У вступі обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформульована мета та задачі досліджень, наукова новизна, практичне значення отриманих результатів.
У першому розділі визначено наукові засади досліджень екологічного стану урбоекосистем. Визначено загальні підходи до вивчення екологічного стану урбанізованих територій та систему моніторингу як універсальний метод вирішення проблеми її екологічної безпеки.
Методологічною основою дисертаційного дослідження обрано еколого-геохімічний і ландшафтно-екологічний підходи, а загальнонауковою базою досліджень став системний підхід. Останній ґрунтується на визначенні сумарних показників забруднення навколишнього середовища з подальшим відображенням їх на картах і картