 729 posturi pluviometrice. Suplimentar, n reeaua meteorologic se efectueaz programul de msurtori i observaii agrometeorologice la 60 de staii i msurri actinometrice la 8 staii. Aceast reea se afl n custodia ANM (Administraia Naional de Meteorologie). Problemele de meteorologie aeronautic sunt n responsabilitatea Regiei de Asigurri a Traficului i Serviciilor Aeroportuare ROMATSA. O component important a activitii de meteorologie o constituie prelevarea i transmiterea datelor de observaii din reeaua de staii de suprafa, radar i aerologice. n prezent, reeaua de observaii i msurtori meteorologice este compus din 180 de staii meteo i 306 posturi pluviometrice grupate n 7 Centre Meteorologice Regionale: Muntenia, Banat Criana, Transilvania Nord, Transilvania Sud, Oltenia, Moldova, Dobrogea. Datele rezultate din msurtori sunt transmise n flux rapid de la staii i posturi la Centrele Meteorologice Regionale i apoi la Unitatea Central de Prognoza Vremii n cadrul Administraiei Naionale de Meteorologie. Modernizarea i automatizarea reelei de staii meteorologice automate s-a materializat prin introducerea n activitate a 70 de staii automate MAWS. Staiile meteo automate sunt programate s transmit mesaje sinoptice (24 de mesaje/zi) i mesaje de avertizare privind producerea unor fenomene meteorologice periculoase. Staiile sunt dotate cu programe care permit editarea mesajelor sinoptice specifice diferitelor ore de transmitere i stocarea datelor n fiiere de date calculate. Staiile meteo din reeaua naional efectueaz programe de observaii i msurtori conform normelor O.M.M. referitoare la urmtorii parametri ai atmosferei joase i ai suprafeei solului: - presiunea atmosferic, - direcia i viteza vntului, - temperatura i umezeala aerului, - temperaturile extreme ale aerului maxim i minim, - temperatura suprafeei solului, - durata de strlucire a Soarelui, - nebulozitatea, - precipitaiile atmosferice, - grosimea i caracteristicile stratului de zpad, - vizibilitatea orizontal a atmosferei, - depunerile solide. 6-7 Staiile meteo automate efectueaz msurtori asupra principalilor parametri meteorologici: - temperatura aerului, - presiunea aerului, - direcia i viteza vntului, - umezeala relativ a aerului, - precipitaiile atmosferice. n afar de msurtorile standard, urmtoarele staii meteo automate efectueaz i msurtori specifice: - staia meteorologic Bucureti Afumai msoar i temperatura solului, vizibilitatea orizontal, nlimea bazei norilor i radiaia solar; - staiile meteorologice Predeal, Constaa i Mangalia msoar i radiaia solar global. - un numr de 5 staii meteorologice efectueaz msurtori asupra temperaturii apei mrii, nlimii i frecvenei valurilor. Reeaua naional de radare meteorologice este compus din 8 radare operaionale care contribuie cu date la realizarea mozaicului naional radar, generat la fiecare 10 minute la sediul central al ANM. Staiile aerologice efectueaz msurtori asupra parametrilor atmosferei libere, de la sol pn la 30000 m altitudine. Datele obinute se refer la temperatura aerului, presiunea atmosferei, umezeala relativ, direcia i viteza vntului. n Romnia sunt efectuate astfel de msurri la Bucureti (la orele 00 i 12 UTC) i la Cluj Napoca i Constana (la ora 00 UTC). Programul de observaii i msurri agrometeorologice este destinat s rspund cerinelor agriculturii. Este necesar o perfecionare a specializrii informaiilor pe baza unor aplicaii de utilitate local, regional i integrarea acestora la nivel naional printr-un sistem coerent de monitorizare n timp real a parametrilor agrometeorologici n scopul prevenirii i diminurii situaiilor de risc n agricultur. 7-1 7. MONITORIZAREA CALITII AERULUI 7.1. Supravegherea polurii atmosferice 7.1.1 Aspecte legislative Consiliul Europei a elaborat Directiva cadru 96/62/CE, referitoare la evaluarea i managementul calitii aerului nconjurtor, care are ca scop definirea principiilor de baz ale unei strategii comune pentru: - definirea i stabilirea directivelor pentru calitatea aerului nconjurtor, menite a evita, preveni sau reduce efectele duntoare asupra sntii umane i asupra mediului n ansamblul su; - evalurii calitii aerului nconjurtor prin metode i criterii comune; - obinerii de informaii adecvate privind calitatea aerului nconjurtor i punerii la dispoziia publicului a acestor informaii; - meninerii calitii aerului nconjurtor acolo unde ea este bun i a o mbunti n alte cazuri. Directiva european nr.96/62/CE din 27 septembrie 1996 conine definiiile termenilor utilizai frecvent n domeniul calitii aerului: Aerul ambiant (nconjurtor) = aerul exterior troposferei, exclusiv locurile de munc. Poluarea atmosferic = introducerea de ctre om, direct sau indirect, n atmosfer i spaiile nchise, a unor substane care au consecine prejudiciabile de natur a pune n pericol sntatea uman, a duna resurselor biologice i ecosistemelor, a influena asupra schimbrilor climatice, a deteriora bunurile materiale, a provoca vtmri olfactive excesive. (Directiva guvernului francez din 30 decembrie 1996 asupra Legii aerului i utilizrii raionale a energiei) Poluant = orice substan introdus direct sau indirect de ctre om n aerul ambiant (nconjurtor) i care este susceptibil de a avea efecte nocive asupra sntii omului i/sau a mediului, n ansamblul su. Nivel = concentraia unui poluant n aerul ambiant (nconjurtor) sau depunerea sa pe o suprafa ntr-un timp dat. Evaluare = orice metod utilizat pentru a msura, calcula, prevedea sau estima nivelul unui poluant n aerul ambiant (nconjurtor). Valoare limit = un nivel fixat pe baza cunotinelor tiinifice, n scopul evitrii, prevenirii sau reducerii efectelor duntoare asupra sntii umane i/sau mediului n ansamblul su, care se obine ntr-o perioad dat i care nu trebuie depit odat ce a fost atins. Valoarea int (obiectiv) = valoare ghid = un nivel inferior valorii limit, fixat n scopul evitrii unor efecte duntoare pe termen lung asupra sntii umane i/sau mediului n ansamblul su, care se obine acolo unde este posibil ntr-o perioad dat. Prag de alert = un nivel dincolo de care exist un risc pentru sntatea uman din cauza unei expuneri scurte i la care trebuie luate imediat msuri de ctre statele implicate, aa cum este stipulat n Directiv. Prag de informare = nivelul ncepnd de la care exist efecte limitate i tranzitorii pentru sntatea uman, n caz de expunere de scurt durat, pentru categorii de populaie sensibile. Prag de protecie a sntii = nivelul care nu ar trebui depit, pentru a salva sntatea uman, n cazul episoadelor prelungite de poluare. Pragul de protecie a vegetaiei = nivelul de la care vegetaia poate fi afectat. Obiectiv de calitate = un nivel de concentraii de substane poluante n atmosfer fixate pe baza cunotinelor tiinifice, n scopul de a evita, preveni sau de a 7-2 reduce efectele nocive ale acestor substane pentru sntatea uman sau pentru mediu, care trebuie atinse ntr-o perioad dat (definiie care o nlocuiete pe cea a valorii obiectiv din directivele europene, coninut n Legea asupra aerului din 30 decembrie 1996 elaborat de guvernul francez). Dispozitiv de msur = metode, aparate, reele i laboratoare utilizate pentru msurri n aerul ambiant. Limit de toleran = procentul valorii limit la care aceast valoare poate fi depit conform condiiilor stabilite de Directiv. Zon = acea parte a teritoriului delimitat de Statele Membre ale Uniunii Europene. Aglomeraie = o concentraie a populaiei de peste 250 000 locuitori sau, acolo unde concentraia populaiei este de 250 000 locuitori sau mai puin, o densitate a populaiei pe kilometru ptrat pentru Statele Membre ale Uniunii Europene care justific necesitatea evalurii i a managementului calitii aerului nconjurtor. Directiva cadru: - definete criteriile care trebuie luate n considerare pentru fixarea valorilor limit, criteriilor i tehnicilor necesare: puncte de eantionare, tehnici de msur, modelare. - permite stabilirea marjelor de depiri temporare ale valorilor limit, marje care trebuie s se reduc conform metodelor prescrise. - introduce i oficializeaz utilizarea modelrii ca alternativ la evaluarea prin msurare. - impune informarea populaiei prin intermediul mass-mediei n cazul depirii valorilor limit (durat, nivele nregistrate, etc.), dar i referitor la nivelele nregistrate i metodele utilizate. Decizia Consiliului Europei (97/101/CE, Exchange of Information) instituie un schimb reciproc de date care provin de la reelele i staiile care msoar poluarea aerului. Schimbul se refer att la descrierea reelelor i staiilor ct i la msurrile de calitate a aerului. Comisia face apel la Agenia European de Mediu (AEE) pentru punerea n practic a acestui sistem. Decizia definete parametrii care trebuie furnizai i poluanii la care se refer acetia. Datele sunt integrate ntr-o baz de date, fiind prevzut accesul publicului la acestea. Fiecare ar trebuie s desemneze unul sau mai multe organisme responsabile de punerea n practic a schimbului de informaii. 7.1.2 Metode de evaluare a polurii atmosferice n general, se poate considera c poluarea atmosferei este rezultanta unor fenomene care constau n schimburi dintre atmosfer i alte componente ale mediului care, fie aduc poluani (emisii) fie i consum (depunere i transformare). Emisiile fac obiectul inventarelor care au ca scop evaluarea evacurilor n aer a unor substane ca dioxidul de sulf, oxizii de azot, monoxidul i dioxidul de carbon, metanul i compuii organici volatili (n afara metanului), amoniacul, compuii organici persisteni i metalele grele. Pentru fiecare poluant, nivelurile atinse sunt comparate cu referinele disponibile. Acestea pot fi valori limit, care trebuie obligatoriu s fie respectate i a cror depire implic elaborarea unor planuri de reducere care s vizeze diminuarea polurii sau valori int (obiectiv), numite de asemenea valori ghid i care sunt indicatoare. Exist de asemenea praguri de alert, praguri de informare, praguri de protecie a sntii i praguri de protecie a vegetaiei. 7-3 Pentru majoritatea poluanilor au fost determinate obiective de calitate. Ele se bazeaz att pe informaiile cuprinse n legislaiile internaionale ct i pe recomandrile Organizaiei Mondiale a Sntii (OMS) i uneori, pe normele referitoare la igiena industrial (condiiile la locurile de munc). Toate referinele conin o valoare care nu trebuie depit pentru un anumit parametru statistic determinat (medie, procent etc.) i permit sintetizarea datelor colectate n timpul unei observri. Ele menioneaz de asemenea o durat de eantionare la care se raporteaz datele colectate. Pentru evaluarea potenialului de efecte pe termen lung, se vor alege perioade lungi de observare (de exemplu, 1 an); pentru efectele pe termen scurt, aceste perioade vor fi scurte (de exemplu, 1 zi). Unii poluani pot avea efecte att pe termen scurt ct i pe termen lung; n acest caz, sunt prevzute dou sau mai multe tipuri de valori limit, valorile de referin asociate expunerilor scurte fiind mult mai ridicate dect cele corespunztoare expunerilor lungi. A. Msurarea poluanilor n aer n funcie de locurile n care este efectuat prelevarea, exist mai multe tipuri de msurri ale poluanilor n aer caracterizate prin propriile sale metode de msurare i prelevare: - msurarea la emisie prelevarea se efectueaz direct n locul n care poluantul este evacuat n atmosfer. Acest tip de msurare este util pentru verificarea respectrii diferitelor norme de evacuare sau pentru calculul, cu ajutorul unui model, al impactului sursei asupra mediului. - msurarea calitii aerului se refer la aerul exterior pe care l respirm. Acest tip de msurri este cel mai important deoarece calitatea aerului afecteaz toat populaia fr excepie i mediul nconjurtor. - igiena industrial se refer la msurarea parametrilor aerului n mediile profesionale. - msurarea dozei respirate. B. Scopuri i efecte ale supravegherii polurii atmosferice n prezent, supravegherea polurii atmosferice se face parcurgnd urmtoarele etape: - identificarea cauzelor poteniale necesare pentru interpretarea tiinific a originii unui fenomen particular; ideal ar fi s se cunoasc starea mediului nainte de apariia fenomenului i modificrile care au survenit ulterior. - emiterea unor ipoteze referitoare la mecanismele care au generat modificrile i verificarea lor; - stabilirea strategiilor care au ca obiectiv suprimarea sau cel puin reducerea fenomenului. Eficiena acestor strategii va fi atestat, dac nu printr-o revenire la starea iniial a mediului, cel puin prin ameliorarea situaiei. C. Scrile spaiale i temporale ale fenomenelor de poluare Schematic, poluarea ntr-un punct dat este rezultanta fenomenelor relativ la trei scri: scara local constituit din surse situate n mediul apropiat (perimetru de civa kilometri) care, n funcie de circumstanele meteorologice locale, influeneaz mai mult sau mai puin direct calitatea aerului n acel punct. Ea se refer la sursele de emisii de gaze sau alte substane nedorite, produse mai ales n mediul urban (industrie, nclzire, trafic etc.). scara regional acoper un perimetru de cteva zeci pn la cteva sute de kilometri n jurul surselor de emisii poluante. Sursele situate n acest perimetru au o 7-4 influen relativ difuz, care se materializeaz prin variaii ale concentraiilor de poluani n general lente i amortizate. n aceast categorie sunt grupate adesea urmtoarele trei fenomene de poluare: - poluarea acid, - poluarea fotochimic, - eutrofizarea. Scara continental se ntinde de la cteva sute la cteva mii de kilometri. scara global se aplic la nivelul ntregii planete. n aceast categorie poate fi inclus problematica diminurii stratului de ozon stratosferic sau creterea cantitii de gaze cu efect de ser. 7.1.3 Parametrii care influeneaz poluarea atmosferic a. Relaiile dintre emisii i imisii Prezena unui poluant n atmosfer este rezultatul unui proces care are loc n cinci etape: - emisia n atmosfer; - dispersia i transportul de ctre vnt; - interaciunile cu alte substane sau radiaii i eventualele transformri, cu producerea unei poluri secundare; - interaciunea cu alte medii, prin depunere sau imisie; - efectele asupra mediilor receptoare. Nivelele de poluare depind n principal de volumul emisiilor i de condiiile meteorologice. Concentraiile pot varia foarte rapid i n mod considerabil n cursul unei zile, n timp ce emisiile nu fluctueaz n acelai ritm. Aceast observaie conduce la concluzia c factorul preponderent pentru nivelele de poluare este reprezentat de variaiile condiiilor meteorologice i nu de variaiile emisiilor. n acelai timp, se poate stabili o relaie ntre profilul emisiilor i profilul concentraiilor pe perioade scurte; acesta este cazul mai ales al poluanilor datorai circulaiei automobilelor, unde maximele de poluare sunt legate de orele la care traficul este cel mai intens. n cazul atmosferei, considerat un mediu "fr memorie", condiiile de dispersie dintr-o anumit zi nu depind de condiiile de dispersie existente, de exemplu, cu ase luni n urm. Atmosfera rspunde legilor fizicii dar numrul variabilelor i sensibilitatea acestora determin o comportare care aparent nu respect nici o regul. Din acest motiv, previziunile meteorologice necesit putere de calcul foarte mare i nu pot fi efectuate pe perioade lungi. b. Sursele de poluare Sursele de poluare sunt numeroase i de natur foarte divers. Ele pot fi clasificate n funcie de: - sectorul de activitate; - geometrie pot fi punctuale (de exemplu, un co), liniare (de exemplu, traficul unei strzi) sau de suprafa (de exemplu, o deversare); - natura poluanilor emii; - originea emisiilor (naturale sau antropice). Sursele naturale sunt numeroase i diverse. Pentru anumite componente, natura constituie chiar principalul emitor. Multitudinea surselor antropice este de asemenea foarte mare. Ele pot fi mprite n mai multe sectoare: - sectorul energiei cu producerea energiei electrice, nclzirea cldirilor, etc.; - sectorul industrial este la originea emisiilor specifice datorate proceselor de fabricaie sau de tratare. - sectorul transporturilor constituie o surs de poluare important; - agricultura; 7-5 - sectorul deeurilor (incineratoare, CET) este la originea mai multor tipuri de poluani. Sursele de poluare mai pot fi clasificate n: - surse fixe, corespunztoare producerii energiei termice, arderii deeurilor menajere, industriei, habitatelor, agriculturii etc. - surse mobile, corespunztoare transporturilor, n principal automobilelor. c. Condiiile meteorologice Poluarea atmosferic este puternic influenat de ctre climat, mai ales prin parametrii si: vntul, temperatura, umiditatea, presiunea i precipitaiile. Apariia polurii atmosferice ntr-un loc sau o zon este legat de conjuncia mai multor factori din urmtoarele categorii: - emisii mai mult sau mai puin importante de poluani sau de factori care declaneaz sau intensific poluarea; - aport de energie, n general solar; - micri termodinamice, dinamice i energetice ale atmosferei la diferite altitudini; - densitate de vegetaie la diferite scri; - prezena sau absena unor mari suprafee de ap. d. Factorii topografici i condiiile microclimatice - relieful, vegetaia, construciile i natura materialelor care acoper suprafaa solului, influeneaz difuzia poluanilor prin intermediul factorilor meteorologici, att direct ct i indirect. - topografia poate conduce la diferene de nsorire i poate fi la originea fenomenelor locale. - efectul de clopot are loc n toate direciile i micarea maselor de aer are form toroidal. Efectul canion este de acelai tip, dar se aplic la scara unei strzi. - rugozitatea i natura solului influeneaz scurgerea fluxurilor gazoase, deci turbulena maselor de aer i n consecin, dispersia poluanilor. - tipul de acoperire a solului influeneaz cantitatea de poluani eliminai prin depunerea uscat. Vegetaia este considerat ca un obstacol care reine ntotdeauna impuritile datorit absorbiei i reaciei dintre poluani i plante n special la nivelul frunzelor. e. Depozitele Poluanii emii nu rmn defintiv n atmosfer i pot fi eliminai fie prin reacie chimic cu alte substane, fie prin depozite. Uneori cele dou fenomene coexist i un poluant se transform nainte de a fi depus sub o alt form. Se disting dou tipuri de depozite: depozitele uscate sub form de gaz sau de particule i depozitele umede. 7.1.4 Difuzarea informaiilor n conformitate cu Directiva Cadru a Uniunii Europene 96/62/CE, statele membre ale uniunii au stabilit un program de monitorizare i evaluare a calitii aerului. Pe baza unei evaluri preliminare, toate aceste state i stabilesc procedurile pentru raportarea continu (anual) n funcie de nivelurile de poluare. Definirea unui indice al calitii aerului rezult din necesitatea ca informaia s fie accesibil unui ct mai mare numr de oameni, fr a intra n detalii tiinifice complexe. 7.2. Definirea conceptului de monitorizare a calitii aerului Evaluarea i managementul calitii aerului trebuie s se bazeze pe date corecte i sigure i informaii referitoare la procesele care implic poluanii, obinute n general 7-6 prin utilizarea combinat a msurrilor i modelelor de calitate a aerului care descriu procesele de dispersie i transformrile fizice i chimice. Activitatea de gestiune a calitii aerului are n general urmtoarele componente: - monitorizarea emisiilor; - monitorizarea calitii aerului; - urmrirea respectrii normelor i directivelor; - modelarea calitii aerului; - informarea publicului; - procedurile de alertare; - planificarea utilizrii solului; - integrarea transportului. Monitorizarea calitii aerului a fost interpretat foarte mult timp ca fiind doar o simpl aciune de prelevare i analiz a aerului, utiliznd analizoare. ntr-un sens mai larg, termenul de monitorizare poate fi definit ca o activitate sistematic de urmrire i determinare a calitii aerului, utiliznd anumite metode adecvate scopului propus n scopul obinerii de date, pentru un anumit interval de raportare i o frecven de colectare necesar realizrii obiectivelor impuse de monitorizare. Liniile directoare prevzute pentru selectarea poluanilor atmosferici ce trebuie luai n considerare sunt urmtoarele: 1. Posibilitatea, gravitatea i frecvena efectelor; n ceea ce privete sntatea omului i a mediului n ansamblu, efectele ireversibile trebuie s prezinte o preocupare special. 2. Concentraia ridicat i prezent peste tot a poluantului n atmosfer. 3. Transformrile de mediu ori alteraiile metabolice, avnd n vedere c aceste alteraii ar putea conduce la producerea de substane chimice cu o toxicitate mai ridicat. 4. Persistena n mediul nconjurtor, n special dac poluantul nu este biodegradabil i se poate acumula n oameni, n mediul nconjurtor sau n lanul trofic. 5. Impactul poluantului: - volumul populaiei, resurselor vii sau ecosistemelor expuse; - existena unor obiective extrem de sensibile n zona de interes. 6. Pot fi utilizate metode de evaluare a riscului. Posibilele criterii de risc au fost stabilite prin Directiva 67/548/CEE. Informaiile care urmeaz a fi incluse n programele locale, regionale sau naionale pentru mbuntirea calitii aerului nconjurtor sunt urmtoarele: Localizarea excesului de poluare: - regiune, - ora (hart), - staie de msurare (hart, coordonate geografice). Informaii generale: - tipul zonei (ora, zon industrial sau rural), - estimarea zonei poluate (km2) i a populaiei expuse la poluare, - date climatice utile, - date relevante privin topografia, - informaii suficiente asupra tipului de inte care necesit o protecie a zonei. Autoriti responsabile: - numele i adresele persoanelor responsabile pentru realizarea i implementarea planurilor de mbuntire. Natura i evaluarea polurii: 7-7 - concentraii observate de-a lungul anilor anteriori (nainte de implementarea msurilor de mbuntire), - concentraii msurate nc de la nceputul proiectului, - tehnicile utilizate pentru evaluare. Originea polurii: - lista principalelor surse de emisie rspunztoare de poluare (hart), - cantitatea total de emisii provenite din aceste surse (tone/an), - informaii importante privind poluarea din alte regiuni. Analiza situaiei: - detalii n legtur cu factorii rspunztori de excese (formare, transport, inclusiv transportul peste grani), - detalii n legtur cu posibilele msuri de mbuntire a calitii aerului. Detalii privind acele msuri sau proiecte de mbuntire care au existat anterior: - msuri locale, regionale, naionale, internaionale, - efectele constatate ale acestor msuri. 7.2.1 Obiectivele activitii de monitorizare a calitii aerului n ansamblu, monitorizarea calitii atmosferei implic realizarea unor activiti specifice, grupate n urmtoarele patru categorii: - evaluarea surselor i emisiilor de poluani atmosferici; - urmrirea transferului poluanilor n atmosfer; - determinarea nivelului concentraiilor de poluani n atmosfer i distribuiei spaio-temporale a acestora; - evaluarea efectelor poluanilor atmosferici asupra omului i a mediului su biotic i abiotic. Pentru realizarea acestor activiti se pot folosi dou mari clase de metode, fiecare cu limitele, avantajele i dezavantajele sale: - metode teoretice, - metode instrumentale. Obiectivele care trebuie atinse n activitatea de monitorizare a calitii aerului sunt urmtoarele: - evaluarea standard Calitatea aerului este supus evalurii conform standardelor care au rolul de a furniza un ghid pentru definirea nivelului acceptabil de poluare a aerului, evideniind valorile dincolo de care sunt ateptate efectele acute, specifice. - stabilirea surselor Pentru a identifica efectul produs de o surs de poluare asupra calitii aerului este nevoie de o bun rezoluie n timp i spaiu. Pentru stabilirea corect a reelei de msur (definirea punctelor de msurare) sunt necesare informaii suplimentare cum ar fi: puterea sursei (rata de emisie), punctul de descrcare (nlimea fa de sol) i caracteristicile meteorologice (vitez vnt, direcie vnt i stabilitatea atmosferic). - urmrirea efectelor Monitorizarea n vederea determinrii efectelor polurii aerului necesit coordonarea cu studiul efectelor n funcie de numrul i distribuia receptorilor, natura poluantului i severitatea efectului acestuia, aspectele timp - dozaj ale efectului i prezena factorilor perturbatori. - obinerea datelor de fond Monitorizarea poate fi dirijat att spre stabilirea caracteristicilor geografice actuale ct i spre evaluarea tendinelor calitii aerului. - evaluarea proceselor atmosferice - Majoritatea poluanilor din aer sufer n timp transformri datorit proceselor fizice i chimice. Aceste transformri pot conduce de exemplu la formarea ozonului n urma reaciilor fotochimice 7-8 dintre reactivii organici i oxizii de azot, la conversia dioxidului de sulf n acid sulfuric sau ali sulfai i la formarea sau transformarea aerosolilor prin mecanisme chimice i condensare. Pentru ca monitorizarea s fie eficient i s i ating obiectivele finale este necesar adoptarea unei strategii de proiectare i operare pentru reelele de monitorizare a calitii aerului. Aceast strategie va fi aleas n funcie de scopul activitilor de monitorizare: - monitorizarea pentru conformare scopul este verificarea conformitii cu directivele referitoare la calitatea aerului; - monitorizarea reprezentativ pentru supravegherea calitii aerului scopul este descrierea reprezentativ a strii i tendinelor calitii aerului ntr-un ora/zon, stat sau n Europa ca un ntreg; - monitorizarea pentru evaluarea expunerii/riscului scopul este furnizarea unei baze pentru evaluarea daunelor cauzate de poluarea aerului asupra sntii umane, vegetaiei, materialelor prin descrierea efectelor polurii aerului i fundamentarea dezvoltrii strategiilor de reducere a polurii cost efect; - monitorizarea on-line scopul este predicia episoadelor de poluare, atenionarea populaiei i realizarea aciunilor pe termen scurt pentru reducerea concentraiilor episodice mari; - monitorizarea operaional scopul este monitorizarea polurii aerului n apropierea surselor specifice, pentru a preveni poluarea inacceptabil a zonelor nvecinate; - programe de monitorizare pentru cercetri tiinifice. Crucial pentru validarea datelor obinute n urma activitilor de monitorizare este asigurarea calitii datelor i controlul calitii QA/QC. 7.2.2 Metode de msurare a calitii aerului Tehnicile de msurare a calitii aerului pot fi bazate pe dou principii de baz: - prelevarea urmat de analize ulterioare. Prelevarea se poate face prin colectare n lichide, suprafee impregnate, filtre impregnate, filtre, canistre, coloane, etc. Tehnicile de prelevare variaz de la colectarea pasiv a poluanilor pn la colectarea activ prin absorbirea aerului cu ajutorul sistemului de prelevare. Analizele efectuate ulterior pot fi analize chimice standard sau tehnici analitice specializate. - msurri in situ cu monitoare automate. Metodele automate de msur variaz de la monitoare electrochimice cu instrumente optice pn la metode de teledetecie. Pentru poluarea atmosferic exist dou categorii importante de metode de msurare: 1. Metode manuale Sunt n general simplu de utilizat n practic i necesit cheltuieli reduse. Aceste metode permit realizarea unei cartografii a polurii, dar necesit o analiz ulterioar n laborator. Metodele manuale utilizeaz: - tuburi cu difuzie pasiv tuburi calibrate care conin un absorbant specific unui poluant i permit msurarea concentraiilor medii ale acestuia; - bio-indicatori vegetale sensibile la unul sau mai muli poluani (de exemplu, tutunul care reacioneaz la ozon); - bio-acumulatori vegetale care acumuleaz poluanii n frunzele lor i care, dup analiz, permit identificarea naturii i cantitii poluantului (de exemplu, muchiul care reacioneaz la oxidul de azot). 7-9 2. Metode automate Aceste metode, n general mai greu accesibile deoarece sunt mai sofisticate i mai scumpe, permit urmrirea n timp real a concentraiei poluanilor fr prelevare de probe. Pe baza lor pot fi create reelele automate de supraveghere. Majoritatea tehnicilor de msurare automat nu reprezint metode absolute i necesit calibrare. Metodele automate utilizeaz: - analizoare convenionale aparatele sunt amplasate n diferite puncte caracteristice iar aerul prelevat de fiecare aparat permite o analiz specific a concentraiei principalilor poluani gazoi din atmosfer; - spectrometre diferiii poluani existeni n atmosfer absorb n mod specific anumite poriuni ale spectrului luminii; analiza optic a acestei lumini cu ajutorul unui spectrometru permite msurarea concentraiei poluanilor fr a se face prelevare de probe. n funcie de modul n care se face prelevarea probelor, analiza acestora i prelucrarea rezultatelor, exist trei categorii principale de msurri : 1. Msurri care utilizeaz metode de prelevare pasive Acestea ofer indicaii referitoare la concentraiile medii de poluare pe perioade de sptmni sau luni. Eantioanele sunt numite pasive deoarece dispozitivul de prelevare nu implic pompaj. n locul acestuia, curgerea aerului este controlat printr-un proces fizic, cum ar fi difuzia. Tuburile de difuzie permit msurarea concentraiilor medii pe perioada de expunere considerat fr a lua n considerare fluctuaiile care apar n aceast perioad. Nu exist tuburi pasive pentru toi poluanii. Cele mai des folosite sunt cele care msoar dioxidul de azot, dar exist i pentru ozon, dioxid de sulf, amoniac, benzen, toluen i xileni. n funcie de tipul de tub utilizat i poluantul care trebuie msurat, perioada de expunere poate varia ntre 8 ore i 2 sptmni. Tuburile pasive sunt uoare i se dispun pe un suport oarecare pe teren. Ele nu necesit nici curent electric i nici adpost climatizat. Prelevatoarele pasive sunt instalate n general pe suporturi urbane, arbori sau alte dispozitive deja amplasate pe teren. Ele permit acoperirea unei zone geografice importante i astfel obinerea unei cartografii a polurii. De asemenea, pot fi utilizate pentru determinarea amplasrii unei staii de msur echipate cu analizoare convenionale. 2. Msurri care utilizeaz metode de prelevare active Prelevarea aerului poluat se face prin metode metode fizice sau chimice iar analiza probelor este efectuat mai trziu n laborator. Tipic, un volum cunoscut de aer este pompat de ctre un colector (cum ar fi un filtru sau o soluie chimic) ntr-o perioad cunoscut (determinat). Mai trziu, colectorul este retras pentru analiz. Eantioanele pot fi prelevate zilnic, furniznd informaii pe perioade scurte de timp, la un cost inferior fa de cel al metodelor de supraveghere automat. 3. Msurri care utilizeaz metode automate Metodele automate reprezint varianta cea mai scump de monitorizare a calitii aerului utilizat n mod curent. Ele permit efectuarea unor msurri cu rezoluie nalt a concentraiilor orare de poluant. Proba de aer este analizat on-line i n timp real. Datele sunt stocate n analizor sau ntr-un dispozitiv separat i pot fi descrcate la distan printr-un modem. nalta rezoluie a acestor metode permite ca episoadele de poluare s fie analizate n detaliu i s fie legate de trafic (circulaie), meteorologie sau alte variabile. Prin descrcarea frecvent a datelor de la analizoarele automate, informaiile pot fi retransmise publicului ct timp sunt relevante. Cu datele provenite de la analizoarele automate sunt generate rapoarte zilnice, sptmnale i lunare ale reelei care sunt furnizate autoritilor locale. 7-10 Poluanii analizai includ: ozonul, oxizii de azot, dioxidul de sulf, monoxidul de carbon, particulele n suspensie i compui organici volatili. Eantioanele sunt analizate n timp real, cu ajutorul unor metode moderne printre care se numr analiza gazelor cu ajutorul sistemelor de msur convenionale i spectroscopia. Din punctul de vedere al intervalului de timp n care se efectueaz msurarea, monitorizarea aerului poate fi: - continu Echipamentele pentru monitorizarea continu vor furniza msurri aproape instantanee ale concentraiilor din atmosfer pentru mai muli poluani. Poluanii aerului monitorizai pe o baz continu sunt: CO, oxizii de azot (NO2, NO, NOx), O3, SO2, H2S, particulele solide (PM2,5 i PM10), praful i fumul, hidrocarburile, NH3, CO2. - intermitent se refer la poluanii atmosferici care sunt monitorizai ca o concentraie integrat pentru 24 h, n conformitate cu orarul stabilit la nivel naional pentru supravegherea polurii atmosferice. Uzual, acest tip de msurare implic utilizarea sistemelor de prelevare care colecteaz poluanii utiliznd tuburi reactive, absorbani sau filtre. Poluanii care pot fi monitorizai prin msurri intermitente includ: particulele totale n suspensie, particulele inhalabile i respirabile (PM10 i PM2,5), hidrocarburile policiclice aromatice i compuii organici volatili. - pasiv Metodele de monitorizare pasiv furnizeaz soluii de monitorizare a calitii aerului ieftine, n puncte n care nu se poate realiza monitorizarea continu. Prelevarea pasiv implic expunerea unei suprafee reactive la aer, iar transferul poluantului se realizeaz prin difuzia din aer pe suprafa. Poluanii comuni monitorizai cu ajutorul prelevatoarelor pasive sunt SO2, NO2, O3, H2S i COV. Oricare ar fi metoda de prelevare a eantioanelor, cantitatea de poluare n aerul ambiant este exprimat de obicei prin concentraia sa n aer. Concentraia unui poluant n aer, poate fi definit ca proporia pe care o reprezint din volumul su total. Concentraiile de gaz poluant n atmosfer sunt de obicei msurate n pri pe milion pe volum (ppmv), pri pe miliard pe volum (ppbv) sau pri pe trilion pe volum (pptv). Concentraiile poluanilor sunt de asemenea msurate prin greutatea poluantului ntr-un volum standard de aer, de exemplu prin micrograme pe metru cub (gm-3) sau miligrame pe metru cub (mgm-3). 7.2.3 Strategii de monitorizare a calitii aerului Conform Directivei Cadru nr. 96/62/EC a Consiliului Europei, referitoare la Evaluarea i Managementul Calitii Aerului, evaluarea reprezint "orice metod utilizat pentru a msura, calcula, prevedea sau estima nivelul unui poluant n aerul ambiant". Pentru realizarea unei evaluri preliminare, pot fi utilizate individual sau n combinaie, trei metode sau instrumente: - msurri preliminare ale calitii aerului utilizate pentru a cerceta calitatea aerului, n special n locurile n care sunt ateptate depiri i/sau informaiile referitoare la emisii nu sunt adecvate; - inventarul emisiilor n aer furnizeaz informaii cuprinztoare referitoare la surse i la fluxul emisiilor n ntreaga zon. El permite o prim estimare a ariilor cu risc de depire a valorilor limit i a valorilor obiectiv. - modelarea polurii aerului servete la a lega calitatea aerului de emisii n sens cantitativ i la a furniza o baz mai bun pentru descrierea ariilor de depire din ntreaga zon studiat. Furnizeaz de asemenea informaii eseniale adiionale pentru managementul calitii aerului n zona respectiv. 7-11 Proiectarea reelelor de monitorizare se bazeaz pe scara polurii aerului: 1. Poluarea aerului este predominant de origine local. n acest caz, reeaua este concentrat n zona unui ora, cu o singur staie sau foarte puine staii n afara ariei urbane, pentru monitorizarea fundalului regional. Aceast scar este aplicabil pentru compuii primari cum ar fi monoxidul de carbon, plumbul, hidrocarburile policiclice aromatice i benzenul, atunci cnd oraul nu este influenat semnificativ de alte orae mari sau surse majore de poluare apropiate. 2. Dac exist o contribuie regional semnificativ pentru problema studiat, trebuie pus un accent deosebit pe monitorizarea/modelarea componentei regionale. n multe orae, aceasta se aplic la compui ca ozonul, dioxidul de azot, particule solide. 3. Investigarea i controlul unor fenomene care au loc la scar mare, de exemplu episoadele de smog de iarn i episoadele de poluare fotochimic, necesit monitorizarea i modelarea la o scar mult mai mare dect scara oraelor individuale afectate. La prelucrarea rezultatelor obinute n urma campaniilor de msurare, se va ine seama de faptul c, concentraia polurii n orice punct este o sum a: - concentraiei naturale de fond; - concentraiei regionale de fond; - concentraiei urbane medii n aria din jurul punctului; - impacturilor locale ale surselor apropiate, cum ar fi strzi, surse punctuale (industrie, centrale termice), etc. De asemenea, trebuie s fie luate n considerare trei mari categorii de influene: o influenele sursei; o influenele demografice; o influenele meteorologice. Pentru realizarea unui plan al zonei de interes sunt necesare o serie de informaii iniiale referitoare la: a. sursele staionare amplasamente prezente sau viitoare pentru surse majore de poluare, mpreun cu date de emisii; b. sursele mobile ci rutiere prezente i viitoare n zona geografic supus analizei; c. distribuia populaiei densitatea de populaie actual i cea estimat pentru viitor n zona supus studiului; d. aspectele meteorologice, referitoare, n special, la regimurile vntului i condiiile sinoptice care favorizeaz modurile de transport sau staionarea diferiilor poluani; e. topografia; f. actuala i viitoarea folosin a terenurilor din zona studiat; g. localizarea efectelor cunoscute ale polurii aerului; h. informaiile provenite de la operaiile de prelevare a probelor de aer anterioare i actuale. Odat cu dezvoltarea unor noi i/sau perfecionate metode de monitorizare, o atenie deosebit a fost acordat selectrii punctelor de prelevare i determinrii numrului de puncte necesare obinerii unor limite de ncredere rezonabile pentru definirea expunerii poluantului la diferii receptori i ndeplinirii obiectivelor propuse. Majoritatea datelor privind calitatea aerului provenite dintr-un anumit punct (punct fix) ofer informaii privind localizarea corect a acestora, prin cunoaterea fie a unei adrese sau a setului de coordonate latitudine-longitudine. 7-12 Un alt sistem de monitorizare este cel pe lung distan. Cele mai multe tehnici se bazeaz pe senzorii de absorbie sau mprtiere a radiaiei electromagnetice (acestea pot fi att active ct i pasive). Repartiia i tipul staiilor de msur sunt adaptate n funcie de natura i importana polurii dar i a fenomenului care trebuie supravegheat. Pentru a nelege mai bine rezultatele oferite de o staie de msur, este util ca aceasta s fie caracterizat mpreun cu mediul su. Aa cum este prevzut n Decizia 97/101/CE Exchange of Information, punctele de monitorizare sunt clasificate conform urmtoarelor criterii: - tipul staiei (trafic, industrial, de fond), - tipul zonei (urban, sub-urban, rural), - caracterizarea zonei (rezidenial, comercial, industrial, agricol, natural sau combinaii ale acestor tipuri). Staiile de trafic sunt caracterizate printr-un gradient mare al concentraiilor n locul analizat. Pentru clasificarea unor astfel de staii trebuie s se specifice tipul strzii (larg, ngust, n canion etc.) i numrul de vehicule care trec pe acea strad. Staiile industriale sunt sub influena direct a uneia sau mai multor surse specifice. Prin staie de fond se nelege o staie reprezentativ dintr-o zon ntins. Aceast staie poate fi rural, urban, sau sub-urban. Pentru a rspunde unor obiective de supraveghere (monitorizare) particulare, se amplaseaz conform unei tipologii precise, definite conform unor criterii specifice, staii de monitorizare fixe, echipate corespunztor. Aceste staii pot fi: - urbane nu sunt influenate direct de o poluare primar, - peri-urbane se afl sub influena direct a unei mari aglomerri, - de proximitate se afl sub influena direct a sursei de poluare, - rurale sunt amplasate n zone puin locuite. Utilizarea unor echipamente mobile sau portabile de monitorizare a aerului mrete flexibilitatea amplasrii geografice a acestora, dar nu crete cantitatea total de date disponibile. Aceste echipamente vor fi utilizate n urmtoarele cazuri: a) situaii de urgen n cazul unor anunuri de incidente cu impact major asupra mediului (sunt importante att gradul de mobilitate ct i capacitatea rapid de rspuns); b) evaluarea impactului de mediu datele privind poluanii pot fi necesare n zone cu potenial de impact negativ datorit unor obiective deja existente sau n curs de construire; c) selectarea zonei monitorizate datele preliminare de la dispozitivele temporare de monitorizare sunt un supliment extrem de util (surs, populaie, date meteorologice) pentru planificarea i stabilirea punctelor fixe de monitorizare; d) monitorizarea mprejurimilor supravegherea periodic a zonelor cunoscute ca avnd un grad sczut de poluare a aerului pot furniza date privind posibila degradare a calitii aerului sau privind transportul i reaciile poluanilor; e) studiul dispersiei norului monitorizarea mobil, fie prin tehnica prelevrii ntr-un punct fix, fie cu senzori pentru lung distan, pot furniza date necesare studiului dispersiei norului poluant. 7-13 O alt problem care trebuie rezolvat este determinarea numrului de puncte necesare pentru monitorizare. O metod care permite un calcul preliminar al numrului minim de staii de prelevare necesar pentru o reea tipic de calitate a aerului, n funcie de densitatea populaiei, a fost elaborat de Agenia de Protecia Mediului din Statele Unite (US Environmental Protection Agency - USEPA) n 1971. Criteriile pentru alegerea numrului minim de amplasamente a staiilor de monitorizare a aerului, bazate pe o clasificare prioritar, a fost publicat n regulamentele Ageniei de Protecie a Mediului din SUA. Estimarea numrului de staii de monitorizare (N) se bazeaz pe gradul de poluare i pe suprafaa terenului, lundu-se n considerare trei zone: - X, unde nivelurile de poluare sunt mai mari dect standardele pentru calitatea aerului; - Y, unde concentraiile poluanilor sunt peste nivelul de fond dar mai sczute dect standardele; - Z, unde concentraiile existente sunt la nivelul de fond. Numrul total de staii N, necesar pentru ntreaga regiune se obine prin nsumarea numerelor pentru fiecare din cele trei subarii: N = NX + NY + NZ cu: NX = 0,0965 X (Cm Cs) / Cs NY = 0,0096 Y (Cs Cb) / Cs NZ = 0,0004 Z unde: Cm reprezint valoarea concentraiei maxime (cu un interval contur de 10), [g/m3]; Cs - calitatea standard a aerului, [g/m3]; Cb - valoarea concentraiei minime (de exemplu, concentraia de fond), [g/m3]; X - aria n care concentraiile sunt mai mari dect standardul de calitate a aerului, [km2]; Y - aria n care concentraiile sunt deasupra nivelului de fond dar mai sczute fa de standardul de calitate a aerului, [km2]; Z - aria n care concentraiile sunt la nivelul de fond, [km2]. 8-1 8. MONITORIZAREA PARAMETRILOR DE CALITATE A APEI 8.1. Calitatea apei 8.1.1 Noiuni generale Calitatea apei se poate defini ca un ansamblu convenional de caracteristici fizice, chimice, biologice i bacteriologice, exprimate valoric. Pentru stabilirea calitii apei, din multitudinea caracteristicilor fizice, chimice i biologice care pot fi stabilite prin analize de laborator se utilizeaz practic un numr limitat, considerate semnificative. Sistemul mondial de supraveghere a mediului nconjurtor prevede urmrirea calitii apelor prin trei categorii de parametri: - parametri de baz: temperatur, pH, conductivitate, oxigen dizolvat, colibacili; - parametri indicatori ai polurii persistente: cadmiu, mercur, compui organo-halogenai i uleiuri minerale; - parametri opionali: carbon organic total (COT), consum biochimic de oxigen (CBO), detergeni anionici, metale grele, arsen, bor, sodiu, cianuri, uleiuri totale, streptococi. Pentru precizarea caracteristicilor de calitate a apei se utilizeaz urmtoarea terminologie: - criterii de calitate a apei totalitatea indicatorilor de calitate a apei care se utilizeaz pentru aprecierea acesteia n raport cu msura n care satisface un anumit domeniu de folosin sau pe baza crora se poate elabora o decizie asupra gradului n care calitatea apei corespunde cu necesitile de protecie a mediului nconjurtor; - indicatori de calitate a apei reprezentai de caracteristici nominalizate pentru o determinare precis a calitii apelor; - parametri de calitate a apei reprezint valori i exprimri numerice ale indicatorilor de calitate a unei ape; - valori standardizate ale calitii apei reprezint valori ale indicatorilor de calitate a apelor care limiteaz un domeniu convenional de valori acceptabile pentru o anumit folosin a apei. Pentru caracterizarea calitii i gradului de poluare a unei ape se utilizeaz indicatorii de calitate. Acetia se pot clasifica dup natura lor i dup natura i efectele pe care le au asupra apei astfel: A. Indicatori organoleptici - se determin cu ajutorul simurilor: culoarea real, mirosul i gustul. B. Indicatori fizici - turbiditatea (tulbureala), indicele de colmatare, temperatura, radioactivitatea, conductivitatea, conductibilitatea electric, concentraia ionilor de hidrogen (pH-ul). C. Indicatori chimici - indicatori ai regimului de oxigen (oxigenul dizolvat - OD, consumul biochimic de oxigen - CBO, consumul chimic de oxigen - CCO, carbonul organic total - COT), sruri n ap, reziduul fix. D. Indicatori biogeni - compui ai azotului, compui ai fosforului. E. Indicatori ai capacitii de tamponare a apei - aciditatea, alcalinitatea i duritatea apei. G. Indicatori radioactivi 8.1.2 Poluarea apei Prin poluarea apei se nelege alterarea caracteristicilor fizice, chimice i biologice ale apei, produs direct sau indirect de activitile umane i care face ca apele 8-2 s devin improprii utilizrii normale n scopurile n care aceast utilizare era posibil nainte de a interveni alterarea. Efectele polurii resurselor de ap sunt complexe i variate, n funcie de natura i concentraia substanelor impurificatoare. Rezolvarea acestor probleme ridicate de poluarea apei se realizeaz prin tratare, prin care se asigur condiiile necesare pentru consum. Poluarea apelor poate fi natural sau artificial. Poluarea natural se datoreaz surselor de poluare naturale i se produce n urma interaciei apei cu atmosfera, cnd are loc o dizolvare a gazelor existente n aceasta i cu litosfera cnd se produce dizolvarea rocilor solubile i cu organismele vii din ap. Poluarea artificial se datoreaz surselor de ape uzate de orice fel, apelor meteorice, nmolurilor, reziduurilor, navigaiei etc. Se poate vorbi i despre poluare controlat i necontrolat. Poluarea controlat (organizat) se refer la poluarea datorit apelor uzate transportate prin reeaua de canalizare i evacuate n anumite puncte stabilite prin proiecte. Poluarea necontrolat (neorganizat) provine din surse de poluare care ajung n emisari pe cale natural, de cele mai multe ori prin intermediul apelor de ploaie. Poluarea normal i accidental reprezint categorii de impurificare folosite pentru a defini grupuri de surse de ape uzate. Poluarea normal provine din surse de poluare cunoscute, colectate i transportate prin reeaua de canalizare la staia de epurare sau direct n receptor. Poluarea accidental apare, de exemplu, ca urmare a dereglrii unor procese industriale, cnd cantiti mari (anormale) de substane nocive ajung n reeaua de canalizare sau ca urmare a defectrii unor obiective din staia de epurare. Se mai poate vorbi i despre poluare primar i secundar. Poluarea primar apare, de exemplu, n urma depunerii substanelor n suspensie din apele uzate, evacuate ntr-un receptor, pe patul acesteia. Poluarea secundar apare, de exemplu, imediat ce gazele rezultate n urma fermentrii materiilor organice depuse din substanele n suspensie antreneaz restul de suspensii i le aduce la suprafaa apei, de unde sunt transportate apoi n aval de curentul de ap. Principalele materii poluante i efectele acestora Substanele poluante introduse n ape din surse naturale i artificiale sunt numeroase, producnd un impact important asupra apelor de suprafa i subterane. Prejudiciile aduse mediului de substanele poluante pot fi grupate n dou categorii: - prejudicii asupra sntii publice, - prejudicii aduse unor folosine (industriale, piscicole, navigaie, etc.). Substanele poluante pot fi clasificate, dup natura lor i dup prejudiciile aduse, n urmtoarele categorii: - substanele organice, de origine natural sau artificial, reprezint pentru ap poluantul principal. - substanele anorganice, n suspensie sau dizolvate, sunt mai frecvent ntlnite n apele uzate industriale. - materialele n suspensie, organice sau anorganice, se depun pe patul emisarului, formnd bancuri. - substanele toxice, nu pot fi reinute de instalaiile de tratare a apelor i o parte din ele pot ajunge n organismul uman, provocnd mbolnviri. Aceste materii organice sau anorganice, cteodat chiar n concentraii foarte mici, pot distruge n scurt timp flora i fauna receptorului. 8-3 - substanele radioactive, radionuclizii, radioizotopii i izotopii radioactivi sunt unele dintre cele mai periculoase substane toxice. - substanele cu aciditate sau alcalinitate pronunat, evacuate cu apele uzate, conduc la distrugerea florei i faunei acvatice, la degradarea construciilor hidrotehnice, a vaselor i instalaiilor necesare navigaiei, mpiedic folosirea apei n agrement, irigaii, alimentri cu ap etc. - coloranii, provenii ndeosebi de la fabricile de textile, hrtie, tbcrii etc., mpiedic absorbia oxigenului i desfurarea normal a fenomenelor de autoepurare i a celor de fotosintez. - energia caloric, caracteristic apelor calde de la termocentrale i de la unele industrii, aduce numeroase prejudicii n alimentarea cu ap potabil i industrial i mpiedic dezvoltarea florei i faunei acvatice. - microorganismele de orice fel, ajunse n apa receptorilor, se pot dezvolta necorespunztor sau pot deregla dezvoltarea altor microorganisme sau chiar a organismelor vii. Principalele surse de poluare sunt n general aceleai pentru cele dou mari categorii de receptori: apele de suprafa (fluvii, ruri, lacuri, etc.) i apele subterane (straturi acvifere, izvoare etc.). Sursele de poluare se pot mpri n dou categorii distincte: - surse organizate care produc murdrirea n urma evacurii unor substane n ape prin intermediul unor instalaii destinate acestui scop, cum ar fi canalizri, evacuri de la industrii sau cresctorii de animale etc.; - surse neorganizate care produc murdrirea prin ptrunderea necontrolat a unor substane n ape. Dup aciunea lor n timp, sursele de poluare pot fi: - surse de poluare permanente, - surse de poluare nepermanente, - surse de poluare accidentale. Dup modul de generare a polurii, sursele de poluare pot fi mprite n: - surse de poluare naturale, - surse de poluare artificiale, datorate activitii omului, care la rndul lor pot fi subdivizate n ape uzate i depozite de deeuri. Pentru apele subterane, sursele de impurificare provin din: - impurificri cu ape saline, gaze sau hidrocarburi, produse ca urmare a unor lucrri miniere sau foraje; - impurificri produse de infiltraiile de la suprafaa solului a tuturor categoriilor de ape care produc n acelai timp i impurificarea surselor de suprafa; - impurificri produse n seciunea de captare, din cauza nerespectrii zonei de protecie sanitar sau a condiiilor de execuie. Clasificarea apelor dup utilizri innd seama de toate utilizrile, apele pot fi clasificate n mai multe categorii, dup cum urmeaz: - categoria I ape care servesc n mod organizat la alimentarea cu ap a populaiei, ape care sunt utilizate n industria alimentar care necesit ap potabil sau ape care servesc ca locuri de mbiere sau tranduri organizate; - categoria II ape care servesc pentru salubrizarea localitilor, ape utilizate pentru sporturi nautice sau apele utilizate pentru agrement, odihn, recreere, reconfortarea organismului uman; - categoria III ape utilizate pentru nevoi industriale, altele dect cele alimentare artate mai sus sau folosite n agricultur pentru irigaii. 8-4 Pentru fiecare din aceste categorii sunt stabilite o serie de norme pe care apa trebuie s le ndeplineasc la locul de utilizare. Conform STAS 4706 88, pentru fiecare dintre aceste categorii se dau indicatori de calitate fizici, chimici, microbiologici i de eutrofizare, care trebuie ndeplinii de apele de suprafa, n funcie de categoria de calitate. 8.2. Monitorizarea calitii apei 8.2.1 Noiuni generale Activitatea de gestiune a apelor implic luarea deciziilor la diferite nivele: local, bazinal i naional referitoare n principal la: - alocarea cantitativ i calitativ a apei pentru diferii utilizatori; - aprarea contra inundaiilor; - prevenirea i diminuarea efectelor polurilor accidentale. Luarea acestor decizii se bazeaz pe cunoaterea n timp real a parametrilor caracteristici ai mediului hidric, a utilizatorilor de ap i a lucrrilor hidrotehnice parametri obinui n cadrul monitorizrii integrate a apelor. Integrarea tuturor datelor obinute din domeniul apelor este absolut necesar pentru administrarea echilibrat i integrat din punct de vedere cantitativ i calitativ a apelor de suprafa i subterane. Monitorizarea apelor reprezint activitatea de observaii i msurtori standardizate i continue, de lung durat, pentru cunoaterea i evaluarea parametrilor caracteristici ai apei, n scopul administrrii apelor i definirii strii i tendinei evoluiei mediului hidric. Exist mai multe moduri de monitorizare a parametrilor apelor: - prin msurri chimice, pentru monitorizarea constituenilor apei, sedimentelor etc. (de exemplu: oxigen dizolvat, particule n suspensie, nutrieni, metale, uleiuri i pesticide); - prin msurarea fizic a condiiilor generale cum ar fi temperatura, debitul, culoarea apei etc.; - prin msurtorile biologice ale abundenei i varietii plantelor acvatice i vieii animale i a abilitii organismelor de a supravieui n mostrele de ap. Monitorizarea poate fi efectuat n: - puncte de baz staii fixe de monitorizare, care ofer rspunsuri la ntrebrile de baz i specifice (supraveghere intensiv); - puncte temporare sau sezoniere (de exemplu, pe perioada de var sau n locurile de scldat); - puncte de urgen de exemplu, dup o revrsare n punctele critice. Scopurile principale ale activitii de monitorizare sunt urmtoarele: 1. Caracterizarea apelor i identificarea schimbrilor i tendinelor n calitatea apei de-a lungul timpului. 2. Identificarea problemelor specifice, existente sau posibile, din punct de vedere al calitii apelor. 3. Obinerea de informaii necesare pentru concepia programelor de prevenire a polurii sau de intervenie n cazul polurii apelor. 4. Determinarea obiectivelor programelor care urmeaz a fi implementate i aplicate n domeniul reglementrii capacitii de poluare i controlului polurii. 5. Intervenia n caz de urgene cum ar fi revrsrile i inundaiile (viiturile). 8-5 Conceptul de administrare durabil a resurselor de ap implic, din punct de vedere informaional, n primul rnd elaborarea sistemelor de monitoring integrat pentru fiecare factor de mediu: ap, pduri, sol, aer etc. i n al doilea rnd elaborarea unui sistem de monitoring global al mediului care va cuprinde o selecie de informaii obinute pentru fiecare factor de mediu, necesare n principal pentru cunoaterea legturilor i condiionrilor dintre ele. Monitorizarea integrat a apelor trebuie s furnizeze informaii referitoare la: - precipitaii, scurgeri, resurse de ap i folosirea apei de ctre diferii utilizatori; - cantitatea i calitatea apei; - toate obiectele acvatice (ruri, lacuri, ape subterane, mri) i interaciunile dintre ele. Din punct de vedere al utilizrii informaiilor, ele trebuie s fie integrate la scar: - local obiectiv (lac de acumulare, utilizare a apei etc.); - zonal departamental; - bazinal; - naional. Scopul monitorizrii integrate a apelor este de a furniza datele i informaiile pentru: - cunoaterea strii mediului acvatic; - alocarea optim a resurselor de ap pentru diferite categorii de utilizare; - avertizarea populaiei i utilizatorilor de ap asupra apariiei fenomenelor periculoase (ploi de mare intensitate, poluri accidentale etc.); - verificarea depirii limitelor de calitate (stabilite de standarde i de autorizri) a surselor de ap i efluenilor; - determinarea tendinelor de evoluie a mediului hidric datorate impactului omului i stabilirii msurilor pentru prevenirea i corectarea tendinelor negative. 8.2.2 Prevederi legale referitoare la monitorizarea apelor La nivel european, Directiva 2000/60/CE a Parlamentului european i Consiliului Europei din 23 octombrie 2000 a stabilit un cadru pentru o politic comunitar n domeniul apei. Aceast directiv a fost modificat ulterior prin decizia nr. 2455/2002/CE a Parlamentului i Consiliului Europei din 20 noiembrie 2001. n vederea aplicrii acestei directive, statele membre trebuie s inventarieze toate bazinele hidrografice care se gsesc pe teritoriul lor i s le mpart pe districte hidrografice. Bazinele hidrografice care se gsesc pe teritoriul a cel puin dou state vor fi integrate ntr-un district internaional. Statele membre ale CE vor trebui s fac o analiz a caracteristicilor fiecrui district hidrografic, un studiu al incidenei activitii umane asupra apelor, o analiz economic a utilizrii acestora i un registru al zonelor care necesit o protecie special. n continuare, va trebui elaborat pentru fiecare district hidrografic n parte un plan de gestiune i de msuri care trebuie aplicat. Aceste msuri au ca scop: - prevenirea deteriorrii, ameliorarea i restaurarea strii maselor de ap de suprafa, atingerea unei bune stri chimice i ecologice a acestora, i reducerea polurii datorate deversrii i emisiei de substane periculoase; - protejarea, ameliorarea i restaurarea apelor subterane, prevenirea polurii i deteriorrii lor i asigurarea unui echilibru ntre captarea i nnoirea lor; - conservarea zonelor protejate. De asemenea, este prezentat o list a substanelor poluante prioritare selecionate dintre cele care constituie un risc important pentru sau prin mediul acvatic, 8-6 a msurilor de control relativ la aceste substane i a normelor de calitate aplicabile concentraiilor acestora. Directiva stabilete obiectivele politicii comunitare n domeniul apelor dup cum urmeaz: - garania aprovizionrii cu ap potabil; - garania aprovizionrii cu ap potabil sau ap care nu este destinat consumului uman pentru necesiti economice altele dect consumul uman; - protecia i pstrarea mediului acvatic; - limitarea catastrofelor naturale (secete, inundaii). Sunt definite de asemenea diferitele tipuri de poluare la care pot fi supuse apele: - poluarea care provine din surse punctuale; - poluarea care provine din surse difuze; - poluarea accidental; - acidifierea; - eutrofizarea. Directiva cadru a Consiliului Europei conine prevederi legale referitoare la calitatea, gestiunea i poluarea apelor apelor dulci de suprafa, apelor utilizate pentru scldat, apelor destinate consumului uman. De asemenea sunt prevzute reglementri referitoare la tratarea apelor urbane reziduale, poluarea datorat anumitor substane periculoase, prevenirea i reducerea integrat a polurii. Sunt stabilite exigenele minime la care trebuie s rspund calitatea apelor, i anume: - parametrii care definesc caracteristicile fizice, chimice i microbiologice; - valorile limit i valorile de referin ale acestor parametri; - frecvena de eantionare minim i de analiz; - metodele de msurare de referin comune pentru determinarea valorilor parametrice. 8.2.3 Structura i dinamica ciclului de monitorizare a apelor Procesul de monitorizare trebuie privit ca o secven de activiti interconectate dintre care cele mai importante sunt: - definirea informaiilor necesare; - elaborarea strategiei de monitorizare; - proiectarea reelei de monitorizare; - prelevarea probelor; - efectuarea analizelor de laborator; - transmiterea datelor; - analiza datelor; - raportarea datelor; - utilizarea informaiilor n administrarea integrat a apelor. Pentru definirea parametrilor care trebuie monitorizai se are n vedere cunoaterea complet i continu a strii i evoluiei mediului acvatic i a deciziilor care trebuie luate n domeniul administrrii cantitative i calitative a apelor. Deciziile se mpart n: decizii cu caracter strategic i tactic i decizii operaionale. Deciziile cu caracter strategic i tactic se refer la stabilirea direciilor de dezvoltare a administrrii apelor, de exemplu: - elaborarea planurilor de administrare a apelor; 8-7 - stabilirea i mprirea pe etape de lucru a lucrrilor de administrare a apelor care vor fi desfurate n scopul asigurrii necesarului de ap al utilitilor i de protejare a resurselor de ap mpotriva epuizrii i polurii. Deciziile operaionale luate n domeniul administrrii apelor se refer la: - alocarea optim a resurselor de ap la diferitele categorii de utilizatori; - exploatarea lucrrilor de administrare a apelor; - lupta mpotriva inundaiilor i a secetei; - protecia mpotriva polurilor accidentale; - sigurana lucrrilor hidrotehnice. Strategia de monitorizare trebuie s ia n considerare: - modalitatea de ncheiere a observaiilor i msurtorilor, de transmitere i prelucrare a datelor care pot fi obinute automat i/sau manual sau mixt; - metodele de diseminare a informaiilor care pot fi: TV, radio, reea de calculatoare, telefoane, copiatoare, radiotelefoane etc.; - etapele de luare a deciziilor n domeniul administrrii apelor. Pentru coordonarea activitii de administrare a apelor deciziile sunt luate la scar: - local (obiectiv); - zonal (departamental); - bazinal; - naional. Deciziile la scar local sunt luate pentru anumite obiective de mic importan care au un impact punctual asupra regimului resurselor de ap. Aceste decizii sunt luate la nivelul conducerii fiecrui obiectiv. Ele se refer de obicei la anumite obiective, de tipul lacurilor de acumulare, utilizatorilor de ap etc. a cror funcionare are impact asupra unor zone restrnse. Aceste decizii sunt luate la nivelul unui bazin versant. Deciziile la scar bazinal sunt luate pentru toate obiectivele importante: lacuri de acumulare, utilizatori de ap etc. a cror exploatare influeneaz regimul cantitativ i calitativ al apelor pentru ntreg bazinul versant sau pentru sub-bazine importante. Aceste decizii sunt luate la nivelul organizaiilor teritoriale. Deciziile operaionale la scar naional n domeniul administrrii apelor sunt luate pentru alocarea de ap la utilitile cele mai importante care sunt alimentate cu ap de la mai multe bazine versante, pentru utilizarea apelor rurilor care formeaz frontiera de stat a Romniei i pentru exploatarea rezervelor strategice. innd seama de tipul de decizie n domeniul administrrii apelor, sistemul de monitorizare este organizat n flux rapid sau n flux lent. Fluxul rapid se refer la datele n timp real utilizate pentru elaborarea previziunilor i luarea deciziilor operaionale iar fluxul lent are ca scop crearea bazelor naionale de date i luarea deciziilor cu caracter strategic. Proiectarea reelei de monitorizare a apelor trebuie s stabileasc punctele de msur, elementele care vor fi msurate i frecvena observrii sau/i msurrii lor. Proiectarea este bazat pe criterii specifice fiecrui parametru care trebuie monitorizat, care ine seama de: - variaia n timp i spaiu a parametrului care urmeaz a fi monitorizat; - impactul omului asupra mediului hidric; - interdependena cu ali parametri specifici ai mediului hidric i a altor factori de mediu. 8-8 Prelevarea probelor de ap se face de preferin n mod automat. De obicei, pentru majoritatea parametrilor prelevrile sunt fcute pe ambele maluri i n mijlocul cursurilor de ap. Analiza probelor se face in situ pentru parametrii care sunt mai sensibili la modificarea condiiilor de mediu: temperatura, pH, oxigen dizolvat i conductivitate. Pentru ceilali parametri, analizele sunt fcute de obicei n laborator, mai ales atunci cnd sunt necesare operaii suplimentare (distilare, mineralizare) i analiza probelor dureaz mai mult timp (fenoli, metale grele etc.). Transmiterea datelor este preferabil s se fac de manier automat pentru ca factorul de decizie s aib destul timp pentru a lua msurile de prevenire i limitare a efectelor negative ale apelor. Analiza datelor implic compararea datelor ntre staii, analiza tendinelor, elaborarea relaiilor cauz efect, de exemplu ntre calitatea apei i sursele de poluare, utilizarea terenului, datele hidrologice etc. Comunicarea datelor se face n mod specific innd seama de utilizator: autoriti, public, comunitate tiinific etc. La elaborarea sistemului de monitoring integrat al apelor trebuie s se in seama de urmtorul paradox: monitorizarea unui parametru caracteristic al apelor necesit cunoaterea variaiei n timp i spaiu, cunoatere posibil numai prin observare i msurare. 8.3. Metode de msurare a calitii apei Pornind de la complexitatea tipurilor de parametri care definesc calitatea apei, se disting dou metode de msurare: - de laborator (off-line) - automat (on-line). Metoda de determinare n laborator const n prelevarea periodic de probe de ap din sursa supravegheat i analiza lor prin mijloace chimice (reacii cu diverse soluii de reactivi); acest tip de analize se utilizeaz pentru determinarea tuturor proprietilor apei: organoleptice, bacteriologice, fizice i chimice. Modul de prelevare a probei poate fi manual (operatorul se deplaseaz pe teren) sau automat (printr-o instalaie de pompare a apei care este adus la laborator la cerere); prelevarea automat presupune o serie de amenajri tehnologice (conducte de aduciune i evacuare a apei, pomp, alimentare cu energie a acesteia). Metoda de msurare continu a parametrilor este utilizat n general pentru o parte din proprietile fizice ale apei, aplicnd principii din electro-chimie, electromagnetism, etc. n prezent exist analizoare pentru determinarea automat (on-line) a unor proprieti chimice utiliznd reactivi (substane organice, coninut de metale grele, sruri de azot etc.). 8-9 8.4. Componentele sistemelor de monitorizare a parametrilor de calitate a apei 8.4.1 Traductoare specifice i variante de msurare Conservarea proprietilor apei i meninerea calitii ei la valori optime este o faz decisiv n procesul tehnologic de alimentare cu ap; pentru a eficientiza aceast activitate este necesar informarea continu i rapid a operatorului uman (care supravegheaz procesul) asupra valorilor parametrilor mai importani care definesc calitatea apei. Pentru realizarea acestui deziderat, n instalaiile moderne de alimentare cu ap i de tratare a apei se utilizeaz msurarea on-line a acestor parametri, utiliznd traductoare specializate. Traductoarele sunt aparate de msur specifice fiecrei mrimi de msurat, care culeg informaiile direct din proces. Aceste aparate sunt amplasate pe conductele de ap, pe marginea rului, n cmp sau n cadrul amenajrilor hidroenergetice i funcioneaz pe baza unor principii bine stabilite. Funcia pe care o realizeaz este de msurare continu a parametrului controlat, convertind valoarea instantanee a acestuia n semnal unificat (4 ... 20 mA) i furniznd la ieire un semnal proporional cu valoarea msurat; acest semnal este compatibil cu alte echipamente utilizate n instalaiile de automatizare i poate fi prelucrat n funcie de necesiti (afiat, transmis la distan, nregistrat etc.). Se pot utiliza dou variante de msurare a parametrilor: - Varianta I - Utilizarea pentru fiecare parametru a cte unui aparat, amplasat pe teren. - Varianta II - Utilizarea unui echipament multiparametric de determinare a calitii apei, amplasat n incinta unei staii de avertizare. n varianta I, traductoarele utilizate sunt: turbidimetru, pH-metru, aparat pentru determinarea concentraiei de cianuri; temperatura este asociat msurtorii de pH sau O2. Aparatele utilizate, cu excepia celui pentru cianuri, pot fi alese din fabricaia curent a mai multor firme din strintate. Traductoarele sunt amplasate distribuit n cmp, adaptoarele respective furniznd la ieire un semnal de 4 ... 20 mA, care este transmis n incinta unei staii de avertizare la un concentrator de date. Toate traductoarele au posibilitatea afirii valorilor instantanee, att local ct i la un panou aflat n incint. n varianta II se utilizeaz o staie de monitorizare a apei (n acest exemplu, de tip CE 26), care reprezint un echipament compact prin intermediul cruia se pot msura urmtorii parametrii: pH, turbiditate, conductivitate, oxigen dizolvat i temperatur. Echipamentul se amplaseaz n incinta staiei de avertizare i este prevzut cu o pomp de prelevare a probei de ap din ru; n acest sens este necesar montarea unor conducte de aduciune i evacuare a apei. Proba de ap este analizat i n acelai timp sunt afiate valorile parametrilor controlai. Exist posibilitatea cuplrii echipamentului la un nivel superior, printr-un ir de cleme; pentru fiecare parametru este furnizat un semnal n gama 4 ... 20 mA. Comparnd din punct de vedere economic cele dou variante, rezult urmtoarele aspecte: - varianta I, dei este mai avantajoas din punct de vedere al preului aparatelor, este mai scump n ansamblu, deoarece trebuie s se in seama de activitatea de montaj pentru fiecare aparat n parte i pentru cablurile de alimentare cu energie electric i cablurile de semnal care trebuie amplasate n cmp, ntre aparate i 8-10 incinta staiei de avertizare; de asemenea activitatea de ntreinere este ngreunat, fiind necesar curarea fiecrui aparat n parte. - soluia oferit de varianta II este mult mai modern. Nu este necesar dect montajul conductelor de aduciune a apei din incint; curarea traductoarelor incluse n echipament se face automat, la cerere. Este limitat la minimum intervenia factorului uman, deci se reduce posibilitatea manevrrii eronate a aparatelor. n concluzie, se recomand aplicarea variantei II. 9-1 9.SISTEMELE INFORMATICE GEOGRAFICE - concepte de baz - 9.1. Introducere Sistemele Informatice Geografice (SIG, GIS) reprezint un ansamblu organizat de materiale informatice, de programe, de date geografice i persoane capabile s achiziioneze, stocheze, actualizeze, manipuleze, analizeze i s prezinte orice form de informaie referit geografic. GIS este acronimul denumirii din limba englez pentru Sistemele Informatice Geografice: - Geographic Information Systems (SUA); - Geographical Information Systems (Marea Britanie, Australia, Canada); - Geographic Information Science (academic). n spaiul francofon au fost adoptate alte denumiri relativ echivalente: - Systmes dInformations Gographiques - Systme dInformation Environnementale Rfrence Spatiale (Sistem informaional de mediu cu referin spaial) SIERS; - Systme dInformation Rfrence Spatiale (Sistem informaional cu referin spaial) SIRS; - Systme dInformation et dAide la Dcision Spatiale (Sistem informaional i de ajutor la luarea deciziilor) SIAD; - Systme de gomanagement (Sistem de management geografic); - Systme dInformation sur le Territoire (Sistemul informaional al teritoriului) SIT. Conform International GIS Dictionary (Dicionarului GIS Internaional) un Sistem Informatic Geografic (GIS) este un sistem de calcul pentru achiziia, gestionarea, integrarea, manipularea, analiza i afiarea datelor care sunt referite spaial la Pmnt. (Computer system for capturing, managing, integrating, manipulating, analysing and displaying data wich is spatially referenced to the Earth.) 9.1.1. Istoricul Sistemelor Informatice Geografice Conceptul de GIS (Geographic Information System) a aprut pentru prima dat pe continentul nord-american (Canada i Statele Unite) n urm cu mai bine de 35 de ani. Primul GIS a fost cel dezvoltat de canadieni la mijlocul anilor '60, n cadrul unei operaii de inventariere a resurselor naturale. Realizat la o scar foarte larg i cunoscnd o continu perfecionare de-a lungul anilor, Canada Geographic Information System (CGIS) se afl i astzi n funciune. Dezvoltarea sa a adus numeroase contribuii conceptuale i tehnice la evoluia general a sistemelor informatice geografice. Perioada 1960-1980 este caracterizat de cercetrile efectuate pentru realizarea unor Sisteme Informatice Geografice i definirea conceptelor lor de baz. Anul 1980 marcheaz nceputul perioadei de dezvoltare a acestora. Activitatea de cercetare dezvoltare a Sistemelor Informatice Geografice (SIG) a fost desfurat n cadrul unor firme private care au exploatat rezultatele obinute n Universiti. Primele aplicaii ale SIG, echivalentul cartografic al Sistemelor de Gestiune a Bazelor de Date SGBD, sau ale SIG ca instrumente de lucru, au aprut ntr-o pia dominat de marile administraii. Spre sfritul anilor 80 a nceput era comercializrii sistemelor informatice geografice, ca instrumente puternice de lucru. Aceast evoluie a sistemelor informatice geografice este strns legat de cea a informaticii. Maguire (1991) distinge trei perioade principale: 9-2 - sfritul anilor 1950 mijlocul anilor 1970: debutul informaticii, primele aplicaii de cartografie automat; - mijlocul anilor 1970 nceputul anilor 1980: rspndirea instrumentelor de cartografie automat/GIS n organismele de stat (armat, cadastru, servicii topografice, etc.); - ncepnd cu anii 1980: creterea pieei de software, dezvoltarea aplicaiilor pe PC, conectarea n reea (baze de date distribuite, aplicaii pe Internet). 9.1.2. Definirea informaiei geografice Coninutul unui GIS este reprezentat de informaia geografic. Aceasta este: - georeferit, ceea ce nseamn c ea are o referin spaial definit prin coordonatele X, Y i Z; - numeric; - vizualizabil, materializat prin intermediul hrii poteniale care poate fi afiat sau tiprit la cerere. Informaia geografic se refer la locuri aflate pe suprafaa pmntului, la evenimente care pot fi localizate sau la amplasamente cunoscute. Sursele de informaii geografice sunt hrile, cadastrul, fotografiile aeriene, tabelele de date statistice legate de delimitrile administrative etc.. n general, orice tip de date care poate fi asociat unui amplasament (de exemplu, adresa, codul potal, numele unui loc sau ora, coordonatele geografice) reprezint informaii geografice. Informaia geografic este important pentru diferiii actori ai societii cum ar fi oamenii politici care doresc a avea o analiz a datelor sociale referitoare la populaie, militarii care vor s-i amplaseze echipamentele specifice, distribuitorii care i calculeaz itinerarul cel mai scurt pentru livrarea mrfurilor, specialitii din domeniul proteciei mediului care doresc o inventariere a surselor de poluare sau a resurselor naturale, etc.. 9.1.3. Hrile Hrile pe hrtie reprezint suportul tradiional al informaiei geografice. Pn de curnd, hrile erau singura metod de stocare i de reprezentare a informaiilor n spaiul geografic. Cele mai comune sunt hrile topografice, al cror obiectiv principal este descrierea caracteristicilor fizice ale peisajelor: cursuri de ap, relief, drumuri, pduri i zone urbane. Alte tipuri de hri sunt necesare pentru reprezentarea informaiilor specifice referitoare la spaiul studiat, informaii care nu sunt ntotdeauna vizibile fizic: densitatea populaiei, natura solului, geologia, climatul, aria de influen a unei piee, fluxul de informaii, propagarea n spaiu a unei epidemii, etc.. Acestea sunt hri tematice. Avantajele i dezavantajele hrilor care au ca suport hrtia sunt urmtoarele: avantaje - furnizeaz o vedere sinoptic a spaiului (spaializare a fenomenelor); - relev structura spaial a fenomenelor i poziia relativ a obiectelor n spaiu (vecintate, proximitate/distan, tip de contact lateral); - subliniaz structurile spaiale lund n considerare dispunerea n spaiu a fiecrei caracteristici n comparaie cu altele; - sunt un instrument de previziune i de ajutor la luarea deciziilor (urbanism, gestiunea riscurilor). dezavantaje - realizarea hrilor este un proces lung i costisitor care ncetinete actualizarea lor; 9-3 - lizibilitatea hrilor necesit n general simplificarea informaiei originale i reprezentarea acesteia prin simboluri (de aici deriv o pierdere de informaii); - hrile sunt documente fixe: selectarea i extragerea informaiilor pe care le conin sunt operaii dificile; - analiza cantitativ este aproape imposibil att pentru efectuarea de msurtori de distane/suprafee, numrtori, etc., ct i pentru compararea hrilor prin combinarea informaiilor. 9.2. SIG Tehnologie integratoare Rspndirea informaticii, dezvoltarea tehnicilor numerice de colectare, gestionare i de diseminare a datelor, combinate cu aplicarea noilor necesiti n informaie pentru amenajarea teritoriului i protecia mediului au contribuit la dezvoltarea Sistemelor Informatice Geografice. Conceptul SIG a evoluat prin incorporarea progresiv a unui anumit numr de tehnologii ntr-un ansamblu al crui potenial este mult mai mare dect suma prilor sale: - concepia asistat de calculator (CAD); - sistemele de gestiune a bazelor de date (SGBD); - teledetecia i procesarea imaginilor; - metodele analizei spaiale i geostatistic. Sistemele Informatice Geografice au contribuit la integrarea acestor noi tehnologii i mai puin la crearea uneia noi. n general, ele furnizeaz un ansamblu de instrumente necesare att pentru achiziia, gestiunea, analiza i manipularea datelor, ct i pentru prezentarea rezultatelor sub form grafic sau de rapoarte, cu un accent deosebit pe caracteristicile eseniale ale datelor spaiale. Capacitatea de integrare, administrare i analiz a datelor spaiale pentru furnizarea de informaii sintetice asupra teritoriului, n scopul de a contribui la rezolvarea problemelor existente, este caracteristica distinctiv a sistemelor informaionale geografice. 9.2.1. Componentele unui Sistem Informatic Geografic Conform ESRI (Environmental Systems Research Institute Inc.), un Sistem Informatic Geografic integreaz cinci componente cheie, eseniale prin calitile lor pentru buna funcionare a acestuia. Aceste componente sunt urmtoarele: a. echipamentele (hardware) b. programele (software) c. datele d. utilizatorii e. metodele sau procedurile. a. Echipamentele n prezent, programele GIS pot fi folosite pe o gam larg de sisteme de calcul, de la servere centrale pn la staii de lucru individuale sau conectate n cadrul unor reele. La aceste sisteme sunt legate o serie de echipamente periferice comune pentru orice Sistem Informatic Geografic: - digitizorul, pentru convertirea datelor cartografice tiprite, n format digital: - scanner-ul, utilizat pentru importul imaginilor ce pot fi ulterior digitizate pe ecran; - modem-ul, care asigur importul automat al imaginilor satelitare sau al altor informaii i comunicarea cu alte reele; 9-4 - imprimanta sau plotter-ul, pentru prezentarea rezultatelor obinute n urma prelucrrii datelor. b. Programele Programele GIS ofer instrumente i funcii pentru stocarea, analizarea i afiarea tuturor informaiilor. Principalele componente software ale unui sistem informatic geografic sunt: - instrumentele pentru achiziia i manipularea informaiilor geografice; - sistemele de gestiune a bazelor de date; - instrumentele geografice de interogare, analiz i vizualizare; - interfaa grafic prietenoas pentru o utilizare simpl. Un Sistem Informatic Geografic poate fi dezvoltat pentru o aplicaie particular prin utilizarea unei game largi de programe care se ncadreaz ntr-una din urmtoarele categorii: - programe special proiectate pentru dezvoltarea GIS (de ex.: ARC/INFO); - programe pentru proiectare asistat de calculator (Computer Aided Mapping CAM); - programe cu obiectiv special, cum ar fi Sistemele de Gestiune a Bazelor de Date (SGBD). c. Datele Datele reprezint cea mai important component a sistemelor informatice geografice. Datele geografice i datele tabelare asociate pot proveni din sursele interne ale unei organizaii sau pot fi procurate de la un distribuitor specializat. Principalele surse de date sunt urmtoarele: informaiile topografice, reelele de calculatoare, datele tabelare, hrile n format standard, hrile digitale, codurile potale, fotografiile aeriene, sateliii, etc.. Un SIG poate integra datele spaiale cu alte resurse de date existente, adesea stocate ntr-un Sistem de Gestiune a Bazelor de Date. Integrarea datelor spaiale i a datelor atribut este o funcie cheie a unui SIG. d. Utilizatorii Deoarece un Sistem Informatic Geografic este nainte de toate un instrument, el se adreseaz unei largi categorii de utilizatori, pornind de la cei care creeaz i menin sistemele pn la persoanele care utilizeaz n activitatea lor cotidian dimensiunea geografic. Datorit implementrii tehnologiei de comunicaie prin Internet n cadrul SIG, comunitatea utilizatorilor acestor sisteme crete n fiecare zi, dar ea este stratificat pe diferite nivele. f. Metodele Aplicarea i exploatarea unui sistem informatic geografic nu se poate face fr respectarea anumitor reguli i proceduri proprii fiecrei organizaii. Modul n care sunt introduse, stocate i analizate datele n cadrul unui sistem informatic geografic trebuie s oglindeasc modul n care vor fi utilizate ulterior informaiile n cadrul unei activiti de cercetare sau n luarea unei decizii. 9-5 9.2.2. Sub-sistemele unui Sistem Informatic Geografic Un SIG este compus schematic din patru sub-sisteme principale. Acestea sunt: a. Sub-sistemul de introducere a datelor nainte de a fi utilizate n cadrul unui sistem informatic geografic, datele geografice trebuie convertite ntr-un format specific informatic. Aceast etap esenial care realizeaz transpunerea datelor de pe hrtie (preluate din hri) n calculator (date numerice) se numete digitizare. Tehnologiile GIS moderne permit automatizarea complet a acestor procese pentru proiectele importante cu ajutorul tehnologiei scanrii. Alte operaii sau proiecte mai puin importante pot fi rezolvate prin digitizare manual cu ajutorul tabletelor digitizoare. n prezent, numeroase date geografice sunt disponibile la furnizorii specializai n formate standard compatibile SIG i pot fi integrate direct ntr-un sistem informatic geografic. n concluzie, sub-sistemul de introducere a datelor permite achiziia, colectarea i transformarea datelor spaiale i tematice sub form digital. Datele introduse reprezint rezultatul unei combinaii de hri digitale, fotografii aeriene, imagini transmise la distan, rapoarte, documente de supraveghere etc.. b. Sub-sistemul de stocare i cutare a datelor Sursele de informaii (cum sunt cele descrise mai sus) pot fi de origini foarte diverse. Pentru realizarea unui anumit proiect GIS, aceste informaii trebuie transformate sau prelucrate astfel nct s fie compatibile cu sistemul respectiv (este cazul scrilor, nivelurilor de detaliere, conveniilor de reprezentare, etc.). Sistemele informatice geografice integreaz numeroase instrumente care permit manipularea tuturor datelor pentru a le face coerente i a nu pstra dect datele care sunt eseniale pentru proiect. nainte de a fi integrate n sistem, ele trebuie aduse la aceeai scar (grad de detaliere sau acuratee). Aceasta poate fi o transfomare temporar n scopul afirii sau una permanent, necesar ntr-o analiz. Dac pentru proiectele mici este suficient stocarea informaiilor geografice ca simple fiiere, atunci cnd volumul datelor crete iar numrul utilizatorilor devine semnificativ, este esenial utilizarea unui SGBD (Sistem de Gestiune a Bazelor de Date) pentru a uura stocarea, organizarea i gestiunea datelor. Un SGBD nu este altceva dect un instrument de gestiune a bazei de date. Din punct de vedere structural, exist numeroase SGBD, dar pentru sistemele informatice geografice cel mai utilizat este sistemul de gestiune a bazelor de date relaional (SGBDR). n acest caz, datele sunt reprezentate sub form de tabele care utilizeaz anumite cmpuri ca legtur. Aceast caracteristic care poate prea simplist, ofer o suplee i o flexibilitate deosebit permind sistemelor informatice geografice s se adapteze tuturor situaiilor practice. GIS pune la dispoziie att posibiliti simple de interogare de tipul "point and query" (selecteaz i ntreab), ct i instrumente sofisticate de analiz care furnizeaz managerilor i analitilor informaii utile. n concluzie, sub-sistemul de stocare i cutare a datelor organizeaz datele spaiale i datele atribut ntr-o form care permite utilizatorului s le gseasc rapid pentru a le analiza i, de asemenea, s actualizeze cu precizie i ntr-un timp foarte scurt baza de date. c. Sub-sistemul de prelucrare i analiz a datelor Acest sub-sistem permite utilizatorului s defineasc i s execute anumite proceduri spaiale i de atribuire pentru a genera informaii derivate. El este recunoscut ca fiind nucleul sistemelor informatice geografice i constituie elementul care le 9-6 deosebete de sistemele de gestiune a bazelor de date i de proiectare asistat de calculator (CAD). d. Sub-sistemul de ieire i vizualizare a datelor Pentru numeroase operaii geografice, finalitatea const n vizualizarea hrilor i graficelor, hrile reprezentnd un instrument puternic de sintez i de prezentare a informaiei. Tehnologia GIS ofer cartografiei moderne eficiena i puterea analitic a hrilor tradiionale. Prin intermediul funciei de vizualizare, GIS-ul poate fi folosit pentru a produce imagini (hri, grafice, animaii i alte produse) ce permit integrarea rapoartelor, vederilor 3D, imaginilor fotografice i tuturor elementelor multimedia. 9.3. Reprezentarea realitii ntr-un SIG 9.3.1. Simplificarea complexitii lumii reale SIG stocheaz informaiile referitoare la lumea real ca o colecie de straturi tematice (sau layer-e) care pot fi legate geografic ntre ele. Aceast abordare permite organizarea lumii reale complexe ntr-o reprezentare simpl care uureaz nelegerea relaiilor dintre obiectele geografice. Toate straturile pot fi considerate n acest caz ca variabile geografice. Dac hrile sunt nregistrate avnd un sistem referin comun, informaiile stocate n diferitele straturi pot fi comparate i analizate concomitent. Locurile sau zonele specifice pot fi separate de spaiile nconjurtoare prin decuparea tuturor straturilor proprii amplasamentului respectiv dintr-o hart mai mare. Fie c este vorba despre un loc specific sau regiunea ntreag, Sistemele Informatice Geografice ofer metodele de cutare a configuraiilor spaiale particulare. 9.3.2 Combinarea straturilor pentru obinerea unor noi informaii Pentru efectuarea analizelor nu va fi necesar utilizarea ansamblului de straturi simultan. n funcie de problemele care trebuie rezolvate, sunt suficiente numai cteva straturi pentru definirea unor relaii spaiale specifice. n plus, informaiile din dou sau mai multe straturi pot fi combinate i apoi transformate ntr-un nou strat pentru analize ulterioare. Aceast procedur care const n combinarea i transformarea informaiilor din diferite straturi este uneori numit algebr cartografic (deoarece implic adugarea i extragerea de informaii). 9.4. Domeniile de aplicare a SIG n prezent, Sistemele Informatice Geografice sunt utilizate n mai multe domenii de activitate de ctre administraiile locale i naionale, ageniile de mediu, companiile petroliere, bnci, universiti etc. Transpunerea n practic a unui SIG i importana mijloacelor utilizate (echipamente, resurse umane, date i obiective) pot varia considerabil de la o aplicaie la alta. Se disting patru domenii de aplicare, care pot fi clasificate de la cel mai simplu la cel mai complex astfel: - cartografie - gestiune - analiz - modelare. Nevoia de informaii geografice i a instrumentelor de prelucrare a lor este n cretere constant. Cu ct realizarea hrilor complexe i a prelucrrii datelor spaiale 9-7 este mai rapid, cu att existena instrumentelor capabile s furnizeze funcii eficiente pentru analiz i simulare este mai important. Un sistem informatic geografic trebuie s fie considerat ca un instrument care permite modelarea specific a lumii reale i experimentarea unor scenarii multiple de gestiune i evoluie a spaiului geografic. 9.5. Datele n Sistemele Informatice Geografice Dintr-o hart se pot desprinde dou tipuri de informaii care posed caracteristici geografice: - date spaiale: descriu att poziia absolut i relativ a caracteristicilor ct i msura i relaiile lor; - date atribut (sau date descriptive): prin intermediul legendei i al simbolurilor sunt descrise caracteristici cantitative i calitative ale obiectelor. Datele geografice definesc o anumit entitate n spaiu, prin patru elemente caracteristice: - poziie exprimat de obicei prin coordonate spaiale sau adres potal; - atribute constau n caracteristici ale entitilor geografice (denumiri, altitudini, diametre, tipuri de soluri etc.); - relaii spaiale definesc poziia relativ fa de alte entiti, caracteristic important n analize care introduce noiunea cunoscut n GIS sub numele de topologie; - timp indic momentul n care a fost culeas data. Funcionalitatea datelor n cadrul sistemului informatic geografic, datele pot avea urmtoarele funcii: - furnizarea materialelor necesare pentru modelri i analize GIS; - furnizarea cadrului geografic pentru baza de date; - asigurarea asistenei n procesul de cutare i extragere a informaiilor; - furnizarea fundalului pentru prezentarea rezultatelor. 9.5.1. Datele spaiale Dac se face abstracie de simboluri, toate caracteristicile geografice care sunt reprezentate pe o hart pot fi caracterizate printr-unul din urmtoarele tipuri de obiecte grafice: puncte, linii i suprafee (poligoane). Datele punctuale exist atunci cnd un obiect este asociat unei locaii unice n spaiu. De exemplu: amplasarea oraelor. Datele liniare exist atunci cnd locaia unui obiect este descris printr-un lan de coordonate spaiale. De exemplu: ruri, drumuri, canalizri. Datele referitoare la suprafee exist atunci cnd un obiect este descris printr-un lan nchis de coordonate spaiale. Un obiect de tip suprafa face n general referin la un poligon. De exemplu: limite administrative, zone climatice. 9.5.2. Modelul datelor spaiale n SIG Pentru transformarea numeric i stocarea datelor geografice sunt utilizate dou metode care corespund urmtoarelor tipuri de uniti spaiale de observare: - vector (sau mod obiect) descrierea geometric a obiectelor geografice se face prin intermediul coordonatelor (unitatea spaial de observare este obiectul spaial el nsui); - raster (sau mod imagine) rezult din descrierea punct cu punct a spaiului geografic (unitatea spaial de observare este pixelul imaginii). 9-8 9.5.3. Formatul vectorial al datelor Obiectele geografice sunt reprezentate cu precizie cu ajutorul vectorilor (linii orientate). Aceste linii sunt definite ca segmente liniare cu ajutorul a dou puncte. Fiecare vrf este caracterizat printr-o pereche de coordonate x i y. Exist dou structuri de date vectoriale: o structura datelor topologice; o structura datelor obinute din programele de desenare asistat de calculator. Structura topologic a datelor descrie relaiile spaiale dintre obiectele geografice. Ea se bazeaz pe teoria grafurilor din matematic. Modelul conine arce i noduri. Arcul const dintr-o serie de puncte, unite prin segmente de linie dreapt, care ncep i se termin cu un nod. Nodul este punctul de intersecie n care dou sau mai multe arce se unesc. Un poligon este compus dintr-un lan nchis de arce. Dou poligoane adiacente mpart acelai arc. Structura datelor produse de programele de desenare asistat de calculator utilizat pentru reprezentarea obiectelor geografice, const din elemente grafice definite de lanuri de puncte. Aceste elemente grafice nu implic nici o relaie. Acest model de date are o redundan considerabil deoarece segmentul care limiteaz dou poligoane este stocat n memorie de dou ori. 9.5.4. Formatul raster al datelor Modelele de date raster constau n utilizarea unei structuri de date sub form de gril, n care zona geografic este divizat n verigi (ochiuri sau pixeli), identificate prin linii i coloane. Aceast structur a datelor este denumit i urzeal (reea). Dimensiunea elementelor (verigilor) dintr-o structur de date raster este aleas pe baza preciziei datelor i a rezoluiei cerute de utilizator. Exist mai multe structuri de date raster. Structura format din verigi cel mai des utilizat este structura de matrice dispus regulat n spaiu. Fiecare celul este de aceeai form i dimensiune, forma utilizat cel mai des fiind ptratul. Rezoluia: deoarece spaiul geografic este rar constituit din forme dispuse regulat n spaiu, elementele trebuie s aib o dimensiune adecvat. Determinarea adecvat a rezoluiei pentru un strat particular de date este o problem delicat. O dimensiune prea mare poate antrena generalizarea excesiv a datelor. n schimb, o dimensiune prea mic a celulei poate mri extraordinar de mult volumul datelor i prelungi timpul de prelucrare. 9.5.5. Datele atribut Pentru stocarea i meninerea datelor atribut n SIG se utilizeaz modele de date distincte. Aceste modele pot fi specifice Sistemelor Informatice Geografice sau programelor externe de gestiune a bazelor de date (SGBD). Modelele cele mai comune sunt urmtoarele: 1. Modelul ierarhic Bazele de date ierarhizate organizeaz datele stabile ntr-o structur arborescent. SGBD ierarhizat este adecvat pentru seturile de date care sunt evidente sau care se obin uor i n care relaiile primare dintre date se schimb rar sau deloc. 2. Modelul reea Acest model organizeaz datele ntr-o reea. Orice coloan din aceast structur poate fi legat la o alta. Modelul permite o reprezentare mai realist a fenomenelor geografice, dar orice reorganizare a datelor implic reconstruirea complet a modelului. 3. Modelul relaional Acest model este cel mai des utilizat pentru gestionarea atributelor datelor geografice. Utilizarea modelelor relaionale este avantajoas datorit: 9-9 - simplitii n organizarea i modelarea datelor; - flexibilitii datele pot fi manipulate simplu prin intermediul unor tabele de legtur; - eficienei stocrii prin concepia adecvat a tabelelor de date, datele inutile pot fi minimizate; - naturii ne-procedurale interogrile unei baze de date relaionale nu sunt dependente de organizarea intern a datelor. 9.6. Strategia implementrii SIG Sistemele Informatice Geografice reprezint sisteme complexe care pot revoluiona modul n care organizaiile i gestioneaz informaiile i aplicaiile. Strategia de implementare a unui SIG trebuie s aib n vedere urmtoarele cinci probleme: 1. Alegerea echipamentelor La implementarea unui SIG, tipul echipamentelor, numrul de terminale, necesitatea conectrii n reea, scanarea i tiprirea trebuie considerate ca un singur element. Alegerea lor va depinde de bugetul disponibil, de numrul i amplasarea utilizatorilor poteniali i de tipul sistemului informatic geografic care va fi instalat. 2. Alegerea programelor Sistemul de operare necesar, sistemul de gestiune a bazelor de date, pachetul de programe SIG i alte programe conexe trebuie s fie alese adecvat n funcie de modul de organizare, necesitile, numrul i tipul utilizatorilor, tipul aplicaiilor implicate i de bugetul aflat la dispoziie. Aplicarea unui SIG poate fi fcut pe un sistem de calcul pentru utilizarea individual sau pe posturi de lucru conectate n reea, pentru utilizarea n cadrul unei organizaii ntregi. n primul rnd, este important gradul ridicat de flexibilitate n aplicare oferit de un SIG. n al doilea rnd, cu ct programul este mai simplu i are o interfa mai prietenoas, cu att poate fi pus n aplicare mai rapid. 3. Integrarea datelor Precizia, sursele, proprietatea, drepturile de autor, secretul, securitatea, normele i formatul datelor sunt probleme importante care trebuie rezolvate. Tehnologiile SIG permit integrarea datelor eterogene. Cea mai mare atenie trebuie acordat achiziiei i introducerii datelor, n scopul meninerii unui ansamblu de date exacte i fiabile. Acest lucru este de o importan deosebit, deoarece achiziia i conversia datelor reprezint n general partea cea mai costisitoare a implementrii unui SIG. 4. Aplicarea tehnologiei SIG Este important s se aprecieze dac tehnologia SIG este cea mai adecvat pentru o aplicaie particular. Nu orice tip de aplicaie poate beneficia de funcionalitile unui SIG. Aplicaiile care recurg la analiza spaial necesit acces frecvent la date i implic actualizri constante. Ele satisfac exigenele unui anumit numr de utilizatori i trebuie s automatizeze pe ct este posibil sarcinile repetitive. n schimb, o aplicaie care este destinat unui numr limitat de persoane implic o utilizare redus i aplicabilitatea sa pentru un numr mai mare este mai puin sigur. 5. Organizarea Aplicarea unui SIG necesit cooperarea n interiorul unei organizaii. Instalarea unui SIG implic cooperarea i partajarea informaiilor ntre departamente care nainte nu aveau nici o legtur. Utilizarea unui SIG ntr-o organizaie depinde de sensibilizarea, participarea i formarea personalului. 9-10 9.7. Sistemul Informatic Geografic Sursa principal de date pentru Sistemul Informaional al Mediului Datorit dezvoltrii noilor tehnologii (satelii i sisteme de calcul evoluate), sistemele informatice geografice care erau asimilate la nceput cu un mijloc de reprezentare a datelor pe o simpl hart geografic, devin din ce n ce mai mult un instrument important de luare a deciziilor, un instrument de anvergur extins la domenii conexe gestiunii globale a dezvoltrii. 9.7.1. Definirea SIG ca surs de informaii Un Sistem Informaional (Informatic) Geografic este un sistem care permite gestionarea informaiei geografice. De-a lungul timpului, sistemele informatice geografice au fcut obiectul mai multor definiii, dintre care urmtoarele dou reflect cel mai bine rolul pe care aceste sisteme l au n cadrul sistemului informaional al mediului: Sistemul Informatic Geografic este un sistem de gestiune a bazelor de date pentru achiziia, stocarea, extragerea, interogarea, analiza i afiarea datelor localizate (Pornon H., 1992). Aceast definiie este orientat ctre necesitile utilizatorilor, prezentnd SIG ca un instrument de gestiune. Un SIG este un ansamblu de date reperate n spaiu, structurate astfel nct s permit extragerea de sinteze utile deciziei (Didier M., 1990). Aceast definiie este orientat ctre necesitile factorilor de decizie, prezentnd SIG ca un instrument de decizie. n concluzie, se poate spune c un SIG este un sistem informatizat (echipamente i programe) capabil s gestioneze, analizeze i reprezinte datele geografice pentru a ajuta la nelegerea fenomenelor de amenajare i planificare. Scopul final al unui SIG este furnizarea unei baze de luare a deciziilor n domenii ca: - cercetarea petrolier - de exemplu, pentru elaborarea hrii potenialului de minereu n scopul stabilirii prioritilor de explorare; - geologie de exemplu, pentru evaluarea efectelor drenajelor acide n scopul determinrii celei mai eficiente modaliti de intervenie; - socio-economie de exemplu, pentru stabilirea impactului conflictelor pastorale asupra degradrii covorului vegetal, migrrii n funcie de practicile culturale i mediului de destinaie; - forestier de exemplu, pentru analiza i urmrirea biodiversitii; - pescuit de exemplu, pentru evaluarea resurselor i urmrirea migraiilor; - protecia naturii de exemplu, pentru msurarea degradrii ecosistemelor i evaluarea riscurilor viitoare datorate polurilor. Abordnd toate sectoarele de activitate, utilizarea SIG a depit funcia sa iniial. n prezent, aceast utilizare se extinde ctre analiza economic i de mediu; ea furnizeaz elemente de simulare care permit statisticienilor s influeneze deciziile viitoare prin prezentarea rezultatelor simulrii. Ctre mijlocul anilor 90, calificarea informaiilor colectate a lrgit cmpul acestor definiii pentru a se putea ine seama de: - diferitele tipuri i forme de informaii pe care sateliii sunt capabile s le furnizeze sub o form adaptat combinrii i analizei statistice; - eliminarea compartimentrilor informaiei de decizie n ceea ce privete pregtirea, punerea n aplicare i evaluarea programelor de dezvoltare, n acest caz fiind vorba despre meta-date. Noiunea de geografie a evoluat i ea, lrgindu-se i diversificndu-se ctre noi concepte ca: 9-11 - geomatica - tiina global care studiaz relaiile dintre fenomenele geografice, economice, socio-economice i umane (geomarketing, geosociologie, geoplanificare etc.); - geocodificarea - care permite afiarea sub form de puncte i pe o hart, a datelor tabelare care conin adrese. Una dintre direciile de studiu ale geomaticii, important pentru statisticieni, este bioeconomia care se bazeaz pe conceptele i analizele referitoare la meta-date. Bioeconomia este axat pe studii i analize economice care utilizeaz combinarea multidimensional a variabilelor economice i de mediu, cu scopul final de a integra diferiii parametri de mediu n analiza economic clasic. Ca orice tiin, economia este pus n aplicare pornind de la ipoteze care uneori sunt neglijate din cauza concentrrii asupra rezultatelor teoriilor elaborate pe baza ipotezelor convenionale. Bioeconomia operaional utilizeaz aceste ipoteze modificnd condiiile validitii lor i transformndu-le n cazuri de aplicare particular a unui model mult mai complex. Luarea n considerare a parametrilor de mediu, a cror manifestare nu trebuie cercetat, determin relativitatea teoriilor economice i utilizarea instrumentelor derivate. Lrgirea bazei de construire a conceptelor i a domeniilor de aplicare a economiei clasice, a oferit noi posibiliti de utilizare a sistemelor informatice geografice de ctre statisticieni. Sistemele informaionale geografice au devenit astfel instrumente de dezvoltare economic, cu efecte revoluionare. n acest context, un sistem informatic geografic poate fi definit ca un instrument economic de luare a deciziilor din perspectiva durabilitii care integreaz sistematic funciile de mediu i impactul lor asupra dezvoltrii economice, sociale i culturale. Deoarece dimensiunea mediului este intrinsec variabilelor geografice, SIG devine un element de structur fundamental n crearea i gestionarea bazelor de date geoeconomice. El este un puternic instrument de analiz i de dezvoltare economic durabil. Eficiena unui Sistem Informatic Geografic depinde n mare msur de cantitatea i calitatea informaiilor de baz incluse n bazele de date. 9.7.2. Funciile SIG Structura funcional SIG poate fi descompus schematic n cinci mari funcii de baz: A. Funcia de organizare n materie de prelucrare a informaiei, datele pot fi organizate n mai multe moduri n funcie de tipul, natura, cmpul de validare, reperul ales pentru caracterizarea lor, mrimea, structura i suportul lor. Din acest motiv exist mai multe scheme de organizare a datelor, numite modele de date. Pentru un SIG, principala caracteristic de organizare a datelor este localizarea geografic, adic reperarea i reprezentarea geocodificat. Pentru statistician, acest model de date nu este direct exploatabil pe plan statistic i economic fr ca un alt model de date s furnizeze elementele i parametrii de nsoire sau de cuplare necesari definirii lor statistice sau economice. Modelele de date statistice sau ne-geografice, pe care statisticianul le aplic pe modelul de date intern al SIG, sunt numite modele de date catalizatoare. Ele permit legarea la baza de date geofizice a SIG a altor baze de date externe (date economice, sociale, sectoriale, demografice, industriale, miniere etc.) pentru construirea temelor i proiectelor statistice. Relaiile dintre variabilele economice i sociale pot fi combinate cu variabile de mediu pentru a nelege mai bine att impactul politicilor de mediu asupra mediului ct 9-12 i modul n care starea resurselor naturale poate influena eficiena i costurile pe termen lung ale modelului de dezvoltare ales. Acesta reprezint unul dintre aspectele acoperite de bioeconomie i biostatistica operaional. Funcia de organizare a datelor este efectuat de un modul de baz (sub-sistem) numit gestionar principal care acioneaz ca un supervizor i de un organizator al operaiilor SIG. Acesta realizeaz urmtoarele sub-funcii: - gestiunea spaiului de lucru i de memorare; - meninerea bazei i a modulelor de date; - manipularea datelor satelitare; - generarea acoperirilor (ansamblu de date cu referin spaial i de date descriptive administrat sub form de bloc notes n care fiecare pagin corespunde unui fiier care poate fi o tem, o clasificare de date, etc.); - gestiunea acoperirilor n baza de date; - conversia datelor n diferite formate; - manipularea datelor descriptive ale modulelor de date; - gestiunea erorilor; - controlul prelucrrii i editrii de ctre un alt modul specific. B. Funcia de vizualizare Posibilitile grafice ale calculatoarelor sunt exploatate de SIG pentru restituirea informaiilor n imagini i forme. Se vorbete despre vizualizare. Instrumentele cele mai utilizate sunt ecranele calculatoarelor, imprimantele grafice i plotterele grafice. C. Funcia de interogare spaial Vizualizarea nu este suficient pentru a rspunde la ntrebrile specifice referitoare la date i nici la obinerea rezultatelor cutate de statisticieni. De exemplu, cunoaterea numrului de fete care au terminat coala primar n regiunea X trebuie s fie rezultatul combinrii temelor sectoriale, dac informaia nu este disponibil direct. SIG poate ajuta la construirea combinaiei suprapunnd temele i determinnd rezultatele prin executarea algoritmului definit de ctre statistician (funcia de programare, interogarea bazei de date relaionale). Funcia de interogare sau de filtrare general (pentru gsirea condiiilor satisfctoare la unul sau mai multe criterii de filtrare) este o activitate complementar vizualizrii datelor. D. Funcia de combinare Funcia de interogare este dependent de funcia de combinare. Capacitatea SIG de a amesteca mai multe fiiere din diferite surse, a le afia i a le manipula, permite o mai bun nelegere i o mai bun interpretare a fenomenelor spaiale (adic localizate sau geocodificate). De exemplu, se poate combina o hart a unui lac extras dintr-o digitizare a unei hri topografice, care indic elementele de drenare a apelor, la o alt hart radiometric furnizat de imaginile aeriene. Harta radiometric poate conine o multitudine de culori n timp ce imaginea lacului nu poate conine dect dou. n acest caz, pentru a rezulta o hart algebric, vor fi combinate cele dou hri cu ajutorul unei formule algebrice. E. Funcia de analiz SIG autorizeaz realizarea calculelor, schimbrile, distrugerea punctelor, liniilor, textelor, caracterelor aa cum ar face orice program de calcul sau de prelucrare a textelor. Funciile elementare de transformare a scrii, de schimbare a proieciei, de suprapunere a poligoanelor, de jonciune i ajustare a hrilor adiacente, de calcul i editare (tiere, lipire), de nregistrare i cercetare, de salvare, sunt disponibile n cadrul SIG. n general, fiind realizate n modul vizualizare, analizele pot fi conduse de msurri, calcule statistice, modele de ncadrare de valori i alte operaii. De exemplu, o analiz a zonelor poate conduce la elaborarea unei histograme. De asemenea, se vor putea face comparaii ale mediilor i tipurilor de abateri dintre dou msurtori. 9-13 9.8. Implementarea unui SIG innd seama de costul sistemelor informatice geografice generale, este indispensabil s se treac la o analiz organic i funcional a fezabilitii unui astfel de proiect. Procesul de decizie este asimilabil cu cel de elaborare i punere n aplicare a proiectului. Pentru implementarea unui SIG, trebuie s se in seama obligatoriu de urmtorii apte parametri: - alegerea echipamentelor; - alegerea programelor; - necesitile personalului; - planificarea i gestiunea proiectelor SIG; - infrastructura staiilor de lucru i dependinelor; - formarea utilizatorilor; - mentenana materialului i a programelor. Specialitii din domeniu aplic o procedur numit S10 for GIS (10 pai pentru implementarea unui SIG). 10-1 10. ETAPE DE LUCRU N UTILIZAREA GIS Cel mai eficient mod de a utiliza resursele unui GIS const n parcurgerea urmtoarelor etape pentru fiecare situaie concret: - definirea problemei - achiziionarea datelor necesare - prelucrarea datelor i exploatarea tuturor informaiilor conexe - elaborarea rapoartelor i scenariilor spaiale - interpretarea rezultatelor i propunerea deciziilor optime. 1. Etapa de definire a problemei a) Care este natura problemei care urmeaz a fi rezolvat? Rspunsul trebuie s precizeze natura rezultatelor care sunt cutate, caracteristicile generale i locale ale arealului care urmeaz a fi analizat, locul problemei n viziunea destinatarului aplicaiei. b) Ce fel de date sunt necesare pentru a analiza i rezolva problema? Rspunsul trebuie s precizeze natura datelor necesare i tipurile de layere tematice care vor fi necesare n vederea rezolvrii problemei. c) Ce informaii trebuie incluse n harta digital i n raportul final? n mod obligatoriu, harta final trebuie s prezinte o soluie clar de rezolvare a problemei. n aceast etap trebuie concepute cile care trebuie parcurse pentru ca harta final i raportul s conin informaiile solicitate i s fie utilizabile. Se va avea n vedere faptul c beneficiarii proiectului GIS s-ar putea s nu fie familiarizai cu utilizarea materialelor cartografice, a rapoartelor GIS sau a altor rezultate digitale. De aceea informaiile oferite trebuie s fie ct mai simple i ct mai clare. 2. Etapa de achiziionare a datelor d) Unde sunt i care sunt informaiile primare necesare pentru a ajunge la rezultatul dorit? n acest caz trebuie s intervin experiena membrilor echipei pentru a identifica i localiza sursa de informaii primare i pentru a seleciona doar informaiile ntr-adevr utile pentru realizarea proiectului. Aceste informaii vor servi la construirea bazei de date. Uneori se solicit layere tematice pentru care nu exist informaii n baza de date. Aceast situaie este ea nsi o problem de rezolvat prin intermediul facilitilor pe care le ofer un GIS. De exemplu, se presupune c trebuie rezolvat o problem n care localizarea unei specii de plante aflat pe cale de dispariie este necesar pentru a ajunge la soluia problemei. Deoarece n baza de date nu exist informaii privind localizarea acestei specii de plante se vor lua n considerare factorii care favorizeaz apariia i dezvoltarea acestei plante (planta, expoziia, tipul de sol etc.) i din combinarea acestora asistat de GIS se va obine layer-ul dorit. e) Ce fel de hri intermediare vor fi necesare pe parcursul realizrii proiectului? O hart intermediar conine date necesare analizei dar care nu sunt accesibile ca layere n baza de date. Harta intermediar poate s fie construit dintr-un singur layer 10-2 sau poate fi creat prin combinarea mai multor layere. De asemenea, o hart intermediar se poate obine prin filtrarea informaiilor unei hri preexistente. 3. Etapa de prelucrare a datelor f) Ce proceduri se vor utiliza pentru a crea layere tematice i hri intermediare? Sistemele Informatice Geografice dispun de multiple proceduri de ndeplinire a acestor cerine: - generarea atributelor noi prin procedee de interogare a bazei de date; - operaii spaiale singulare (interpolare, spaializare, analize de vecintate, analize de reea, analize de densitate etc.); - operaii spaiale multiple (ovelay vectorial, overlay matricial, overlay multicriterial, agregarea layer-elor etc.). g) Ce proceduri se vor utiliza pentru a elabora hri finale? n general se utilizeaz aceleai proceduri ca i n cazul precedent, dar se impune ca, pornind de la aceast subetap, s se revin asupra etapelor precedente pentru a observa ce efect spaial vor avea modificarea sensibil a datelor sau a procedurilor de analiz. Prin aceasta se verific corectitudinea cilor parcurse i se corecteaz la timp eventualele erori tehnice. 4. Etapa de elaborare a rapoartelor i a scenariilor spaiale h) Ce proceduri se vor utiliza pentru a elabora rapoartele finale i scenariile spaiale? Rezultatele finale pot fi prezentate sub forma rapoartelor statistice, tabelare, grafice, cartografice etc. n acest sens se vor utiliza procedurile de afiare, selecionare, redare i listare profesionale cu care este nzestrat sistemul sau va fi necesar de a utiliza un soft specializat. n vederea elaborrii scenariilor spaiale (dac acestea sunt necesare) se va recurge fie la proceduri de influenare a variabilitii datelor brute fie la proceduri de modelare matematic. n acest ultim caz calitatea i potenialul limbajului propriu de programare a sistemului sunt deosebit de importante. 5. Etapa de interpretare a rezultatelor i de propunere a deciziilor optime i) Cum se interpreteaz rezultatele i cum se identific deciziile optime? Presupunnd faptul c exist erori tehnice, o prim msur de luat dup ncheierea celor patru etape precedente const n verificarea rezultatelor. De aceea, se vor elabora chei de verificare, procedeu care este n cea mai mare parte legat de natura aplicaiei. Specialistul din domeniul aplicaiei trebuie s decid dac rezultatele sunt sau nu acceptabile. Eficiena deciziilor care urmeaz a fi luate poate fi verificat nainte de aplicare cu ajutorul funciilor de modelare i analiz aplicate modelului spaial. Pentru a identifica soluia optim dintre mai multe variante posibile, de regul, se evalueaz costurile materializrii fiecreia dintre variante i consecinele care vor surveni. Astfel, proiectul GIS se constituie ca baza unui studiu mai larg de fezabilitate. n practica utilizrii GIS rareori aceste etape de lucru sunt liniare. Pentru a obine un rezultat ct mai bun, pe parcursul elaborrii proiectului, utilizatorul va reveni pentru a revizui, chiar i de mai multe ori etapele parcurse. Unele situaii vor cere redefinirea problemei, altele vor impune achiziionarea unui surplus de date sau diversificarea tehnicilor de prelucrare etc. 10-3 Procesul de elaborare a unei aplicaii GIS impune, n mod firesc, un numr de feed-back-uri care solicit ca utilizatorul s gndeasc nainte dar s se i raporteze la etapele deja parcurse. Harta sau raportul poate constitui un final al proiectului GIS. Analiza spaial trebuie s conduc la la mai multe scenarii spaiale posibile din care se va seleciona i argumenta varianta optim. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 1/16 STUDIU DE CAZ Cercetari comparative a metodelor experimentale si de cercetare privind dispersia noxelor Autor: Bisorca Daniel Universitatea: Universitatea Politehnica din Timisoara 1. APLICATIE LA MEZOSCALA MUNICIPIULUI TIMISOARA 1.1 Prezentare generala Timisoara are o suprafata de 135 km2 si este populata de circa 350 000 locuitori. Situata la intersectia paralelei 45 latitudine nordica si a meridianului 21 longitudine estica, in plina campie banateana, Timisoara reprezinta cel mai important asezamant de cultura si industrial din vestul tarii, beneficiind de o clima continental temperata, dar cu tot mai multe tendinte de seceta si alte disfunctii climatice. Filele de istorie scrise la Timisoara, pe durata celor peste 700 de ani de atestare, s-au evidentiat printr-o serie de primordialitati, incepand cu tramvaiele trase de cai, una dintre primele centrale termice ale Europei, iluminatul stradal, turbina cu abur, interconectarea centralei termice la sistemul national de electricitate, etc. 1.2 Date meteorologice Pentru achizitionarea datelor meteo necesare simularilor numerice s-a folosit atat statia meteo prezentata in figura 1 instalata la Facultatea de Hidrotehnica de la Padurea Verde de tip CR-10 fabricata in Marea Britanie si care achizitioneaza date despre: - temperatura mediului - viteza vantului - directia vantului - presiunea atmosferica - precipitatii - umiditate - intensitatea luminoasa. Cat si o statie meteo mobila care a fost amplasata in locatile unde au fost intreprinse si masuratori experimentale, statia a fost achizitionata si cu cofinantare din prezentul grant. Statia CR-10 se conecteaza la un PC gazda prin intermediul unui cablu serial RS-232, pe portul COM1. Pe COM2 s-a conectat un modem USR Courier de linie inchiriata pentru comunicare cu sediul central Figura 1: Statia meteo CR 10 instalata la Padurea Verde. Program de achizitie Programul Access este un program pe 32 de biti care poate rula sub Windows 95 si Windows NT 3.5+, astfel ca programul Access in sine are o scalabilitate medie. Access 95 este o aplicatie bazata pe fire (threaded), in timp ce Jet Access 3.0 este bazat pe fire multiple; de aceea, Access poate beneficia de capacitatile de multiprocesare simetrica (SMP) oferite de sistemul Windows NT, care ruleaza pe statii de lucru cu mai multe tipuri de procesoare. Windows NT ruleaza pe Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 2/16 calculatoarele PC bazate pe procesoare Intel si pe sistemele RISC, cum sunt serverele DEC Alpha si platformele IBM PowerPC, dar este necesara o versiune Access 95 compilata pentru tipul de procesor RISC utilizat. Prelucrarea datelor meteo Prelucrarea datelor meteorologice s-a facut cu ajutorul softului WRPLOT View Version 3.5 produs de Lakes Environmental Software. WRPLOT View este un program pentru sistemul de operare Windows, program care genereaza roza vantului, si statisticile privind directia, intensitatea si clasa de stabilitate pentru datele meteo introduse. Programul sorteaza datele in functie de directia vantului in 16 sectoare fiecare avand 22.5 grade si in functie de intensitate in 6 clase de viteza. Figura 2 prezinta roza vantului respectiv distributia vitezelor pentru un set de date din intervalul 01.02.2003 - 01.10.2003, date achizitionate de statia meteo de la Padurea Verde. Figura 2: Roza vantului 1.3 Inventarul surselor poluatoare si banca de date Sub aceasta denumire generica de inventar al emisiilor se intelege un ansamblu de operatii de mare importanta, de mare anvergura si totodata de mare dificultate. Inventarierea emisiilor prin colectarea tuturor informatiilor utile despre sursele de poluare, pe primul loc situandu-se ratele de emitere si constituirea unei banci de date avand acest profil. Pot fi realizate inventare la scara unei intreprinderi industriale, la scara unui oras sau la scara nationala. Informatiile astfel obtinute se folosesc in modelarea dispersiei poluantilor, dar si in scopul verificarii eficacitatii echipamentelor de retinere si neutralizare Ia sursa a substantelor poluante. Clasificarea care urmeaza este necesara inventarierii prin faptul ca fisierul de date de inventar este structurat dupa categoriile de mai jos. O prima categorie o constituie sursele stationare de combustie. Se au in vedere instalatiile in care se ard combustibili, fie pentru incalzire, fie in legatura cu unele procese industriale. Un loc important in aceasta categorie il ocupa centralele termoelectrice (CET). Cosurile CET, cele mai inalte dintre cosurile industriale, ating deseori 250 300 m. Ele emit in principal: bioxid de sulf datorita sulfului prezent in combustibili; oxizi de azot (NOx), dintre care, dupa unele aprecieri, circa 60 % reprezinta bioxid de azot (oxizi care apar prin combinarea azotului cu oxigenul din aer la temperaturile ridicate ale proceselor de ardere); funingine si cenusa. Fisierul se organizeaza dupa categoriile de surse enumerate mai sus. De exemplu, pentru acele surse din categoriile surse de combustie si procese industriale care pot fi considerate surse punctiforme se stocheaza urmatoarele informatii (fiecarui tip de informatie fiindu-i rezervate 80 de locatii): 1) Localizarea instalatiei. Generalitati; 2) Parametrii cosului; 3) Echipamente de retinere (control); 4) Orarul de functionare a sursei si informatii despre emisii; 5) Date referitoare la autorizatia de functionare; 6) Informatii privitoare la combustibili, procese tehnologice. Referitor la localizarea sursei punctiforme se pune in primul rand problema coordonatelor acesteia si este de preferat sa se evite localizarea sursei fata de un reper local oarecare chiar si atunci cand inventarul se face la scara unei zone restranse, deoarece o astfel de reperare ar necesita Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 3/16 recalcularea coordonatelor atunci cand se pune problema reunirii a doua sau mai multe astfel de zone in scopul de pilda, al modelarii dispersiei poluantilor la o scara superioara. Inventarul surselor stationare Regia CALOR acopera trei sferturi din necesarul de energie termica a orasului, furnizand populatiei, in proportie de 85 %, necesarul de energie termica sub forma de apa calda de incalzire si menajera, restul de 15 % fiind distribuit agentilor industriali locali. Cantitatea anuala de energie termica generata (de 1 500 000 Gcal) se livreaza prin intermediul a 16 centrale termice proprii functionand pe combustibil gazos si prin intermediul a 116 puncte termice, alimentate cu agent primar de la SC Termoelectrica Timisoara, care este si proprietarul de drept a retelelei de transport a agentului primar in proportie de 85 %. Retelele termice secundare ce insumeaza 4 fire si insumeaza 325 km apartin SC CALOR. Tabelul 1 prezinta datele legate de sursele de poluare. Se observa ca sunt cuprinse date legate de nivelul emisiilor, caracteristicile lor termodinamice si inaltimea respectiv locul de emitere (relativ la centrul orasului plasat la Catedrala metropolitana). Tabelul.1 Centralele termice ale SC CALOR Timisoara Centrala Termica X(m) Y(m) H(m) Dim COS(mm) Wg(m/s) Tcos(oC) Lamda Conc CO g/s 1 Giurgiu -127 -1267 12 890x620 1.127 128 1.11 0.0162022 Vcrescu -1094 -1185 16 800x500 11.045 118 3 0.06943 Siret 557 -912 16 750 11.42 112 3 0.0630034 Diana 1049 -863 18 500 3.91 112 3 0.0246215 Diana2A 1050 -864 18 500 10.031 112 3 0.0246216 Corbului -127 -1264 14 900x700 2.23 118 3 0.0140377 Dragalina -1273 -554 16 1000x1600 1.48 118 3 0.028668 Buzia 2705 -2437 25 1000 10.1 132 3 0.099149 Vulturi -1538 -2060 16 800 7.98 118 3 0.05015510 Plevna -423 -606 16 700x500 8.8 102 3 0.0311311 Pltini 195 -1129 12 1700x1000 4.817 112 3 0.106412 Porumbescu -163 -1406 12 800x500 0.75 112 1.1 0.010913 IMT 2748 2622 24 800 7.21 112 3 0.0453514 Rusu irianu -719 -1889 14 800x500 6.165 111 3 0.0296615 Dunrea -2226 137 22 800 9.71 99.7 3 0.0610416 LIC 1 -997 -1060 14 1700x1500 2.21 112 3 0.055576 Tabelul 2 prezinta inventarul surselor de poluare ale principalelor firme din Timisoara. Se observa ca sunt cuprinse date legate de nivelul emisiilor, caracteristicile lor termodinamice si inaltimea respectiv locul de emitere (relativ la centrul orasului plasat la Catedrala metropolitana). Tabelul 2 Principalele surse industriale Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 4/16 Inventarul surselor mobile A doua categorie cuprinde sursele mobile, in primul rand vehicule rutiere, apoi aviatie, transporturile feroviare, transporturile maritime si fluviale. Transportului auto i se datoresc importante emisii de oxid de carbon (CO), oxizi de azot si hidrocarburi. Se apreciaza ca circa 80 % din CO din atmosfera marilor orase este imputabil emisiilor vehiculelor rutiere. In Japonia de exemplu, 97 % din CO prezent in atmosfera aglomerarilor urbane provine de la transportul auto, in timp ce la Paris proportia este apreciata la 60 pana la 70 %. Din analiza de trafic realizata la nivelul mmunicipiului Timisoara rezulta ca pe reteaua semnificativa a orasului se fac zilnic (in intervalul orar 6.00 22.00) un numar de 300.165 deplasari din care cca.80% reprezinta traficul vehiculelor de calatori iar 20% cele de marfa. Din totalul deplasarilor traficul interior are ponderea cea mai mare cu 77% , cel de penetratie reprezinta 19 % iar tranzitul 4%. Lungimea medie a unei deplasari este de 4,15 km cu o viteza medie de 34,28km/h. Pentru aceste deplasari se consuma zilnic cca. 140 tone de carburant. Inventarierea surselor poluatoare (autovehiculelor) s-a facut in principalele intersectii din oras. Din grafice rezulta numarul total de autovehicule ce au strabatut intersectia precum si compozitia traficului. In figura 3 se prezinta detaliat impactul principalelor tipuri de surse poluatoare la totalul emisiilor de monoxid de carbon la sfarsitul anului 2003 in Timisoara. Figura 3: Contributia principalelor sectoare poluatoare din Timisoara a la emisia anuala CO 1.4 Moderalea si simularea numerica Descrierea programului ISC4 Programul ISC4 este cel mai raspandit program de evaluare a dispersiilor, deci de determinare a imisiilor. Programul este atestat international, dovada ca una dintre cele mai renumite agentii de protectie a mediului (EPA din SUA) le foloseste pentru protocoalele sale de analiza a dispersiilor, a depunerilor solide sau umede, chiar si in conditii de teren complex (de ex. cand receptorul este la cota superioara emitentului si invers). ISC4 este o versiune imbunatatita si cea mai recenta a variantei ISC3 (Industrial Sources Complex), care a cunoscut pana in prezent mai multe versiuni. Modelele au fost evolutive, in sensul imbunatatirii interferentei cu utilizatorul (experimentat sau nu) si usurintei de intocmire a fisierelor de intrare referitoare la localizarea spatiala, cantitativa si calitativa a surselor si la datele meteorologice. Cerintele legate de unitatea de calcul nu sunt deosebite. Pentru aplicatii demonstrative sau cu un numar rezonabil de surse conditiile oferite de calculatoarele IBM-PC cu compilator FORTRAN si min. 640 kRAM sunt suficiente. Ipotezele simplificatoare adoptate se refera la urmatoarele aspecte (limitari): Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 5/16 sursa emitenta isi pastreaza puterea de emisie considerata infinita, nu au loc reactii chimice, emisia este o functie ce admite pe durata analizata o solutie stabila: Q t/ = 0; gradientul de vant si cel de temperatura in stratul unde are loc amestecul penei cu atmosfera libera sunt respectiv constanti; distributiile pe directia verticala si transversal pe directia vantului sunt de tip gaussian, marginile penei fiind atinse in momentul in care distributia coboara sub 10 % din valoarea de pe axa principala de inaintare; cele mai bune rezultate se obtin pentru analize legate de terenuri plane, pe distante de max. pana la 100 km, dupa unii autori chiar si 200 km. Existenta unor piedici topografice naturale sau arhitecturale, prezenta unor zone cu apa intinse in vecinatate afecteaza veridicitatea si performantele rezultatelor; clasele de stabilitate se refera la conditii stabile, instabile si neutre, precum si la combinatii la limita ale acestora. Programele ofera raspunsuri la analizele de impact cele mai diverse, pentru orice emitent (stationar, mobil), la orice inaltime (de receptie), indiferent de provenienta sau numar (industrie, instalatii de ardere, instalatii de ventilare, intersectii, parcari, garaje si tuneluri, etc.), de marime, de amplasare (urbana sau rurala), etc. Se determina poluarea locala sau la distanta, dupa caz si poluarea transfrontiera, in directa dependenta cu densitatea de probabilitate la intervalul ales. Se pot analiza dispersii de substante mai usoare sau mai grele decat aerul (de ex. gaze tipice de ardere, particule de zgura din halde, substante solide cancerigene, etc.), se pot simula situatii critice de incendii, spargeri de conducte de combustibil si apoi aprinderea volatilelor, etc. Prin optiunile pe care le ofera programele se pot calcula medii la 30 minute, zilnice, anuale, sau pe un interval definit de timp. Cu cat datele de intrare sunt mai reprezentative si mai aproape de adevar, cu atat concluziile sunt mai veridice. ISCView4 are optiunea de prelucrare grafica a rezultatelor. Referitor la concentratiile in emisie (date de intrare referitoare la sursa) se indica metoda masurarilor on line, in conditii de durata reprezentativa, sau prelucrarea statistica a datelor, prin folosirea asa numitor factori de emisie. Se accepta o distributie gaussiana (Figura 4)a densitatii de probabilitate a concentratiilor, atat pe directie verticala (z), cat si pe directie perpendiculara pe directia vantului (y). Se remarca suprainaltarea penei datorata vitezei si parametrilor termodinamici ai jetului de fum la iesire, relativ la mediul ambiant. Receptorii sunt organizati intr-o retea simetrica, ce se defineste fie in coordonate carteziene (X, Y, Z), fie in coordonate polare (r, ). Desfasurarea spatiului are notatii consacrate, de care depinde si scrierea ecuatiilor. In sistemul de coordonate cartezian, axa x se considera pozitiva inspre est (E) de la originea specificata de utilizator (si coincide cu directia vantului) si axa y pozitiva este dirijata astfel spre nord (N). Coordonata radiala (r) se masoara din originea aleasa arbitrar de utilizator, iar coordonata unghiulara in sens orar, pornind din nord (N). Directia vantuluidistributie gaussianape directia vantuluivantuluidistributie gaussiana pe directie perpendiculara Figura 4. Modelul gaussian de dispersie a poluantilor din pana de fum emisa pe un cos. Capabilitati tehnice de modelare: Modelarea dispersiei atmosferice a emisiilor poluante pentru sursele de emisie stationare si modelarea dispersiei atmosferice a emisiilor poluante la mezoscara urbana, luand in considerare contributiile specifice surselor de suprafata (difuze) din toate categoriile (trafic rutier, vehicule nerutiere, industrie, sisteme de incalzire, etc.). Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 6/16 Rezultatele simularilor Rularea programului si suprapunerea curbelor de izoconcentratii peste harta locatiei pentru care s-a realizat studiul este o ultima etapa necesara pentru studiul respectiv. Rezultatul unui asemenea studiu este prezentat in tabelul 1 si in figura 5. Figura 5: Dispersia CO media 24 ore Tabelul 4: Valori medii pe 30 minute Polutant cu trafic fara trafic Max. val. [mg/m3] X [m] Y [m] Max. val. [mg/m3] X [m] Y [m] CO 0.629 128 153 0.00818 1503 547 Tabelul 5: Valori medii pe 24 ore Polutant cu trafic fara trafic Max. val. [mg/m3] X [m] Y [m] Max. val. [mg/m3] X [m] Y [m] CO 0.261 153 128 0.00341 1575 277 1.6 Masuratorile experimentale Simultan studiul numeric au fost intreprinse si investigatii experimentale in 12 locatii din municipiul Timisoara Laboratorul complex cuprinzand instrumentele si conexiunile aferente sunt descrise pe larg in lucrarile din biblografie. Astfel s-au utilizat urmatoarele instrumente standardizate sau in curs de standardizare: Analizorul Monitor Labs ML 8840 pentru NO, Analizorul Monitor Labs - ML 8850S pentru SO2, Analizorul LSV3 pentru determinarea PM10, Analizorul Horriba APMA 350E pentru CO, Analizorul optic Hawk Siemens pentru CO, Sistem de achizitie date in timp real cu 16 canale analogice, Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 7/16 Senzori meteo pentru: temperatura, directia si viteza vantului, umiditatea atmosferica, radiatia solara, presiunea atmosferica , Contorizor de traffic cu 4 bucle inductive VEK M4C-E . Se remarca includerea sistemului de calibrare. Instrumentul clasic de monitorizare a CO (Horriba APMA 350E) si cel optic (Hawk Siemens), sunt amplasate de asemenea corelat, desi datorita principiilor diferite fiecare dintre ele capteaza informatii din spatii diferite, unul punctual, altul liniar. Pentru monitorizarea monoxidului de carbon au fost folosite doua aparate cu acelasi principiu de detectie dar cu diferentierea prezentata in figura 6. Aparatul denumit clasic este produs de firma Horiba iar cel considerat modern este produs de firma Siemens. Figura 6. Diferenta de pozitionare dintre principiul clasic si cel optic In figurile 7, 8, se prezinta rezultatele medii inregistrate referitor la concentratia de monoxid de carbon in diferite locatii din Municipiul Timisoara. Figura 7: Studiu comparativ pe tot parcursul campaniilor rezultate obtinute cu instrumentul Hawk. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 8/16 Figura 8: Studiu comparativ pe tot parcursul campaniilor rezultate obtinute cu instrumentul Horiba. 2 STUDIU DE CAZ PRIVIND MONITORIZAREA CALITATII AERULUI IN INTERSECTIA MIHAI VITEAZU (SURSA DE POLUARE DATORATA TRAFICULUI) 2.1 Scopul studiului Odata cu importanta sporita acordata calitatii vietii si a depasirii ingrijoratoare a nivelului de poluare in ultimele doua decenii, transporturile au ajuns in centrul dezbaterilor legate de protectia mediului. Astfel s-a ajuns la concluzia prin care activitatea de transport este responsabila de circa 35% din totalul emisiilor de C02 si de asemenea reprezinta al cincilea factor major ce contribuie la crearea efectului global de incalzire a planetei, detinand in acest sens un procent de aproximativ 7% din totalul surselor. In centrul marilor aglomerari urbane, traficul rutier este raspunzator pentru circa 90-95% din concentratiile de monoxid de carbon si plumb regasite in aer, pentru 60-70% din cele ale noxelor si hidrocarburilor si un procent important al particulelor aflate in suspensie. Tinand cont de aceste informatii in perioada iunie2003 - octombrie 2004 a fost intreprins un studiu atat numeric cat si experimental in ceea-ce priveste impactul intersectiei dintre B-dul Mihai Viteazu si B-dul Vasile Parvan asupra calitatii aerului din zonele invecinate. Studiul a fost realizat analizand structura traficului rutier si diferite strategi de organizare a acestuia astfel incat impactul asupra mediului sa fie cat mai redus. 2.2 Informatii despre datele topografice ale domeniului analizat In prima faza a cercetarii a avut loc strangerea informatiilor topologice, a datelor meteorologice preliminarii, si a determinarii frecventei si structurii traficului date necesare ca si parametri de intrare pentru procesul de simulare numerica. Zona monitorizata se afla in imediata vecinatate a centrului municipiului Timisoara si reprezinta un nod important pentru traficul zilnic, atat al autoturismelor si al mijloacelor de transport in comun, cat si al vehiculelor grele. Locatia a fost special aleasa deoarece este extrem de circulata, fiind intersectia prin care traficul greu ocoleste centrul municipiului Timisoara, in lipsa centurii de ocolire. Locatia pe harta municipiului Timisoara este prezentata in figura 2.1Error! Reference source not found.. Se poate observa ca intersectia se afla in imediata vecinatate a unor parcuri si terase unde populatia ar trebui sa respire un aer curat. Se remarca si imediata vecinatate a cladirilor si zonelor verzi ale Universitatii Politehnice Timisoara, unde zilnic isi desfasoara activitatea cateva mii de persoane, cel putin sase ore. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 9/16 Figura 2.1. Detaliu al zonei monitorizate 2.3 Inventarul surselor poluatoare si determinarea factorilor de emisie Pentru a analiza pertinent traficul, s-a lucrat in echipa largita, cu studenti de specialitate de la Facultatea de Mecanica, care pe langa contorizarea numarului de vehicule ce tranziteaza intersectia, au realizat si clasificarea lor in functie de tipul motorului si a sistemului de epurare a gazelor de esapament. Datele au fost sistematizate si clasificate in formulare speciale, care au permis retinerea multor detalii. Rezultatul analizei privind structura traficului, intreprinse de-a lungul unei zile lucratoare din perioada analizata, este prezentat in Figura 2.3. Inventarierea traficului s-a facut cu ajutorul unor bucle inductive pozate pe suprafata carosabila bucle din componenta contorului de trafic achizitionat din prezentul grant in 2003. Figura 2.2: Schema bloc a sistemului de achizitie de date trafic auto. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 10/16 Figura 2.3: Compozitia traficului rutier 15200 autovehicule in 24 ore. Determinarea factorilor de emisie s-a facut conform metodologiei CORINAIR pentru specia monoxid de carbon. Pentru simularea numerica a dispersiei si pentru prelucrarea ulterioara a datelor inregistrate in timpul campaniei de monitorizare au fost folosite date meteorologice inregistrate de statia de la Padurea Verde. Variatia factorilor meteo pe perioada campaniei precum si roza vantului sunt prezentate in Figura 2.4. Figura 2.4. Organizarea contorizarii traficului si Roza vantului in perioada ( 17. 07.2007 26.07.2004) 2.4. Studiu de caz privind monitorizarea calitatii aerului prin simulare numerica Pentru simularea dispersiei la micro-scara stradala pentru sursele de emisie mobile a fost folosit pachetul software CAL3QHC [2]. Modelarea numerica a domeniului investigat Modelarea numerica a domeniului investigat este prezentata in figura 2.5 si a fost realizata cu meniul grafic al softului CAL3QHC. In figura se poate observa si pozitiile receptorilor (punctelor in care softul a calculat valorile concentratiei monoxidului de carbon). Modelarea tine cont de datele topografice, de conditiile de trafic si de temporizarea semafoarelor. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 11/16 Figura 2.5. Modelarea intersectiei Mihai Viteazul cu sensurile de intrare iesire si pozitia receptorilor Pentru o rulare corecta si cat mai realista cu situatia din teren, meniul softului CAL3QHC necesita ca date de intrare legate de factorul de emisie mediu al autovehiculelor ce tranziteaza intersectia, si de parametri meteorologici. Aceste informatii s-au bazat pe studii de durata indelungata, pentru ca rezultatele sa fie cat mai reprezentative. In momentul introducerii datelor de intrare, softul ofera optiunea introducerii valorii de fond a concentratiei, adica a valorii concentratiei datorata surselor de poluare de alta natura care emit noxe in zona studiata sau a noxelor transportate de curentii de aer. In timpul simularilor acest factor a avut valoarea zero deoarece s-a dorit doar studierea influentei autovehiculelor ce tranziteaza intersectia. 2.5 Rezultatele obtinute in urma simularilor numerice Simularea numerica a dispersiei monoxidului de carbon a fost realizata pe baza unui esantion de date meteo reprezentativ din intervalul iunie iulie 2002. Curbele si suprafetele de izoconcentratii suprapuse peste o vedere de sus a locatiei respective este prezentata in figura 2.6. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 12/16 Figura 2.6. Dispersia de CO in intersectia Mihai Viteazul intr-un plan situat la 1,5 m fata de suprafata carosabila In urma analizei rezultatelor obtinute prin simulare numerica cu programul CalRoads pentru diferite scenarii cu parametrii meteo reali si cu conditii reale de trafic se pot trage urmatoarele concluzii: Valorile maxime ale concentratiei de monoxid de carbon se inregistreaza in centrul intersectiei in momentele de calm atmosferic, deci in momentele in care viteza vantului este neglijabila. Dispersia noxelor se realizeaza majoritar datorita turbulentelor create de deplasarea autovehiculelor. Simularea numerica folosind softuri specializate ofera si posibilitatea optimizarii amplasarii corecte a instrumentelor de masura. Astfel, s-a putut contura locul de amplasare al aparatelor pentru monitorizarea poluarii in aceasta intersectie. Tinand cont de posibilitatile concrete din teren restrictive - suficient spatiu, neopturarea distantei optice, asigurarea pazei, alimentarea cu energie electrica, uniformitatea concentratiei, etc. - s-a optat ulterior, pentru monitorizarea on line pentru pozitionarea instrumentelor indicata in figura 2.7. Studiu de caz privind monitorizarea calitatii aerului cu instrumente optice si clasice Amplasarea aparatelor pentru monitorizarea calitatii aerului s-a realizat conform celor indicate in figura 2.7 si anume pe spatiul verde care delimiteaza cele doua sensuri de circulatie. Aparatele sensibile la intemperiile atmosferice si sistemul de achizitie de date au fost amplasate initial, in primele campanii, intr-un cort prevazut cu sistem de climatizare pentru pastrarea unei temperaturi constante, necesare pentru functionarea corespunzatoare a aparatelor. Aparatura folosita a fost complexa si cu referire la mai multe noxe. Pentru atingerea scopului prezentei lucrari, se vor limita in continuare descrierile si rezultatele doar la specia CO. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 13/16 . Figura 2.7. Vedere de sus a locatiei unde sa efectuat monitorizarea calitatii aerului. Detaliu a locatiei unde s-a efectuat monitorizarea calitatii aerului 1.8 Rezultatele masuratorilor efectuate S-a constat ca rezultatele obtinute cu cele doua instrumente chiar daca sunt de acelasi ordin de marime sunt diferite ca si reactie temporara lucru explicabil prin analiza simularii numerice prin: - pozitionarea diferita fata de sursele de polare, - diferenta de timp la care sesizeaza informatia, - cantitatea de proba analizata diferita mult mai mare in cazul instrumentului Siemens. Figura 2.8.Variatia concentratiei monoxidului de carbon inregistrata la un interval de 6 secunde cu aparate cu principii diferite de monitorizare Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 14/16 Figura 2.9. Comparatie intre cele doua aparate folosite pentru masurarea monoxidului de carbon. S-a constat ca ambele instrumente nu indica acelasi nivel e polare (Figura 2.8, 2.9). Ca si cauza posibila s-au presupus pozitionarea diferita fata de sursele de polare, diferenta de timp la care sesizeaza informatia, principiul diferit de masurare. 3. CONCLUZII GENERALE Lucrarea prezinta un studiu original privind determinarea zonelor intens poluate din mediul urban in general si o aplicatie pentru municipiul Timisoara caz particular. Din lucrare rezulta ca zonele cele mai intens poluate sunt cele din jurul marilor intersectii. Acest fapt se datoreaza atat faptului ca traficul este foarte intens si lent cat si datorita faptului ca poluanti se emit la nivelul solului deci dispersarea lor este ingreunata. Se impune monitorizarea mai atenta a intersectiilor in ceea ce priveste structura flotei si intensitatea traficului si gasirea solutiilor pentru decongestionarea traficului. Se observa ca traficul are o pondere de 85% din totalul CO emis in atmosfera. Se observa ca zona Centrala si de Sud a orasului inregistreaza concentratiile cele mai ridicate atat datorita faptului ca aici se regaseste traficul cel mai intens cat si datorita faptului ca aici se afla amplasate centralele termice ale SC Calor , in timp ce partea nordica a orasului foloseste pentru termoficare agentul termic de la CET Timisoara. Influenta surselor de incalzire individuale nu s-a luat in considerare in aceasta lucrare dar conform unor masuratori efectuate in Graz Austria daca s-ar lua in considerare si aceste surse nivelul concentratiilor ar creste cu 2-3%. Din analiza la scara redusa (nivelul unei istersectii) se observa ca, gradul de dispersie in cazul intersectiilor in cazul unor viteze scazute ale vantului este foarte scazut si ca concentratia este maxima in centrul intersectiei acolo unde si generarea emisiilor este cea mai frecventa. Pentru viitor pentru a obtine rezultate mai precise este necesara observarea automata a traficului si amplasarea unor aparate pentru masurarea imisiilor in apropierea intersectiilor. Din analiza la scara municipiului Timisoara se observa ca gradul de dispersie in cazul unor viteze scazute ale vantului este foarte scazut si astfel concentratia noxelor este maxima in apropierea zonelor in care acestea sunt emise in atmosfera. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 15/16 Principalele avantaje oferite de sistemul folosit de gestiunea datelor meteo in domeniul monitorizarii poluarii aerului sunt urmatoarele: poate efectua masuratori on-line acolo unde nu exista influenta urbana accentuata; permite monitorizare continua si cu raspuns in timp real; permite transmisia datelor la distanta, deoarece este interfatat cu calculatorul; se preteaza integrarii intr-o retea informationala; poate furniza date necesare unei prognoze privind difuzia si transportul poluantilor in atmosfera. Principalele avantaje oferite de tehnicile optice in domeniul monitorizarii poluarii aerului sunt urmatoarele: pot efectua masuratori de la distanta fata de sursa de poluare; nu necesita gaze etalon decat pentru calibrarea initiala; permit monitorizare continua si cu raspuns in timp real; permit transmisia datelor la distanta deoarece sunt interfatate cu calculatorul; au sensibilitate mare de masura; pot investiga o zona intinsa; permit sondarea atmosferei pe verticala; se preteaza integrarii intr-o retea informationala; Din aceste motive, pe plan international acestei tematici i se acorda o foarte mare importanta, in majoritatea tarilor dezvoltate existand colective care experimenteaza aceste sisteme optice. Masurarea concentratiilor poluantilor atmosferici prin metode de radiatie necesita fonduri mari, intrucat instalatiile de masurare sunt scumpe, de volum destul de mare, necesita conditii deosebite de lucru, o intretinere destul de dificila si personal calificat pentru exploatare. Exista insa si riscuri privind viabilitatea si sansele de succes ale acestei game de instrumente. Astfel se semnaleaza urmatoarele aspecte carora trebuie sa li se acorde atentie maxima, daca se doreste performanta in cercetare: Radiatia electromagnetica devine instabila datorita interventiei unor factori perturbatori neprevazuti (socuri, vibratii, umiditate excesiva etc.) si perturba lantul de masuratori; Aparitia unor incompatibilitati intre sursa de radiatie electromagnetica si detectorul optic, care duce la limitarea capacitatii de receptie a radiatiei retroimprastiate si implicit, la micsorarea spectrului de poluanti "vizibili" instalatiei; Dezalinierea mecanica intre sursa radiatie electromagnetica si telescopul de receptie generata de conditiile improprii ale unor determinari in teren, ceea ce duce la perturbarea sistemului de masura. Din lucrare rezulta ca zonele cele mai intens poluate sunt cele din jurul marilor intersectii. Acest fapt se datoreaza atat faptului ca traficul este foarte intens si lent cat si datorita faptului ca poluanti se emit la nivelul solului deci dispersarea lor este ingreunata. Se impune monitorizarea mai atenta a intersectiilor in ceea ce priveste structura flotei si intensitatea traficului si gasirea solutiilor pentru decongestionarea traficului. In urma rezultatelor acestei lucrari autoritatile locale pot lua urmatoarele masuri: Gandirea unor solutii alternative pentru fluidizarea sau devierea traficului traficului folosind softurile de simulare numerica pentru analizarea diferitelor scenarii de organizare a circulatiei. Studierea initiala a impactului asupra mediului a unei noi surse ce urmeaza a fi amplasate, si autorizarea ei doar daca amplasarea ei nu determina impreuna cu celelalte surse depasiri ale normelor privind calitatea aerului. Se impune o monitorizare atenta, continua si pe termen lung a parametrilor meteo deoarece astfel se pot evidentia eventualele schimbari climatologice datorate poluarii atmosferei. Datele meteorologice influenteaza in mod direct dispersia noxelor motiv pentru care se impune necesitatea unei baze de date meteo care sa fie folosita in modelarea numerica pentru predictia si avertizarea situatiilor meteo in care se pot inregistra concentratii locale periculoase pentru om si mediul inconjurator. Bibliografie 1. Bisorca, D., Ionel Ioana, Popecu, Fr., Ungureanu, C., Ionel S., Air quality investigation by means of remote sensing, with application to CO thermodynamic measurements in the city of Timisoara, 13-th int conf on thermal eng and thermo-grammetry (THERMO) 18-20 June, 2003, Budapest, pp. 274-279, http: //www.dsy.hu/thermo. 2. Ionel, Ioana, Bisorca, D., Lelea, D., Air dispersion modelling of the pollutant gas releases in a street canyon of the Timisoara city, Buletinul stiintific UPT, seria EE, pp 48-54. 3. Ghia, V., Gaba, A., - Poluarea aerului prin arderea combustibililor fosili,. Depoluarea primara, Ed. AGIR, Bucuresti,. Revista de Politica Stiintei si Scientometrie - Numar Special 2005 - ISSN- 1582-1218 16/16 4. Cogalniceanu Al., Cogalniceanu D. Energie, Economie, Ecologie Ed. Tehnica, Bucuresti, 1998 5. Sandu Venetia, Virgiliu Dan Negrea, - Combaterea poluarii mediului in transporturile rutiere, Ed. Tehnica, Bucuresti, 2000 6. Cogalniceanu Al., Cogalniceanu D. Energie, Economie, Ecologie Ed. Tehnica, Bucuresti, 1998 7. Sturm, P., Abgasemissionen des Straenverkehrs und ihre Ausbreitung in der Atmosphre, VDI Verlag, Reihe 15: Umwelttechnik, 1994 8. Axel Zenger, Atmosphrische Ausbreitungsmodellierung, Springer Verlag, 1998 9. Tiberiu Apostol, Strategia si legislatia Romaniei de protectie a mediului, Romania, Editura AGIR, 2000 10. Tutuianu, O., Metodologia de are operativa a emisiilor de SO2, NOx, pulberi si CO2 din centralele termice si termoelectrice, ICEMENERG, Bucuresti, 1994. 11. *** Ordinul 462/1993 privind conditiile tehnice pentru protectia atmosferei si norme metodologice privind determinarea emisiilor de poluanti atmosferici produsi de surse stationare 12. *** CORINAIR, Default Emission Factor Handbook, 2-nd Edition, 1992. 13. Ionel, Ioana, - Dispersarea noxelor, Ed. Politehnica, Timisoara, 2000 14. McComb, W.D Turbulenta fluidelor, Editura Tehnica, Bucuresti,1997. 15. Ionel Ioana., Dispersia noxelor, Curs universitar, Universitatea Politehnica, Timisoara, 1998. 16. Virgiliu Dan Negrea, Motoare cu ardere interna, Procese. Economicitate. Poluare Vol.1, Ed. Sedona, 1997 17. Miloia, M., - Monografia Uzinei electrice Timisoara, 1994. 18. Ipate Florentin, Monica Popescu Dezvoltarea aplicatiilor de baze de date in Oracle 8 si Forms 6. Editura BIC ALL, Bucuresti, 2000 19. Honour, Edward, Oracle 8 Secrete, Ed.Teora, 1998 20. Lungu Ion, Sisteme de gestiune a bazelor de date, Aplicatii Oracle, Ed. ALL EDUCATIONAL, 1998 21. Michael Wessler, Oracle DBA on Unix and Linux. Ed. Sams USA 22. Legea meteorologiei, Legea nr. 139 din data 24-Iul-2000, Publ. in M.O. nr. 360 din data 2-Aug-2000 23. Pavageau M, S Rafailidis, M Schatzmann A Comprehensive Experimental Databank for the Verification of Urban Car Emission Dispersion Models, Intl J Environment and Pollution Nos. 3-6 (1997) 24. Baumbach, G., Air quality Control, Springer Verlag, Berlin, Dsseldorf, 2000. 25. Bisorca, D., Referat nr.1 din programa de doctorat Studiul calitatii aerului prin metode numerice aplicatie pentru municipiul Timisoara, Univ. Politehnica Timisoara, 2002. 26. Bisorca D., Referat nr.2 din programa de doctorat, Mijloace de investigare prin metode moderne a calitatii aerului, Univ. Politehnica Timisoara, 2002. 27. Bisorca, D., Ionel, Ioana, Pollutant dispersion in a street canyon, Proceedings of the workshop Nummerical methods in fluid mech and FLUENT application, Timisoara, mai, 2003, Ed Orizont, Timisoara, ISBN 973638022-X, pp. 265-270. 28. Bisorca, D., Ionel Ioana, Popecu, Fr., Ungureanu, C., Ionel S., Air quality investigation by means of remote sensing, with application to CO thermodynamic measurements in the city of Timisoara, 13-th int conf on thermal eng and thermo-grammetry (THERMO) 18-20 June, 2003, Buda-pest, pp. 274-279, http: //www.dsy.hu/thermo. 29. Pablov, K.F., Romankov, P.G., Noskov, A., Procese si aparate in ingineria chimica, Editura Tehnica, Bucuresti, 1981 30. Manualul ISC4 AERMOD view 2003 31. Oke, T.R. (1988): Street Design and Urban Canopy Layer Climate, Energy and Build., Vol. 11, p 103-113. 32. *** (2002): Guidelines of the FLUENT 5.1 code. 33. *** (2003): TECPLOT licensed code. Guidelines. 34. Bisorca, D., Ionel, I. (2002): Numerical application for dispersion modelling of CO in a canyon street in the Romanian city of Timisoara, South-Eastern Europe Fluent Users Group Meeting, Thessaloniki, CD. 35. Bisorca D, Contributii la determinarea calitatii aerului prin metode de inalta sensibilitate. Aplicatie pentru municipiul Timisoara. Teza de doctorat in stadiul de prezentare publica, 2005. Universitatea Politehnica Timisoara 12-1 12. METODE DE OBSERVARE 12.1. INTRODUCERE Mediul reprezint un domeniu foarte complex datorit interaciunilor care exist ntre componentele sale, dintre care se pot enumera: creterea demografic, economia i evoluia tehnologic. Consecinele acestor interaciuni sunt degradarea mediului i epuizarea resurselor naturale. Calitatea vieii i bunstarea oamenilor depind direct de calitatea mediului nconjurtor, de accea omul este interesat s observe schimbrile care au loc n scopul de a minimiza consecinele. Statistica de mediu este unul dintre domeniile statisticii aplicate i acoper un domeniu foarte larg. Pentru a explica mai bine detaliile referitoare la studiile realizate i tehnicile folosite pentru observarea mediului nconjurtor, statisticile se grupeaz pe niveluri i apoi se analizeaz fiecare nivel n parte. Chiar dac unele dintre ele sunt nc puin cunoscute, exist mai multe concepte de observare i metode de calcul conexe. Pe plan statistic, aceste concepte sunt destinate calificrii sau cuantificrii generale a degradrii mediului n scopul de a realiza o gestiune raional a ecosistemelor. Exist dou tipuri de statistici de mediu: privat i oficial. Statistica privat este cea executat de ctre ntreprinderi, instituii private (de ex.: Camera de Comer), asociaii i institute de cercetare, universiti. Particularitatea sa deriv din faptul c datele sunt colectate de la voluntari, de la cei care vor s rspund la chestionare fr nici o constrngere sau obligaie de orice natur. De exemplu, asociaii ca Green Peace i World Life Funds colecteaz i analizeaz date ecologice. Statistica oficial este guvernat de legi care i oblig pe cei anchetai s rspund la chestionare. Munca de colectare i analiz este efectuat de ctre instituii manadatate oficial pentru aceast activitate. n continuare vor fi prezentate metodele utilizate n statisticile oficiale. 12.2. METODE DE STUDIU Pentru nceput vor fi prezentate ase variante de abordare care stau la baza tuturor temelor de cercetare i evaluare a mediului nconjurtor. Fiecare tip de statistic de mediu va aprofunda propriile sale metode de observare, colectare i analiz a datelor. Aceste ase variante de abordare pot fi exprimate i sunt rezumate cel mai bine prin intermediul ntrebrilor pe care le pune fiecare dintre ele. 12.2.1 CE DEGRADRI ALE MEDIULUI AU AVUT LOC? Aceast ntrebare conduce de fapt la studiul uneia dintre componentele mediului: - aerul, - apa, - solul/pmntul, - vegetaia sau flora, - fauna, - subsolul. Rspunsul la ntrebare pornete de la ipoteza c se cunoate componenta de mediu, natura i elementele sale n stare normal, precum i factorii care o 12-2 deterioreaz. Pe baza acestei ipoteze se caut s se cunoasc factorii care s-au schimbat n mediul respectiv prin ncercarea de a rspunde la ntrebarea: Ce evenimente s-au petrecut n realitate i au condus la aceste schimbri, deteriorri? Deoarece oamenii sunt interesai de caracterul nociv al polurii n raport cu sntatea lor i starea mediului, acest studiu este utilizat adesea, fiind adecvat pentru urmrirea polurii. Dezavantajul const n faptul c trebuie s fie particularizat pentru fiecare ar n parte, deoarece nu exist norme identice aplicabile n toate statele lumii. Chiar dac exist recomandri internaionale, fiecare ar le poate modifica i i poate fixa propriile referine n raport cu standardul, care reprezint situaia existent nainte de poluare. Acest concept va trebui s fie adoptat de toate rile lumii, dar cu trepte diferite de abordare, deoarece colectarea i analiza datelor necesit expertize speciale i tehnici adesea costisitoare. innd seama de mijloacele disponibile, unele ri se vor limita la colectarea datelor referitoare la indicatorii cei mai importani. Alegerea acestor indicatori se va face n funcie de importana fiecruia dintre ei i de costurile colectrii i analizei datelor. Indicatorii pot varia de la o perioad la alta, conform situaiei de moment. n cazul degradrii mediului, n care factorii de decizie sunt chemai s intervin, acest studiu nu furnizeaz informaii suficiente i complete, mai ales n cazul n care se dorete s se cunoasc actorii polurii (Cine a cauzat o anumit poluare?). Pentru a putea obine i aceste informaii vor trebui inventariai actorii posibili din industrie, gospodrii particulare sau alte sectoare de activitate. 12.2.2 CINE ESTE RSPUNZTOR DE POLUARE I N CE MOD? Pentru acest studiu nu trebuie numai s se cunoasc sau s se determine nivelul de poluare ci trebuie s fie identificai i actorii. n acest caz, pentru a identifica factorii responsabili de o anumit poluare, sunt necesare msurtori care pot fi directe sau indirecte. 12.2.3 CARE SUNT EFECTELE ASUPRA MEDIULUI? Al treilea studiu nu implic cunoaterea actorului unui eveniment (Cine este rspunztor de poluare?). n acest caz interesul se ndreapt mai ales ctre problemele existente i efectele lor asupra mediului. n legtur cu aceast problem, se poate stabili o list a efectelor importante ale fiecrui atac asupra mediului: - schimbrile climatice, - reducerea stratului de ozon, - eutrofizarea, - acidifierea, - contaminarea toxic, - scderea calitii mediului urban, - modificri ale biodiversitii, - schimbarea peisajului, - existena deeurilor, etc. Nu exist nici o clasificare complet i nici o list exhaustiv; fiecare ar va trebui s stabileasc o prioritate conform gradului de degradare al unuia sau al altuia dintre aceste elemente. 12-3 12.2.4 CARE SUNT EFECTELE ASUPRA NATURII? Este un studiu care const mai ales n observarea speciilor de plante i animale, fiind nregistrat evoluia numrului de plante i animale i nu calitatea aerului, apei etc. Acest studiu permite s se cunoasc, pentru o regiune restrns, dac biodiversitatea este meninut sau redus. Se va apela la determinarea ctorva indicatori chimici. Deoarece se studiaz o regiune mic, suprafaa rii va fi subdivizat n zone, care devin apoi baza de sondaj; dintre acestea se extrage un eantion la ntmplare, urmnd ca pentru acesta s fie analizat i urmrit biodiversitatea. 12.2.5 CE DISTINGE BINELE DE RU? Acest al cincilea studiu se bazeaz pe distincia dintre bine i ru, cunoscnd faptul c un act n aparen bun poate fi nociv pentru mediu dac se abuzeaz de el. De exemplu, utilizarea apei sau nisipului, care pare un lucru banal i normal, poate avea ca urmare o serie de efecte nocive asupra mediului n cazul n care se face n cantiti mari. Nivelul de diferen care exist ntre ceea ce este i ceea ce nu este nociv nu poate fi stabilit cu exactitate, mai ales c nu se poate cunoate foarte bine nocivitatea tuturor produselor i nu pot fi urmrite toate efectele. De asemenea, nocivitatea variaz cu cantitatea. 12.2.6 CARE ESTE IMPORTANA MONETAR A MEDIULUI? Studiul este dezvoltat de ctre contabilii naionali care ncearc s integreze mediul n contextul economic i social prin punerea acestei ntrebri. Aceasta implic acceptarea regulilor de contabilitate naional n msura n care acest lucru este posibil. Se pot stabili legturi ntre mediu i anumite date cum ar fi Produsul Intern Brut, deficitul public, importurile, investiiile, etc. 12.3. ASPECTE TEHNICE 12.3.1 MSURRI DIRECTE I ESTIMRI INDIRECTE Pentru muli poluani invizibili cu ochiul liber, sunt necesare adesea instrumente foarte sofisticate i costisitoare de msurare a polurii produse de acetia. La costurile de achiziie se vor aduga cheltuielile de ntreinere, care cresc pe msur ce instrumentele de msur sunt mai sofisticate. Acest lucru se complic ceva mai mult atunci cnd pentru utilizarea lor sunt necesari muli specialiti sau msurtorile sunt efectuate n instituii specializate. Cu toate acestea, exist numeroase cazuri n care este posibil s se observe mediul fr a fi utilizate instrumente sau aparate de msur: se poate observa calitatea mediului uman sau speciile rare de plante i animale. De exemplu,n anii 80 starea pdurilor i a arborilor se deteriora progresiv n Germania. Arborii se uscau i mureau din cauza polurii aerului. S-au fcut clasificri n funcie de gradul de deteriorare i apoi s-a trecut la observarea direct cu ochiul liber de ctre pdurari bine instruii. Ca urmare a dificultilor de utilizare a instrumentelor de msur a aprut metoda estimrilor indirecte. Metoda de msurare indirect const n gsirea pentru un grup dat de industrii a raportului care exist ntre producie i poluarea generat de aceast producie. Dac se cunoate acest raport se poate estima producia de poluani plecnd de la datele 12-4 produciei de bunuri. ntr-o prim etap trebuie identificat poluantul i producia de bunuri din care rezult acesta, cu observaia c, cele dou componente nu sunt ntotdeauna proporionale. n situaii eterogene, pentru efectuarea estimrii indirecte a polurii se utilizeaz tabele sau modele tehnice. 12.3.2 LEGTURA DINTRE FLUX I STOCURI Prin definiie, stocurile sunt observate la un moment dat n timp ce fluxurile se refer la o perioad bine determinat. Comparaia dintre flux i stocuri ajut la mbuntirea consistenei datelor statistice. Exemplul cel mai cunoscut este urmtorul: Populaia la sfritul anului = populaia la nceputul anului + nateri decese + + imigrani - emigrani n care: - populaia la nceputul anului i cea de la sfritul anului reprezint stocurile - naterile, decesele, imigranii i emigranii constituie fluxul. ntrebarea care se pune este dac acest bilan poate fi aplicat i n cazul mediului. Rspunsul este nuanat, deoarece exist cazuri simple i altele mai complexe. Acest gen de calcul poate fi efectuat pentru cazul unei pduri, unde distincia dintre stocuri i flux este clar. n schimb, pentru aer se poate considera calitatea aerului msurat la un moment dat ca stoc, dar acest stoc este valabil pentru o scurt perioad de timp iar fluxurile nu pot fi estimate. Urmtoarele fluxuri sunt dificil de observat: - fluxurile de la o ar la alta n ambele sensuri, - fluxurile n aceeai ar ctre straturile mai nalte (stratosfer) i n univers (invers), - efectele transformrii. Anumite materii se gsesc adesea transformate sub influena energiei solare, a forei vntului, existenei altor materii. n anumite cazuri pot fi legate stocurile la fluxuri n scopul de a furniza date comparabile, dar aceast metod nu este aplicabil pentru moment la toi poluanii (mai ales la cei ai apei i aerului). Chiar dac se dispune de date asupra calitii mediului i a produciei, alte variabile scap nc observaiei omului. Din acest motiv nu se poate calcula nc un astfel de bilan pentru ap i aer. 12.3.3 AGREGAREA REGIONAL SAU NAIONAL Autoritile sau factorii de decizie vor s cunoasc dac situaia s-a deteriorat sau nu pentru o ntreag regiune sau pentru toat ara. Deoarece msurarea furnizeaz rezultate numai pentru o locaie dat, se pune problema agregrii datelor obinute pentru obinerea de informaii la nivel regional sau naional. Cunoscndu-se faptul c se lucreaz cu dou elemente, stocurile i fluxul, trebuie n primul rnd s se fac distincie ntre agregarea stocurilor i cea a fluxurilor. Agregarea stocurilor implic efectuarea colectrii datelor n aceleai zile i la aceleai ore. Chiar i n acest caz agregarea este foarte dificil, n cazul n care reprezentativitatea locului n care s-au efectuat msurtorile este puin cunoscut i distribuia este eterogen. Agregarea produciei este mai simpl, cu condiia s se cunoasc toate sursele de poluare i distribuia lor n spaiu. Astfel se poate ajunge la o estimare pentru mici regiuni. Metoda se poate aplica pentru anumite aspecte ale polurii, dar pentru studiul general al polurii apar multe probleme care trebuie studiate i cu ajutorul altor metode. 12-5 12.3.4 EXTRAPOLAREA LA BILANURI Exist dou tipuri de bilanuri: - un bilan care combin stocurile i fluxurile, - un bilan care arat raporturile ntre producie i componentele sale. Ecuaia de baz pentru al doilea tip de bilan este urmtoarea: P = IM + C + I + (-) St + Ex Im unde: P este producia de baz; IM bunurile intermediare; C bunurile consumate (de sectorul privat sau de ctre stat); I bunurile de investiii; St variaia stocurilor; Ex exporturile; Im importurile. Acest bilan poate fi stabilit fie pentru diferite produse, mai ales pentru produsele energetice (este exemplul cel mai cunoscut), fie n uniti fizice i monetare. Bilanul servete la estimarea lacunelor, la stabilitatea cifrelor i la proiectare. Pentru statistica de mediu este important s se cunoasc legtura ntre transformarea de energie i poluarea care deriv din aceasta; sau, pornind de la bilanuri, se obin informaii asupra polurii, n special a aerului i de asemenea asupra impactului acestei activiti asupra climatului. 12.3.5 VALORIFICAREA Valorificarea se impune ea nsi deoarece se constat c importana activitilor ecologice nu este evident nici pentru marele public, nici pentru factorii politici de decizie. Pentru a sublinia importana economic i social a mediului va trebui s se exprime aspectele ecologice n uniti monetare calculnd costurile i ncasrile mediului: - ntr-un numr limitat de cazuri (pduri, poluare atmosferic), n cazul n care drepturile de emisie sunt vndute pe pia, se poate utiliza preul pieii ca unitate de msur pentru a exprima mediul n uniti monetare; - n alte cazuri, se poate alege ntre valorile bazate pe daune i cele bazate pe cheltuielile necesare pentru a evita o deteriorare a mediului. 12.4. CONCLUZII Cu ajutorul studiilor de observare a mediului se pot obine rspunsuri la o serie de ntrebri legate de abordrile i tehnicile utilizate pentru determinarea efectelor cauzate de schimbrile de mediu. ntrebri posibile: - Diferitele medii sunt nc naturale? - Care sunt agenii responsabili de poluare? - Care este ciclul unui bun (extracia din pmnt, transformare, consum i rentoarcere n pmnt)? 13-1 13. INDICATORII DE MEDIU ELEMENTE DE BAZ ALE SISTEMULUI INFORMAIONAL AL MEDIULUI 13.1. INTRODUCERE Indicatorii au rolul de a arta, a pune n eviden, a face public o informaie. Ei sunt utilizai zilnic, exemplul cel mai des citat fiind temperatura corpului uman ca indicator al strii de sntate. n domeniile economic i social exist o lung tradiie de dezvoltare i utilizare a indicatorilor: Produsul Naional Brut, rata omajului, rata natalitii etc. Acetia reprezint instrumente de evaluare i analiz, baza pentru luarea deciziilor n cadrul politicilor publice. Activitatea de stabilire a indicatorilor care permit evaluarea strii mediului nconjurtor este mult mai recent i nc nu s-a ncheiat definitiv. Tendina actual este de a da o importan mult mai mare informaiilor referitoare la mediu, pentru ca problemele astfel evideniate s fie luate n considerare sistematizat n procesul de decizie. Dezvoltarea unei informaii de mediu sintetice i de calitate se afl n centrul studiului asupra indicatorilor dezvoltrii durabile a crei importan a fost subliniat la Conferina Naiunilor Unite asupra Mediului i Dezvoltrii, care a avut loc la Rio de Janeiro n 1992. Scopul acestui studiu este obinerea de informaii referitoare la mediu sub o form care s permit o comunicare eficient. Pentru aceasta este important s se dezvolte activitile de cercetare i de colectare a datelor de baz, innd seama de faptul c exist nc numeroase domenii ale mediului cunoscute doar parial (biodiversitatea, peisajul, solul, ...). Se poate constata c acolo unde datele se multiplic, informaia care se obine nu este ntotdeauna mai detaliat. Munca de interpretare i de sintez care permite trecerea de la statistic la indicatori nu este deloc neglijabil; ea const n realizarea unui compromis ntre cerina ca factorul de decizie sau marele public s dispun de o informaie simpl, uor de interpretat i care s reflecte corect realitatea, i dorina cercettorilor tiinifici i statisticienilor de a descrie fenomene n general complexe. Acest echilibru ideal este departe de a fi atins n numeroase domenii, de aceea se depun eforturi pentru a se obine indicatori de mediu care s fie dezvoltai la scar local, regional, naional sau global. nelegerea i utilizarea indicatorilor de mediu reprezint dou elemente importante n procesul de formulare a politicilor de mediu, deoarece aceti indicatori permit att evaluarea fenomenelor specifice unei politici date, ct i cuantificarea obiectivelor specifice acesteia. Conceptul de indicator de mediu este foarte controversat deoarece apar divergene n ceea ce privete interpretarea informaiilor. Aceste divergene sunt la originea variaiei indicatorilor de la o ar la alta, n publicaiile internaionale existnd valori diferite pentru acelai indicator. n procesul de dezvoltare a indicatorilor de mediu, Naiunile Unite au identificat urmtoarele lacune: - lipsa efortului internaional de a calcula statisticile i indicatorii, - lipsa datelor naionale sau existena unor date care sunt ns dispersate, - absena rspunsurilor. Motivele pentru care n publicaiile internaionale indicatori identici au valori diferite, sunt urmtoarele: 13-2 - metodele de estimare i de prelucrare a datelor la nivel internaional sunt probabil diferite; - exist definiii diferite pentru acelai indicator; - aparatul statistic naional poate furniza date false instanelor internaionale. 13.2. DEFINIII 13.2.1 INDICATOR Indicatorul reprezint o informaie cantitativ care permite caracterizarea unei situaii evolutive, a unei aciuni sau a unor consecine ale unei aciuni, pentru evaluarea sau compararea strii lor la alte momente trecute sau proiectate, sau cu alte stri la aceeai dat a altor subiecte similare. (Plan Bleu, 1996) Din aceast definiie se desprind patru elemente care caracterizeaz un indicator: - nainte de toate el este o cifr sau mai multe i nu o informaie calitativ (informaie cantitativ din definiia de mai sus); - face referire la o evoluie n timp: va trebui deci s fie urmrit pe o perioad lung de timp dac se dorete obinerea unor informaii semnificative; - ilustreaz o situaie dat (de exemplu: calitatea apei unui ru) sau o aciune i eventualele sale repercursiuni (de exemplu: aruncarea de deeuri industriale); - n definiia indicatorului se regsete noiunea de comparaie. Fiind nainte de toate un instrument de comunicare, indicatorul va fi adaptat nivelului de cunotine ale auditoriului vizat. Pentru a descrie o situaie specific de mediu nu este de ajuns un singur indicator. Un indicator trebuie s fie: - adaptat, - specific, - valid, - fiabil, - precis, - msurabil, - uor de utilizat, - rentabil rezultatul trebuie s justifice timpul i scopul activitii depuse pentru a-l obine. 13.2.2 DESCRIPTOR Un descriptor este o informaie mai mult sau mai puin elaborat, care pornete de la datele de baz. Aceast mrime numeric are n general o dimensiune simpl, caracteristic a unei situaii (suprafaa unui teritoriu, populaie,...). Spre deosebire de indicator, descriptorul nu variaz neaprat n timp. Forma sa este n general mai puin complex i semnificaia sa este limitat. n timp ce unui indicator i se cere s sintetizeze o mas important de informaii i s poat el singur s descrie o situaie, descriptorul se mrginete la ilustrarea unei trsturi particulare (el descrie dar nu dovedete). Un descriptor se situeaz ntre un indicator i statisticile de baz; el descrie exact o situaie fr a pune n eviden un fenomen sau o problem. Exemplu: populaia i suprafaa unei zone sunt descriptori n timp ce densitatea populaiei (raportul ntre cele dou) este un indicator. 13-3 13.2.3 INDICE O modalitate de a diminua dimensiunea unei selecii de indicatori const n agregarea acestora ntr-un indice. Agregarea corespunde utilizrii unei formule matematice mai mult sau mai puin complexe (suma ponderat, multiplicarea, ...) n scopul de a ngloba mai muli indicatori ntr-un singur indice, ponderarea permind nuanarea importanei fiecrei componente. De exemplu, emisiile principalelor gaze cu efect de ser (CO2 gaz carbonic, CH4 metan, N2O protoxid de azot) sunt adesea reprezentate ponderat prin potenialul de renclzire global (al crei valoare global este definit de Grupul de lucru interguvernamental asupra efectului de ser) a fiecruia dintre aceste gaze, pe urm adugate, ceea ce permite obinerea unui indice de presiune asupra mediului corespunztor temei schimbrilor climatice. Indicele este exprimat n acest caz n uniti CO2 echivalente. Conform figurii 1 n care este prezentat modul de organizare a informaiei pot fi definite urmtoarele elemente: Date brute Statistic Indicator Indice Cantitatea total de informaii Agregare Dezagregare Fig.1. Organizarea informaiei Indice - reprezint o agregare a unui anumit numr de indicatori selecionai ntr-un scop precis. Agregarea const n utilizarea unor metode matematice, simple sau complexe, pentru ponderarea mai multor indicatori ntr-un indice, componentele fiind nuanate prin aceast ponderare. Exemplu: Indicele de Dezvoltare Uman este compus dintr-un anumit numr de indicatori cum ar fi sperana de via la natere, nivelul de educaie, etc.. Indicator este o proporie sau o relaie calculat. De exemplu, produsul intern brut pe cap de locuitor, densitatea populaiei, etc.. Statistic este o informaie elaborat plecnd de la datele de baz. De exemplu, media temperaturii sau a cantitii de precipitaii, suprafaa unei ri, populaia, etc.. 13-4 Date brute reprezint informaiile brute oferite de staiile de supraveghere (date netratate). De exemplu, datele referitoare la temperatur, la cantitatea de precipitaii msurate de o staie de supraveghere. 13.3. INSTRUMENTE UTILIZATE Rezolvarea problemei selectrii indicatorilor care urmeaz a fi dezvoltai i a stabilirii gradului de agregare a informaiei este ntotdeauna dificil. n calitate de instrumente de comunicare i de ajutor la luarea deciziilor, indicatorii de mediu ajung s fie difuzai n numr restrns. Ideal ar fi s se ajung la un numr de indicatori mai mic de 20, dar din cauza aspectelor multiple care apar n abordarea problemelor de mediu i care trebuie reflectate prin intermediul indicatorilor, acest numr este adesea depit. De aici apare dilema clasic a indicatorilor evocat de muli autori: pe de o parte se dorete ca datele s fie accesibile ntr-un mod ct mai complet posibil, indiferent de complexitatea pe care o ridic aceasta; pe de alt parte, se tinde ctre o form ct mai concis, ideal fiind cea a indicelui unic, indiferent de distorsiunea rezultatelor pe care aceast simplificare o impune. Recurgerea la un indice de mediu care cumuleaz mai multe tipuri de informaii poate reprezenta n final o modalitate de a ctiga n concizie. n exemplul prezentat mai nainte, constituit pornind de la emisiile principalelor gaze cu efect de ser, indicele este agregat dintr-un numr limitat de indicatori (mai puin de 10) pe criterii de ponderare tiinifice. Cu toate acestea, domeniile specifice mediului suficient de bine cunoscute pentru care se poate stabili un consens n jurul indicatorilor alei i a valorilor utilizate pentru ponderare, sunt rare. n cazul efectului de ser, unii experi reproeaz indicelui c nu ia n considerare dect un numr limitat de poluani; alii contest valorile utilizate pentru ponderi (acestea sunt de altfel modificate sistematic n funcie de progresul tiinific). Se reproeaz uneori c indicele calitii aerului care este difuzat pentru anumite aglomerri nu ine seama de efectele sinergice ale poluanilor. Tentativele de punere la punct a indicilor de mediu nalt agregai, dup modelul indicilor economici de tip PIB, se dovedesc i mai puin consensuale. Agregarea la un nivel superior prsete efectiv sfera expertizei tiinifice i devine politic. Este dificil s se ia n considerare probleme att de diverse ca schimbrile climatice sau disconfortul provocat de zgomot. n lucrrile sale, Adriaanse (1993) propune o ponderare n raport cu urgena situaiei, adic n funcie de distana fa de o norm prestabilit de dezvoltare durabil, dar nici aceast soluie nu rezolv problema. ntr-o manier mult mai general, agregarea la acest nivel pune problema nlocuirii: unificarea multiplelor aspecte ale mediului ntr-o evaluare unic const n acceptarea unui principiu de compensare, adic o ameliorare ntr-un domeniu poate contrabalansa o deteriorare n altul, pentru aceeai valoare a indicelui. Referitor la legitimitatea acestui principiu pot exista unele ndoieli. Unii autori (Mitchell, 1996) reproeaz indicilor, printre altele, opacitatea lor. Agregarea face s fie delicat identificarea factorilor de degradare a unei situaii. Se poate spune, de exemplu, c un medic va putea defini cu greu un tratament pentru un pacient dac singura informaie de care dispune este c acesta este bolnav sau foarte bolnav. Indicele nu reprezint deci ntotdeauna un instrument foarte bine adaptat atunci cnd este utilizat la luarea deciziei. Se poate constata c este simplu s se determine aprioric forma de restituire a unor informaii de mediu pertinente. Ideal ar fi s se dispun de o cutie cu instrumente care s conin baze de date, metode de agregare i coeficieni de ponderare, i care 13-5 s permit, n funcie de necesiti, parcurgerea triunghiului informaiei aa cum este prezentat n figura urmtoare: descriptori pentru a fi exhaustiv pe un subiect precis, selecie restrns de indicatori pentru luarea deciziilor, indice unic pentru subiectele mari, etc.. Date de baz / Statistici Selecia indicatorilor Profilul indicatorilor Indici Cantitatea total de informaii Sintez Integrare Descriptori / baze de date Fig.2 Triunghiul informaiei (dup Rump, 1996) Astfel de cutii de instrumente sunt nc dificil de constituit datorit lipsei datelor de baz, a consensului n ceea ce privete modelele de agregare, etc. Iniiativele i cercetrile, la scar local, naional sau internaional sunt numeroase n acest domeniu i amelioreaz cu pai mici capacitile de evaluare. 13.4. PROPRIETI I CARACTERISTICI ALE INDICATORILOR n funcie de mesajul care trebuie transmis pot fi inventariai diferii indicatori de mediu (Rump, 1996). 13.4.1 DESCRIPTIVI SAU NORMATIVI Indicatorii descriptivi au ca principal obiectiv ilustrarea unei evoluii particulare a mediului. Eroziunea solului, coninutul de oxigen dizolvat al apelor dulci, concentraia de dioxid de sulf a aerului ambiant, etc. pot fi exemple de astfel de evoluii. Aceti indicatori sunt selecionai n funcie de capacitatea lor de a reflecta ameliorarea sau degradarea strii mediului. Indicatorii normativi se prezint sub o form mai elaborat. n acest caz, se compar indicatorul respectiv cu o valoare de referin, n scopul de a rafina aprecierea asupra evoluiei sale. Valoarea de referin poate fi de natur diferit (IFEN Institutul Francez al mediului, 1996): Media asupra rezultatelor unui ansamblu de regiuni sau naiuni Indicatorii de mediu propui de OCDE (Organizaia de Cooperare i Dezvoltare Economic) sunt nsoii de media specific rilor implicate (OCDE 1995). n acelai 13-6 scop, IFEN a publicat n 1996 un material numit Starea mediului n regiunile franceze (IFEN 1996b), care conine viniete de indicatori, rezultatele regionale fiind comparate cu media naional. Acest tip de comparaie nu este valabil dect dac regiunile sau rile care au fost reunite prezint similitudini n ceea ce privete nivelul de via sau de industrializare. n plus, chiar dac se ine seama de aceast condiie, diferenele geografice, climatice, culturale etc. dintre rile respective conduc adesea la politici foarte diferite pentru aceeai problem de mediu. Acest aspect face dificil comparaia pentru anumii indicatori i nu permite o evaluare clar a performanei naionale. Este de notat c, comparaia cu vecinii rmne ntotdeauna un criteriu de evaluare puternic, chiar dac referina utilizat n acest caz nu este absolut i nu constituie un obiectiv care trebuie atins. Valoarea istoric estimat a stadiului preindustrial sau valoarea original corespunztoare unui loc identificat ca neafectat de activitile umane Acest tip de referin prezint avantajul punerii n eviden a importanei presiunilor de mediu care au aprut dup revoluia industrial. Cu toate acestea, ntr-o optic a dezvoltrii durabile, o astfel de referin nu este foarte interesant n msura n care o rentoarcere la starea original a mediului este imposibil din punct de vedere economic i social n majoritatea domeniilor specifice mediului i nu constituie, chiar implicit, obiectivul politicilor de mediu. Obiectiv sau norm politic n acest caz, o valoare care a fost determinat prin consens politic (sub-naional, naional sau internaional) constituie un obiectiv care trebuie atins. Se utilizeaz indicatorii de performan a mediului; n final, noiunea de performan rezult din examinarea distanei parcurse i a distanei care mai trebuie parcurs pentru a atinge valoarea int. O selecie a indicatorilor de performan a mediului la scar naional poate fi propus de institutele de specialitate. Astfel de indicatori sunt utili ntr-un cadru de urmrire i de examinare a politicilor publice. Cu toate acestea, punerea lor la punct este destul de dificil deoarece sunt nc rare msurile politice asociate obiectivelor cantitative. De altfel, experiena arat c n aceast optic nu pot fi considerate numeroase domenii specifice ale mediului. n plus, interpretarea acestor indicatori trebuie s fie fcut cu pruden; obiectivele politice cantitative, n cazul n care au fost definite, sunt adesea rezultatul consensului ntre utilizatorii i aprtorii mediului i nu constituie neaprat obiective adevrate de durabilitate (att ct pot fi definite aceste obiective) n raport cu resursa care trebuie protejat. 13.4.2 RETROSPECTIVI SAU PREDICTIVI Indicatorii permit o comparaie temporal sau spaial. n cazul n care axa temporal este favorit, indicatorul ilustreaz evoluia n timp a unuia sau a mai multor parametri reprezentativi. Examinarea tendinelor evideniate de indicatorii retrospectivi este ntotdeauna bogat n informaii. Cu toate acestea, poate fi la fel de interesant s se dispun de elemente care s permit prevederea evoluiei viitoare a situaiei studiate. Indicatorul este utilizat n acest caz ca element al unui model predictiv i permite elaborarea proiectelor corespunztoare diferitelor variante de scenarii. n acest context, indicatorul devine un instrument de planificare interesant pentru factorii de decizie, n cazul n care gradul de incertitudine asociat proiectelor respective este specificat clar. 13-7 13.4.3 INDICATORII DEZVOLTRII DURABILE n prezent, studiul indicatorilor de mediu este nglobat din ce n ce mai mult n activitatea care vizeaz definirea indicatorilor dezvoltrii durabile. Cu siguran, este primordial s se dispun de un ansamblu de indicatori care s descrie fidel starea mediului, presiunile care se exercit asupra lui i rspunsurile din partea societii. Obiectivul final care trebuie atins este de a putea furniza factorilor de decizie informaii care s le permit luarea n calcul a factorilor economici, sociali i de mediu, ntr-o legtur indisolubil. Astfel, factorii de decizie vor putea s evalueze posibilitile care permit ca sistemele de producie, de consum, mediul i utilizarea resurselor naturale s se perpetueze. Definirea indicatorilor dezvoltrii durabile constituie o miz considerabil; ei vor permite n particular s se creeze un concept considerat adesea ca foarte incert. Dup Summit-ul Pmntului din 1992, comunitatea tiinific i internaional a multiplicat iniiativele. La nivel global, Comisia de Dezvoltare Durabil (Naiunile Unite), Banca Mondial, OCDE au lansat programe de lucru referitoare la aceast problem. La scar naional, problema a fost deja abordat, iar unele state cum ar fi Marea Britanie, au lansat unele propuneri n acest sens. 13.5. CRITERII DE SELECIE Numeroi autori au ncercat definirea criteriilor de calitate la care trebuie s rspund indicatorii de mediu (OCDE 1993, Bakkes .a. 1994, Rump 1996). Rump a adunat aceste criterii n trei mari categorii: calitatea datelor, dac sunt adecvate subiectului tratat, interesul pentru utilizator. Tabelul 1. Principalele criterii de selecie a indicatorilor (Rump, 1996) Calitatea datelor Competena datelor Comunicarea Valoarea tiinific Disponibilitatea datelor Calitatea datelor Costul datelor Reprezentativitatea Acoperirea geografic Sensibilitatea la evoluii Competena Simplitatea Existena unei valori de referin Posibilitatea de comparaie Posibilitatea de utilizare n cadrul scenariilor prospective 13.5.1 CALITATEA DATELOR I JUSTEEA ANALIZEI Valoarea tiinific Indicatorul trebuie s se bazeze pe fundamente tiinifice i tehnice corecte i fr ambiguitate. Acest criteriu este deosebit de important ct timp el ilustreaz un domeniu mai puin cunoscut (impactul polurilor asupra ecosistemelor complexe, ...). n legtur cu utilizarea acestui indicator este necesar un consens al experilor. Disponibilitatea datelor Datele de baz care permit calculul indicatorului trebuie s fie disponibile i accesibile. O serie cronologic moderat de lung va trebui s poat fi consultat i s asigure posibilitatea oferirii n viitor a noilor date colectate conform anumitor reguli. De asemenea, va trebui stabilit coerena i compatibilitatea msurrilor n timp i n spaiu. 13-8 Calitatea datelor Datele trebuie s fie de bun calitate, adic precise, robuste i reproductibile. Metodologia de msurare i eventualele tratamente (prelucrri) statistice trebuie s corespund normelor n vigoare. Datele trebuie s poat fi uor manipulate (agregate, dezagregate, ...). Ele trebuie s fie nsoite de o documentaie (meta-date) care s descrie metoda de msurare i s indice limitrile inerente ale acestei metode (marja de eroare, ...). Costul datelor Datele trebuie s fie accesibile n prezent i n viitor la un raport cost-avantaje rezonabil. 13.5.2 ADECVAREA N RAPORT CU SUBIECTUL ABORDAT Reprezentativitatea Indicatorul trebuie s furnizeze o ilustrare reprezentativ a situaiei mediului sau a tipului de presiune/rspuns pe care l descrie. Acoperirea geografic Indicatorul trebuie s reflecte specificitatea ansamblului zonei studiate. El trebuie s fie adaptat (form, expresie) la scara aleas (naional, regional, local, ...). Sensibilitatea la evoluii Indicatorul trebuie s fie sensibil la schimbri i s reflecte fidel modificrile mediului sau ale activitilor umane asociate. n plus, trebuie ca selecia indicatorilor utili s poat fi modificat (adugarea unui indicator, dispariia altuia) n funcie de noile preocupri care apar. 13.5.3 COMUNICAREA Pertinena (competena, adecvarea) Informaia furnizat de ctre indicator trebuie s fie adecvat subiectului ilustrat i n acelai timp, interesant pentru utilizator. Anglo-saxonii vorbesc despre rezonana indicatorului, adic despre calitatea sa de a stimula interesul i nelegerea imediat a utilizatorului. De exemplu, oraul Seattle a selecionat ca indicator de calitate a aerului numrul de zile n care munii sunt vizibili din ora. Simplitatea Interpolarea indicatorului de ctre utilizator trebuie s fie simpl, rapid i fr ambiguiti. Nivelul de complexitate al indicatorului va fi adaptat n special la auditoriu. Existena unei valori de referin Indicatorul trebuie s fie nsoit de o valoare de referin (obiectiv, prag, valoare istoric, etc.) cu care poate fi comparat. Posibilitatea de comparaie Indicatorul trebuie s poat fi comparat cu rezultatele obinute n alte zone de studiu (comparaii inter-regionale sau inter-naionale), ceea ce subnelege existena metodologiei de calcul comune. n plus, chiar forma indicatorului care a fost aleas pentru comparaie va trebui s fie adaptat. Pentru aceasta, alegerea numitorului, n cazul n care indicatorul se prezint sub forma unei fracii, poate fi important. 13-9 De exemplu, o comparaie de indicatori de mediu definii la scar regional va putea da rezultate foarte diferite dac rezultatele sunt exprimate pe locuitor sau pe km2. Posibilitatea de utilizare n cadrul scenariilor prospective Indicatorul trebuie s poat interveni n cadrul modelrii i s furnizeze o baz pentru reprezentarea scenariilor prospective. Dac este important s se conserve spiritul atributelor indicatorului ideal n momentul efecturii unei selecii, se vor gsi n practic foarte puini indicatori care s ndeplineasc toate aceste condiii. n practic, accentul va fi pus pe unul dintre criterii n funcie de obiectivul specific asociat indicatorului. Dac se dorete s se ilustreze o tendin, criteriile de disponibilitate a datelor pe o perioad lung de timp i de regularitate a producerii indicatorului, sunt primordiale. Dac indicatorul ndeplinete o funcie de alert, criteriul competenei (pertinenei) n raport cu subiectul va ocupa primul loc. Va fi necesar n aceeai msur s se asigure ca etapele de colectare i de analiz a datelor s poat fi realizate ntr-un interval suficient de scurt. Dac indicatorul are nainte de toate sarcina de a permite compararea pe o tem specific, accentul va fi pus pe criteriul posibilitii de comparare a datelor i metodologiilor de calcul utilizate, etc.. 13.6. SELECTAREA UNUI ANSAMBLU COERENT DE INDICATORI Punerea la punct a unui ansamblu de indicatori de mediu este asociat n general unei cereri specifice. Aceasta poate conine o tem sau un mediu particular (indicatori ai schimbrii climatice, ai apelor continentale, a litoralului, etc.) la scar naional sau sub-naional. De asemenea, poate fi vorba despre dezvoltarea indicatorilor transversali asociai unui teritoriu particular i care reflect diferite aspecte de mediu la scara unei regiuni, departament sau comune. Selecia poate ilustra de asemenea impacturile de mediu ale unei ramuri de activitate particulare (industrie, agro-alimentare, etc.); n acest caz se vorbete despre indicatori sectoriali. n plus, domeniul de studiu poate fi restrns (indicatorii de impact asupra ecosistemelor acvatice, asupra industriei, etc.). Este clar c selectarea final a indicatorilor va depinde ntr-o msur foarte mare de mrimea cmpului de investigaii i de precizia cu care acesta este definit. n toate cazurile informaiile vor ctiga n claritate i eficien, acesta fiind un obiectiv care trebuie avut n vedere atunci cnd se stabilesc indicatorii ntr-o structur logic i organizat. 13.6.1 PROBLEMATICA DE MEDIU ntr-un context general de evaluare a strii mediului pentru un teritoriu dat, structura aleas se creeaz ntotdeauna mai mult sau mai puin n jurul descrierii principalelor funcii ale mediului i a interfeelor sale cu societatea i economia, ntr-o logic de dezvoltare durabil (Hammond .a. 1995): 13-10 Funcia surs a mediului Exploatarea n cadrul activitilor umane a resurselor naturale (regenerabile sau ne-regenerabile) poate antrena, n cazul gestiunii ne-durabile, o dispariie sau o degradare a acestor resurse. Temele abordate n acest caz sunt: - diminuarea stocurilor de soluri cultivabile (artificializare, eroziune, ...) i degradarea calitii solurilor (pierderea fertilitii); - diminuarea stocurilor de lemn (despdurire, ...) i degradarea calitii pdurilor; - diminuarea stocurilor halieutiques (dup specii) i degradarea calitii stocurilor; - diminuarea stocurilor de ap subteran i degradarea calitii apei; - diminuarea resurselor minerale; - diminuarea resurselor de hidrocarburi, etc. Poate fi interesant, n aceast parte, s se dezvolte indicatori de tipul exploatare/stoc (resurse ne-regenerabile) sau exploatare /rennoire a stocului (resurse regenerabile), n msura n care este disponibil valoarea aproximat a acestor numitori. Funcia fntn = surs a mediului Una dintre principalele presiuni asupra mediului este legat att de deversarea de poluani ct i de diseminarea voluntar a substanelor potenial toxice pentru ecosisteme. Temele abordate sunt n principal urmtoarele: - emisiile n aer (gaze cu efect de ser, care distrug stratul de ozon, responsabile de acidificare, de degradarea aerului la scar local, etc. cum ar fi CO2, CO, CH4, NOx, SO2, compui organici volatili, reziduuri deversri radioactive); - emisiile n ap (nitrai, fosfai responsabile de eutrofizare, materii organice, materii n suspensie, materii inhibitoare metale, pesticide, substane toxice, deeuri radioactive, etc.); - poluarea solurilor (nitrai, fosfai, pesticide, hidrocarburi, alte substane toxice, etc.); - producia de deeuri solide care urmeaz a fi descrcate, etc. Indicatorii dezvoltai pe aceste teme iau n general forma evoluiei n timp a emisiilor unuia sau mai multor poluani. Aceste emisii sunt asociate unui teritoriu particular sau specifice ramurilor de activitate conform definiiei domeniului de interes care a fost ales pentru aceti indicatori. Unii indicatori pot de asemenea s pun n eviden eforturile realizate n scopul diminurii emisiilor (reciclarea deeurilor, ...). Funcia biologic a mediului Una din axele prioritare ale domeniului mediului const n conservarea integritii ecosistemelor. Temele abordate n acest caz sunt urmtoarele: - dispariia ecosistemelor (suprafee, ...); - dispariia speciilor, diminuarea biodiversitii; - impactul activitilor umane asupra patrimoniului natural (artificializare, fragmentare, poluare, introducerea speciilor strine, ...); - calitatea ecologic a cursurilor de ap; - tipuri de protecie a spaiilor i a speciilor naturale, etc. 13-11 n ciuda importanei acestei teme, indicatorii rmn n general rari din cauza lipsei de date referitoare la starea de sntate a ecosistemelor i impactului presiunilor umane. La scar local, este posibil s se dezvolte n acelai timp anumii indicatori care se bazeaz pe rezultatele unor studii tiinifice punctuale (urmrirea unei populaii de specii martor, ...). Funcia calitatea vieii Mediul reprezint n primul rnd mediul de via al oamenilor. De aceea este important s se dispun de indicatori care s permit aprecierea calitii i a eventualei degradri a acestui mediu de via. Temele abordate n acest caz sunt urmtoarele: - calitatea aerului; - calitatea apei potabile; - calitatea apelor de scldat; - expunerea la ali vectori de boli (afeciuni) ale mediului sau la produse toxice; - zgomotul; - conservarea peisajelor, etc. Indicatorii care descriu calitatea mediului ca mediu de via pot lua forme foarte diverse. Adesea, evaluarea este uurat de existena normelor de calitate (numrul de zile n care poluarea aerului n raport cu un anumit poluant a depit normele n vigoare, procentul unitilor de distribuie a apei potabile care au furnizat o ap care nu este conform, ...). Anumite aspecte ale cadrului de via, cum ar fi peisajul, rmn dificil de apreciat sub o form cantitativ. 13.6.2 PRIORITI n general, cererea specific aflat la originea elaborrii indicatorilor de mediu determin faptul c numai unele dintre temele identificate mai nainte sunt privilegiate. De exemplu, dac selecia se refer la o ramur de activitate particular, se va studia n principal impactul acestei activiti asupra mediului (exploatarea resurselor naturale i emisiile de poluani). n schimb, dac indicatorii sunt dezvoltai la scara unei aglomerri, accentul va fi pus asupra calitii vieii. n plus, rezonana indicatorilor este sporit dac selecia propus se axeaz n special n jurul temelor particulare, identificate n cadrul planurilor sau programelor de aciune. Se poate cita, de exemplu, selecia indicatorilor de mediu realizat de Naiunile Unite pornind de la diferite capitole ale Agendei 21 (conform tabelului 1). La scar local, aplicarea prevederilor acesteia poate furniza o structur util pentru dezvoltarea indicatorilor de mediu i, mai general, ai dezvoltrii durabile. 13.6.3 STRUCTURA UTILIZAT Majoritatea iniiativelor de elaborare a indicatorilor de mediu se axeaz pe modelul Presiune Stare Rspuns (PSR). Aceast structur bazat pe principiul cauzalitii a fost pus la punct de ctre OCDE pentru urmrirea condiiilor de mediu n statele membre i permite obinerea de rspunsuri la principalele ntrebri referitoare la mediu. Cadrul urmeaz o logic: cauz efect rspuns social. El ncearc s lege cauzele schimbrilor de mediu (presiuni) de efectele lor (stare) i n final de politicile, aciunile i reaciile publice (rspuns) ntreprinse pentru a face fa acestor schimbri. 13-12 Modelul PSR poate fi aplicat att la nivel internaional, naional sau local ct i pentru analize sectoriale. El a fost acceptat i adoptat de ctre actorii (participanii) internaionali pentru urmrirea i evaluarea progreselor n domeniul mediului. Observaii: Indicatorii de presiune permit o evaluare direct a eficienei politicilor puse n aplicare (de exemplu, se msoar creterea sau descreterea emisiilor n aer sau ap). Ei sunt utili n mod special la formularea obiectivelor viitoarelor aciuni iar datele necesare construirii acestor indicatori sunt n general disponibile. Indicatorii de stare au o funcie esenial descriptiv reflectnd starea mediului. Este util ca aceti indicatori s fie comparai cu normele de calitate aflate n vigoare (calitatea aerului, a apei potabile, etc.). Indicatorii de rspuns indic eforturile societii sau ale unei instituii, ntreprinse pentru ameliorarea strii mediului sau reducerea surselor de degradare. Ei indic modul n care sunt puse n aplicare politicile, evideniind tratatele semnate, angajamentele bugetare, cercetarea dezvoltat, respectul legislaiei, schimbrile de comportament voluntare etc.. n general, punerea la punct a indicatorilor de rspuns reprezint cea mai dificil etap. Pe de o parte nu se dispune ntotdeauna de datele necesare, iar pe de alt parte, definirea acestor indicatori nu este tocmai uoar. Cel mai des se utilizeaz indicatori de tip administrativ (Procentul departamentelor care au publicat Planul lor de Deeuri menajere, Numrul aeroporturilor care au realizat un plan de poluare sonor, ...) care nu reflect ntotdeauna eficiena real a msurilor luate. n plus, aceti indicatori se prezint uneori sub forma destul de simpl a unui rspuns de tip da/nu. Agenia European pentru Mediu a definit un cadru mai larg pentru aceti indicatori: Tendine socio-economice Presiune Stare Impact Rspuns. Indicatorii Tendine socio-economice se plaseaz naintea indicatorilor de presiune. Ei reunesc elemente care nu sunt legate direct de mediu dar a cror urmrire este esenial. De exemplu: circulaia anual a autovehiculelor particulare ofer, referitor la importana traficului rutier, un indicator de presiune asociat reprezentat de emisiile atmosferice produse de surse mobile. Indicatorii Impact permit punerea n eviden a impactului unei situaii specifice de mediu. Dezvoltarea acestor indicatori este deosebit de important deoarece ei permit evaluarea direct a unei probleme de mediu. Inconvenientul care apare la definirea indicatorilor de impact este lipsa datelor care permit obinerea lor. De exemplu, n domeniul polurii atmosferice, la indicatorul de stare concentraii de ozon poate fi asociat indicatorul de impact pierderea randamentului unei culturi sau creterea consultaiilor medicale pentru tulburri respiratorii. Corelarea problemelor de mediu i a modelului Presiune Stare Rspuns se face n general prin construirea unui tabel (tabelul 2). Tabelul 2. Cadrul Presiune Stare Raspuns (Plan Bleu, 1996) ntrebri Tipul indicatorilor i descriptorilor Ce arat indicatorii Care sunt presiunile exercitate asupra mediului? indicatori de presiune Presiuni ale activitilor umane care determin o schimbare a mediului. Care este evoluia mediului i a resurselor naturale? indicatori de stare Schimbri sau tendine observate n starea psihic sau biologic a mediului natural (calitate i cantitate). Ce s-a ntreprins n acest indicatori de rspuns Aciuni adoptate ca rspuns 13-13 scop? la mutaiile nregistrate n mediu i la preocuprile din acest domeniu. Acest tip de prezentare este util pentru a garanta c selectarea indicatorilor a fost definit logic, sistematic i complet. n acelai timp, este necesar s se in seama de faptul c acest model liniar i cauzal nu este dect o reprezentare foarte simplificat a realitii. O nelegere fin a ecosistemelor necesit luarea n calcul a unei multitudini de cauze, interaciuni, efecte indirecte sau ntrziate, etc. pe care sistemul PSR nu le poate reflecta. 13.7. CONCLUZII Punerea la punct a indicatorilor de mediu este o sarcin complex dar relevant din multe puncte de vedere. Ea permite nu numai evidenierea evoluiilor sub o form sintetic dar i favorizarea identificrii gurilor (lipsurilor) n informaia de mediu. Elaborarea i difuzarea acestor indicatori trebuie s fie continu. Multiplicarea iniiativelor locale, regionale, sectoriale, naionale va determina ca aceste instrumente s devin indispensabile la luarea deciziilor. Scopul lor nu este s nlocuiasc analizele tradiionale (rapoarte asupra strii mediului, monografii sectoriale, ...) care ofer posibiliti de evaluare i de interpretare mai mari, ci s vin n completarea lor, jucnd un rol de informare, alert i incitare la aciune. 14-1 14. STATISTICI DE MEDIU 14.1. ORGANIZAREA STATISTICILOR DE MEDIU Statisticile de mediu sunt acele statistici care descriu starea i evoluia mediului, indiferent dac este vorba despre mediile naturale (aer i climat, ape, terenuri i soluri) care evolueaz sau despre mediile construite (aezrile umane). Statisticile de mediu sunt n mod natural globale, deoarece ele se axeaz pe activitile umane i fenomenele naturale care influeneaz mediul, pe impactul lor ecologic, pe reacia societii la acest impact i, n sfrit, pe calitatea resurselor naturale i disponibilitatea lor. ntr-un sens mai larg, expresia statistici de mediu desemneaz indicatorii, indicii i calculele ecologice. innd seama de sarcinile uzuale pe care le are Oficiul de Statistic, acesta este de drept actorul principal al unui Sistem Informaional al Mediului, unul dintre principalii si furnizori de date. Rolul su bine definit va consta n urmtoarele activiti: - exploatarea statisticilor existente pentru alimentarea SIE (recensminte demografice, anchete referitoare la populaie, anchete industriale, anchete agricole, calcule referitoare la cheltuielile efectuate pentru protecia mediului, parcul de automobile etc.); - dezvoltarea anchetelor periodice adugnd ntrebri suplimentare la chestionarele de anchet existente; - programarea i efectuarea anchetelor de mediu specifice (de exemplu, anchete referitoare la deeurile oreneti); - adugarea contribuiei sale tehnice la alte componente ale SIE (pe planul metodologiei statistice, pe planul contabilitii de mediu, sfaturi pentru elaborarea sistemelor de observare etc.). Pe plan naional i internaional s-a ncercat n mai multe rnduri s se creeze un sistem sau un cadru specific statisticilor de mediu. Statele lumii adopt diferite metode pentru dezvoltarea i organizarea statisticilor de mediu; structura sistemelor, cadrul i publicarea statisticilor prezint ns elemente comune. Aceste elemente pot fi clasificate n patru concepte fundamentale: 1. Abordarea dup element Organizeaz ntrebrile referitoare la mediu n funcie de un element considerat principal: aer, ap, teren/sol sau mediu artificial. Ea se bazeaz mai mult pe evaluarea strii elementului principal n diferite momente determinate i mai puin pe supravegherea continu a proceselor de evoluie ale acestuia. Metoda este asemntoare conceptelor i clasificrilor statistice i administrative clasice i percepiei populare asupra mediului. Cu toate acestea ea nu permite analiza interaciunilor dintre activitile umane i mediu. 2. Abordarea agresiune reaciune Acest concept a fost elaborat deoarece metoda abordrii dup element nu era suficient pentru studiul proceselor de evoluie a mediului. El se axeaz pe incidena intervenei omului n interiorul mediului (agresiune) i transformarea mediului care rezult n urma interveniei (reacia mediului). Cadrul agresiune reaciune asociaz o serie de activiti care exercit o agresiune asupra mediului cum ar fi producerea de deeuri, extracia resurselor naturale sau producerea substanelor periculoase, la urmtoarele categorii de date: 14-2 a. Msura surselor de agresiune. Activiti umane i naturale susceptibile de a degrada mediul, de a afecta sntatea omului, de a amenina supravieuirea speciilor, de a epuiza resursele neregenerabile i de a antrena deteriorarea calitii aezrilor umane. b. Msura agresorilor. Elemente care fac presiuni asupra mediului natural i artificial i contribuie la dezorganizarea lui, cum ar fi emisiile de poluani. c. Msura reaciilor mediului. Efecte observate ale agresorilor asupra mediului natural i artificial. d. Msura reaciilor colective i individuale. Reacii ale omului la transformrile de mediu, cum ar fi protecia i conservarea mediului. e. Msura stocurilor. Stocuri de resurse naturale, cldiri i substane periculoase. 3. Abordarea prin contabilizarea resurselor naturale Este urmrit fluxul resurselor naturale de la extracia lor din mediul natural, de-a lungul etapelor de tratare i utilizarea lor final pn la rentoarcerea n mediu sub form de deeuri sau n sectorul economic pentru reciclare. Acest sistem poate fi realizat n conformitate cu Sistemul de Contabilitate Naional. Diferena care exist ntre calculul materialelor (stocuri i flux) i calculele de mediu const n faptul c acestea din urm sunt mai puin elaborate n teorie i practic i c nregistreaz fluxurile de deeuri ntre sistemul economic i stocul de resurse ale mediului prin intermediul contabilizrii emisiilor, definind transformrile calitii mediului prin contabilizarea situaiei existente. 4. Abordarea ecologic Aceasta trateaz subiecte referitoare att la evaluarea diversitii i dinamicii populaiei, produciei de biomas ct i la productivitatea, stabilitatea i elasticitatea ecosistemelor. n afar de aceste abordri, exist i altele care permit observarea schimbrilor care au loc la nivelul naturii i care au implicaii statistice. A. Abordarea observaie geografic sol - flor i faun Aceast abordare este destinat determinrii nivelului de degradare a mediului conform clasificrii utilizrii solurilor. n aceast abordare, colectarea datelor se face prin utilizarea chestionarelor completate prin metoda direct sau indirect. Acest tip de observare este adesea organizat de geografi, biologi i ali experi tiinifici din domeniu. Este posibil s se utilizeze agregarea rezultatelor. n continuare sunt prezentate exemple relevante ale acestei abordri: 1. Observaii aeriene Imaginile zonei studiate sunt luate prin intermediul sateliilor sau din avion (elicopter). Aceste imagini satelitare sunt mai puin precise dect fotografiile aeriene luate dintr-un avion la altitudini foarte joase. Ele sunt prezentate sub form de benzi colorate n funcie de deprtare. Conform particularitilor zonei, se poate nota c precizia imaginii din fotografie depinde de altitudinea aparatului (satelit sau avion). Precizia imaginii este o funcie proporional cu nlimea la care se afl avionul. Comparaia dintre imaginile luate n perioade diferite permite factorilor de decizie i utilizatorilor s aprecieze schimbrile calitii mediului. Acest studiu permite obinerea de informaii numai asupra solului i florei. 2. Observarea anumitor grupuri de plante sau animale n acest caz este vorba numai despre o simpl constatare cu ochiul liber a unui fenomen punctual: de exemplu, se poate observa cu ochiul liber micorarea suprafeei 14-3 de rspndire a unei esene importante prin valoarea sa economic, sau a faunei ntr-o pdure tropical. 3. Alte metode/abordri tradiionale Exist i alte metode de observare geografic cum ar fi planul afectrii solurilor realizat prin mprirea pe zone a suprafeei observate etc. B. Abordarea msurare aer, ap i sol Pentru msurarea emisiilor exist dou metode care trebuie cunoscute: 1) Metoda indirect Cantitatea total de emisii n atmosfer a unei substane se poate calcula aplicnd coeficientul de emisie. 2) Metoda direct Este o metod practic care utilizeaz mijloace tiinifice pentru msurarea diferitelor emisii de substane n atmosfer. Aceast abordare ridic probleme importante de cuantificare a emisiilor din cauz c acestea nu sunt stabile. Vntul, umiditatea i aerul sunt factori responsabili de emisii n atmosfer. Calculul nivelului de emisii utilizeaz un model care integreaz acest factor. Pornind de la modelul economic, ecuaia consumului se poate scrie n felul urmtor: P0 + Im Ex = Cm (1) Y + Ix - Ex = sarcin (1) Y + Ix - Ex = sarcin Y + Ix - Ex + (-) dStoc + transfer transformare = sarcin n aceste relaii: P0 este producerea de emisii ntr-un loc; Im importul de emisii prin intermediul vntului; Ex exportul de emisii datorat vntului; Cm consumul de emisii; Y ieirea emisiilor; dStoc variaia stocului de emisii. Conform ecuaiei (1) suma produciei i importului minus exportul este egal cu consumul; aceasta semnific faptul c suma a ceea ce iese dintr-o uzin (ieirea) i importul minus exportul n sensul emisiilor constituie o sarcin, de aceea rezult relaia (1) care nu poate da ntotdeauna valoarea exact a sarcinii. innd seama de transformarea unei pri a emisiilor n ploaie acid, transferul i variaia stocurilor, sarcina este reprezentat prin a doua ecuaie. Sarcina real poate fi msurat plecnd de la aceast a doua ecuaie. Cel mai mare inconvenient al acestei abordri este acela c nu se cunoate poluatorul sau sursa de emisii, ceea ce conduce la realizarea unei clasificri a polurii dup tipul poluantului (modelul Presiune Stare Rspuns). Datele de apreciere a schimbrilor calitii aerului, apei i solului sunt obinute utiliznd instrumente tiinifice. Adesea, colectarea datelor se efectueaz fie prin metoda indirect (chestionare n birou) fie prin metoda direct (chestionare sau msurtori pe teren). Msurarea necesit o experien tehnic. Rezultatele se refer n mod normal la un loc i la o perioad (dat/or) precise. Aceste rezultate nu pot fi agregate pentru a obine date naionale. C. Abordarea poluator cine a poluat Aceasta permite determinarea poluatorilor dup o clasificare economic. Colectarea datelor se face cu ajutorul chestionarelor, adesea pregtite de ctre oficiile statistice. Abordarea necesit o experien de mediu i rezultatele se refer la un 14-4 anumit loc (stabiliment) i la o anumit producie. Ca emisii, rezultatul final poate fi agregat. Exemplu: emisiile de sulf ale unei centrale termice. D. Abordarea bilanul produselor Aceast metod este potrivit pentru determinarea diferitelor transformri ale produselor ca baz de estimare indirect. Datele se colecteaz printr-o combinaie din diferite surse. Abordarea necesit o bun cunoatere tehnic i rezultatele se refer n mod normal la o ar i pot fi agregate. Exemplu: bilanul energetic al unei localiti date. E. Abordarea fluxul materialelor Aceast abordare este adecvat pentru determinarea diferitelor tipuri de intrri i ieiri care nsoesc fiecare form de producie. Datele se colecteaz printr-o combinaie din diferite surse. Abordarea (msurarea) necesit o bun cunoatere tehnic. Rezultatele se refer normal la o ar i sunt agregate. F. Abordarea contabilitate economic i de mediu Aceast abordare este singura care utilizeaz date monetare. Ea permite integrarea mediului n contabilitatea naional i utilizeaz datele fizice, combinndu-le cu valori. Abordarea necesit o bun cunoatere a contabilitii naionale. Rezultatele sunt agregate. Exemplu: estimarea deteriorrilor mediului. G. Abordarea problemele cele mai importante Se identific problemele majore i se caut datele necesare pentru o lupt eficient. Exemplu: deertificarea. 14.2. CADRUL PENTRU DEZVOLTAREA STATISTICILOR DE MEDIU (CDSM) 14.2.1 OBIECTIVELE CADRULUI Pentru a simplifica dezvoltarea, coordonarea i organizarea statisticilor de mediu este necesar s existe un cadru adecvat. Naiunile Unite au dezvoltat Cadrul pentru Dezvoltarea Statisticilor de Mediu (CDSM) care constituie o combinaie ntre abordarea dup element i abordarea agresiune reaciune. Acest cadru este necesar pentru realizarea urmtoarelor obiective: - studiul problemelor i preocuprilor legate de mediu i calculul aspectelor lor cuantificabile; - calculul variabilelor pentru descrierea statistic a aspectelor cuantificabile ale preocuprilor relative la mediu; - evaluarea necesitilor, surselor i disponibilitilor n materie de date; - utilizarea bazelor de date, sistemelor informaionale i a publicaiilor statistice. 14.2.2 CARACTERISTICILE CADRULUI Aplicabilitatea cadrului depinde de urmtoarele caracteristici: a. Suplee Se asigur supleea meninnd cadrul la un nivel general suficient i lsnd utilizatorilor si sarcina de a-l lrgi i de a-l modifica sau de a alege i reorganiza elementele sale n funcie de necesiti. 14-5 b. Coeren Coerena conceptelor, definiiilor i clasificrilor permite asigurarea legturii dintre diferitele pri i diferitele elemente ale unui sistem statistic. Definiiile i clasificrile cadrului de dezvoltare a statisticilor de mediu sunt foarte rudimentare pentru a putea asigura un maximum de suplee. Anumite criterii minimale de concepie, de procedur i de taxonomie sunt totui aplicate constant n structura i coninutul cadrului de dezvoltare a statisticilor de mediu. c. ntindere Cadrul pentru statisticile de mediu trebuie s acopere tot ansamblul dificultilor cunoscute i eventuale ale mediului, atunci cnd trebuie considerate toate odat sau trebuie s se aleag dintre ele. 14.2.3 STRUCTURA CADRULUI Cadrul pentru dezvoltarea statisticilor de mediu rezult din luarea n considerare att a naturii statisticilor de mediu i a obiectivelor lor ct i a caracteristicilor acestui cadru. Realizarea unui tabel cu dou sensuri care stabilete raportul ntre elementele fundamentale ale mediului i alte informaii constituie modul de prezentare a cadrului. Categorii de informaii Elemente ale mediului Activiti sociale i economice, evenimente naturale Incidena activitilor/evenimentelor asupra mediului Reaciile incidenelor asupra mediului Inventarii, stocuri i condiii de referin 1. Flora 2. Fauna 3. Atmosfera 4. Ap: a. dulce b. de mare 5. Pmnt/sol: a. sol b. subsol 6. Aezri umane Tabelul 1. Cadrul pentru dezvoltarea statisticilor de mediu Activiti sociale i economice Activitile umane i evenimentele naturale considerate sunt cele care pot avea o inciden direct asupra elementelor mediului. Activitile umane constau n principal n producie i consum, dar pot de asemenea s conin i activiti care au scopuri neeconomice. Ele produc incidene asupra mediului prin utilizarea sau abuzul direct asupra resurselor naturale sau prin producerea deeurilor n procesul produciei i consumului. Evenimentele i catastrofele naturale sunt incluse n aceeai categorie de informaii deoarece activitile umane au adesea contribuia lor proprie n producerea catastrofelor naturale. Anumite evenimente catastrofale au fost declanate de activiti umane, de exemplu intensificarea inundaiilor ca rezultat al despduririlor. Sau, n plus, simpla ocupare a zonelor periculoase poate cauza un eveniment natural care devine o catastrof. Activitile umane pentru care nu se poate stabili incidena direct asupra mediului dar care au o influen semnificativ asupra activitilor care au inciden sunt 14-6 enumerate n calitate de condiii de referin n a patra categorie de informaii. Adesea este dificil s se fac distincie ntre reacie i inciden, de exemplu, atunci cnd reacia face parte dintr-o schimbare de procese de producie care antreneaz noi incidene asupra mediului. Incidene asupra mediului ale activitilor i/sau evenimentelor Statisticile coninute n aceast categorie de informaii reprezint incidenele activitilor socio-economice (nelegnd cele ale reaciilor mediului) i ale evenimentelor naturale asupra mediului i, n sfrit, asupra bunstrii omului. Incidenele asupra mediului pot fi benefice sau duntoare. Aceeai activitate poate avea n acelai timp efecte pozitive i negative. De exemplu, construcia unui baraj pe un fluviu poate preveni inundaiile i produce energie electric dar poate, n acelai timp, s mpiedice fertilizarea natural a pmnturilor nvecinate i s perturbe echilibrele ecologice. Incidenele asupra mediului au n general trstura elementului din mediul n care apar. n anumite cazuri, de exemplu cel al ploilor acide, se poate stabili o serie de incidene: poluarea aerului, precipitaii acide, poluarea apei, perturbarea ecosistemelor. Reacii la incidenele asupra mediului Autoritile publice, organizaiile neguvernamentale, grupurile sociale i indivizii reacioneaz la incidenele constatate sau prevzute ale activitilor umane i ale evenimentelor naturale asupra mediului. Reaciile lor sunt activiti destinate prevenirii incidenelor duntoare, luptei mpotriva lor, inversrii sau evitrii i producerii de incidene benefice, favorizrii sau mpiedicrii acestora. Aceste activiti constau n politici adecvate i programe i proiecte destinate a le pune n practic. Ele se materializeaz prin controlul poluanilor i lupta mpotriva acestor substane, punerea la punct i aplicarea tehnicilor ecologice curate, modificarea schemelor de consum, amenajarea i utilizarea raional a resurselor naturale i ajutoarele n cazul catastrofelor naturale sau generate de om. Inventare, stocuri i condiii de referin Aceast categorie include coninutul celorlalte categorii de informaii. Subiectele constau n stocurile de resurse naturale i se refer la inventarele habitatului, demografice, meteorologice sau geografice de origine. Se poate stabili un raport direct ntre datele de stocuri prezentate n aceast categorie de informaii i datele de aciune reciproc sau de inciden ale altor categorii de informaii prin intermediul bilanurilor sau contabilizrii resurselor naturale. Aciune/teme Categoria de informaii A. Activiti sociale i economice (presiune/elemente motoare) B. Incidenele acitivitilor/ evenimentelor (situaiilor) C. Reaciile la incidene (de aciune) D. Inventare, stocuri i condiii de referin (situaie) Probleme economice Probleme sociale/demografice Aer/climat Pmnt/sol Apa - resursele de ap dulce - resursele de ap de mare 14-7 Alte resurse naturale Resurse biologice Resurse minerale (incluznd energia) Deeuri Aezri umane Catastrofe naturale Tabelul 2. Lista indicatorilor de mediu i socio-economici 14.3. CADRUL PRESIUNE STARE RSPUNS (PSR) Acest cadru este analog cadrului pentru dezvoltarea statisticilor de mediu. El este fundamentat pe conceptul de cauzalitate care semnific faptul c omul exercit presiuni asupra mediului care conduc la schimbri ale calitii sale i cantitii resurselor naturale. Societatea reacioneaz la schimbrile care au loc prin intermediul formulrii politicilor ecologice, economice generale i sectoriale. Rspunsurile constituie un lan de reacii la presiune prin activitatea omului. ntr-un sens mai larg, aceste etape constituie o parte a unui ciclu de politici ecologice care cuprind identificarea problemei, formularea politicii, urmrirea i evaluarea. Cadrul presiune stare rspuns are avantajul de a evidenia aceste legturi. El tinde de asemenea s indice raporturile liniare n interaciunile dintre activitatea omului i mediu. Activiti umane: Energie Transporturi Industrie Agricultura Altele Starea mediului i resurselor naturale: Aer Ap Soluri Resurse vii Agenti economici si de mediu: Administraii Gospodrii Intreprinderi Internaionali Presiuni Stare Informaii Rspunsuri Rspunsuri ale societii Decizii - aciuni Fig. 2. Modelul Presiune stare rspuns 14.4. CADRUL FOR MOTOARE STARE RSPUNS (FSR) Conferina Naiunilor Unite asupra Mediului care a avut loc la Rio de Janeiro n 1992, a recunoscut importana indicatorilor dezvoltrii durabile. La a treia sesiune care a avut loc n aprilie 1995, Comisia de Dezvoltare Durabil nfiinat de Summit-ul Mondial, a aprobat un program de activiti referitoare la indicatorii dezvoltrii durabile. 14-8 Acest program coninea o list de 134 de indicatori organizai n cadrul for motoare stare rspuns. n acest cadru, indicatorii forei motoare reprezint activitile umane, procesele i modelele care influeneaz dezvoltarea durabil i indicatorii de rspuns reflect alegerile politice i alte rspunsuri la schimbrile survenite n starea dezvoltrii durabile. Pentru a evalua legtura i validitatea listei indicatorilor i metodologiilor conexe, 22 ri pilot, recrutate din toate zonele lumii, au fost propuse s testeze indicatorii pe o perioad de trei ani, ncepnd din noiembrie 1996. Aceste ri s-au reunit n cadrul unui atelier internaional asupra indicatorilor dezvoltrii durabile, n decembrie 1999 la Barbade, pentru un schimb de experien. Atelierul a propus un nou concept care const n utilizarea temelor i sub-temelor de dezvoltare durabil ca fundal n vederea pregtirii scenei pentru selectarea unei game importante de indicatori ai dezvoltrii durabile. n martie 2000, un grup restrns de experi s-a reunit la New York n scopul de a identifica i finaliza temele i sub-temele cheie referitoare la dezvoltarea durabil i de a identifica o gam important de indicatori ai dezvoltrii durabile. Lista definitiv a indicatorilor dezvoltrii durabile conine 15 teme diferite: echitatea; sntatea; educaia; habitatul; securitatea; populaia; atmosfera; pmntul; oceanele; mrile i zonele de coast; apa dulce; biodiversitatea; reeaua economic; modurile de consum i producie; capacitatea instituional; cadrul instituional i 40 de sub-teme i 59 indicatori principali. Dezavantajul acestui cadru este acela c, dac este utilizat pentru fiecare sub-tem, numrul de indicatori va fi multiplicat i acest fapt va reduce aplicabilitatea unei liste mici de indicatori principali. Totui, cadrul for motoare stare rspuns va fi ntotdeauna un cadru util pentru analiza mai detaliat i complet a dezvoltrii durabile. 14.5. CADRUL FOR MOTOARE PRESIUNE STARE IMPACT RSPUNS EUROSTAT (FPSIR) Forele motoare constituie factorii fundamentali care influeneaz o serie de variabile pertinente. Ele reprezint att schimbrile survenite n societate pe plan social, demografic i economic, ct i schimbrile corespunztoare de mod de via i la nivel global, de producie i de consum. Forele motoare majore sunt creterea demografic i schimbarea necesitilor i activitii indivizilor. Forele motoare determin schimbri n nivelul global al produciei i consumului, exercitnd prin aceasta chiar presiuni asupra mediului. Presiunea astfel exercitat poate s se manifeste n diferite moduri, de exemplu prin utilizarea abuziv a resurselor naturale, schimbrile n utilizarea terenurilor, emisiile de produse chimice, deeuri, radiaii, zgomot etc. n atmosfer, ap i pmnt. Componenta presiune furnizeaz informaiile asupra emisiilor, utilizrii produselor chimice i biologice, utilizarea terenurilor i a altor resurse. Presiunile exercitate prin modurile de consum i de producie n societate sunt n continuare transformate n acest caz de diverse procese naturale susceptibile de provocarea schimbrilor n starea mediului, care pot produce impacturi de mediu i economice asupra ecosistemelor, i eventual, asupra sntii omului i asupra securitii socio-economice a unei societi. Componenta impact implic date referitoare la impactul schimbrilor strii mediului asupra factorilor prezentai anterior. 14-9 Termenul rspuns definete reacia guvernului, a organismelor, grupurilor de persoane i de indivizi la efectele nefaste asupra mediului n scopul de a preveni, atenua, ameliora sau adapta la schimbrile survenite n mediu. De exemplu, reaciile pot viza schimbarea i/sau reorientarea tendinelor n ceea ce privete producia i consumul bunurilor i serviciilor, ameliorarea supravegherii i controlul poluanilor sau punerea la punct a tehnicilor de respectare a mediului. Cadrul EUROSTAT se bazeaz n principal pe fora motoare (de exemplu, tendinele sectoriale), indicatorii de presiune i de rspuns i stabilirea unei legturi ntre indicatori i datele socio-economice normale. Agenia European pentru Mediu (AEE) i axeaz activitatea pe indicatorii relativi la stare i impact i pe o descriere detaliat i complet asupra lanului Presiune Stare Rspuns. FORA MOTOARE Tendine sectoriale de baz. Exemple: turismul, transportul, industria, etc. PRESIUNEA Activiti directe ale omului asupra mediului, de exemplu emisiile de CO2 sau CH4. STARE Schimbarea vizibil a mediului, de exemplu creterea temperaturii globale. RSPUNS ... al societii pentru rezolvarea problemelor, de exemplu cutarea unei noi surse de energie etc. IMPACT Efectele degradrii mediului: de exemplu, scderea produciei agricole, inundaiile etc. Fig. 3. Modelul For motoare Stare Impact Rspuns EUROSTAT are sarcina de a pune la punct un sistem coerent i complet de indicatori de presiune asupra mediului, de a scoate n eviden tendinele fundamentale referitoare la domeniile politice care trebuie cunoscute: poluarea aerului, schimbrile climatice, pierderea biodiversitii, mediul marin i zonele de coast, micorarea stratului de ozon, epuizarea resurselor, deversarea deeurilor periculoase, problemele mediului urban, gunoaiele, poluarea hidric. 14-10 14.6. CONCLUZII Lucrrile asupra punerii la punct a indicatorilor ecologici continu. n ceea ce privete datele ecologice, ele constituie un domeniu nou creat, multe dintre statele lumii au nceput s-l abordeze, dar volumul de munc cerut de prelucrarea datelor actuale i colectarea de noi date este enorm. Cadrul de punere la punct a datelor ecologice exist i poate servi ca ghid pentru rile aflate n curs de dezvoltare angajate n cutarea unui cadru n materie de date ecologice adecvate. Acest cadru nu trebuie privit ca o structur rigid ci ca un punct de plecare pentru dezvoltarea propriilor sisteme. Rolul tradiional al statisticianului este acela de a colecta, prelucra i analiza datele iar luarea deciziilor revine unei alte persoane. n domeniul statisticilor ecologice acest rol este contestat i tendinele actuale ncurajeaz statisticienii s neleag ce este de fcut cu datele colectate. Pe de alt parte, implicarea celor care nu sunt statisticieni n domeniul statisticilor ecologice este sensibil n msura n care aceasta marcheaz implicarea celor care se gsesc de partea formulrii politice i amelioreaz nelegerea de ctre ei a colectrii datelor utilizate. n sfrit, implicarea mutual a celor care colecteaz datele i a celor care le utilizeaz este necesar n domeniul mediului din punctul de vedere al raporturilor de numr al problemelor ecologice. Ceea ce este important de menionat este c nu exist un cadru care s poat fi folosit n acelai mod n toate rile. Circumstanele n care se face colectarea datelor variaz de la o ar la alta iar cadrul potrivit este cel care a fost creat sau este utilizat innd seama de aceste circumstane. 1-Sisteme moderne supraveghere1. SISTEME MODERNE DE SUPRAVEGHERE A MEDIULUI1.2 Structura reelelor de supraveghere a mediului2-Sisteme de achizitie a datelor2.1.1 Calculatorul personal2.1.2 Modulele de condiionare a semnalelor2.1.3 Echipamente de achiziie a datelor2.1.4 ProgrameProgramele de achiziie transform sistemul format dintr-un calculator i echipamentele de achiziie ntr-un instrument complex de prelevare, stocare, analiz i prezentare a datelor. Un sistem performant de achiziie a datelor destinat msurrii, reg...2.2.1 Evoluia sistemelor de msur2.2.2 Integrarea echipamentelor de msurProgramul de management al ncercrilor (Test Management Software) furnizeaz cadrul de lucru pentru ntreg sistemul de msur, asigurnd interfaa dintre sistemul de testare i alte sisteme precum bazele de date, sistemele de fabricaie i cele de a...3-Sisteme SCADASchimbul de informaii ntre sistemul de conducere i proces4-Notiuni de teledetectie4. NOIUNI DE TELEDETECIE5-Sistemul AdconAmplasarea staiei pentru msurarea i transmiterea datelorVerificarea instalriiAlarme i avertizri5.6. Extensii( Extensia Main( Extensia macro6-Monitorizarea meteorologica6. MONITORIZAREA FACTORILOR METEOROLOGICIObservaiile meteorologice pot fi: cantitative, vizuale i n altitudine.A. Instrumentele de msur din adpostul meteorologicB. Instrumentele de msur din exteriorul adpostului meteorologic6.3. Monitorizarea fenomenelor meteorologice- Previziunea (prognoza) numeric a vremii - nseamn determinarea unei stri viitoare a sistemului atmosferic, pornind de la o stare dat, prin integrarea numeric a sistemului de ecuaii format din principalele legi care guverneaz fenomenele atmosf...7-Monitorizare aerConsiliul Europei a elaborat Directiva cadru 96/62/CE, referitoare la evaluarea i managementul calitii aerului nconjurtor, care are ca scop definirea principiilor de baz ale unei strategii comune pentru:A. Msurarea poluanilor n aerB. Scopuri i efecte ale supravegherii polurii atmosfericeC. Scrile spaiale i temporale ale fenomenelor de poluarec. Condiiile meteorologiced. Factorii topografici i condiiile microclimatice- relieful, vegetaia, construciile i natura materialelor care acoper suprafaa solului, influeneaz difuzia poluanilor prin intermediul factorilor meteorologici, att direct ct i indirect.- topografia poate conduce la diferene de nsorire i poate fi la originea fenomenelor locale.- efectul de clopot are loc n toate direciile i micarea maselor de aer are form toroidal. Efectul canion este de acelai tip, dar se aplic la scara unei strzi.- rugozitatea i natura solului influeneaz scurgerea fluxurilor gazoase, deci turbulena maselor de aer i n consecin, dispersia poluanilor.- tipul de acoperire a solului influeneaz cantitatea de poluani eliminai prin depunerea uscat. Vegetaia este considerat ca un obstacol care reine ntotdeauna impuritile datorit absorbiei i reaciei dintre poluani i plante n special la nivele. Depozitele8-Monitorizare apa8.1.1 Noiuni generaleC. Indicatori chimici - indicatori ai regimului de oxigen (oxigenul dizolvat - OD, consumul biochimic de oxigen - CBO, consumul chimic de oxigen - CCO, carbonul organic total - COT), sruri n ap, reziduul fix.D. Indicatori biogeni - compui ai azotului, compui ai fosforului.G. Indicatori radioactivi90-Sisteme informatice geograficeFuncionalitatea datelor910-Etape de lucru in GIS911-Studiu de caz_Poluare Timisoara1.4 Moderalea si simularea numericaDescrierea programului ISC4912-Metode de observareP = IM + C + I + (-) St + Ex Im913-Indicatorii de mediu13.1. INTRODUCEREFig.1. Organizarea informaieiIndice - reprezint o agregare a unui anumit numr de indicatori selecionai ntr-un scop precis. Agregarea const n utilizarea unor metode matematice, simple sau complexe, pentru ponderarea mai multor indicatori ntr-un indice, componentele fiind n...Valoarea tiinificDisponibilitatea datelorCalitatea datelorCostul datelorReprezentativitateaAcoperirea geograficSensibilitatea la evoluiiSimplitateaExistena unei valori de referinPosibilitatea de comparaiePosibilitatea de utilizare n cadrul scenariilor prospectiveFuncia surs a mediuluiFuncia fntn = surs a mediuluiFuncia biologic a mediuluiFuncia calitatea vieii914-Statistici de mediuA. Abordarea observaie geografic sol - flor i faunB. Abordarea msurare aer, ap i solC. Abordarea poluator cine a poluatD. Abordarea bilanul produselorE. Abordarea fluxul materialelorF. Abordarea contabilitate economic i de mediuG. Abordarea problemele cele mai importanteCategorii de informaiiTabelul 1. Cadrul pentru dezvoltarea statisticilor de mediuActiviti sociale i economiceIncidene asupra mediului ale activitilor i/sau evenimentelorReacii la incidenele asupra mediuluiInventare, stocuri i condiii de referinAciune/temeCategoria de informaiiTabelul 2. Lista indicatorilor de mediu i socio-economiciFig. 2. Modelul Presiune stare rspunsFig. 3. Modelul For motoare Stare Impact Rspuns

Recommended

View more >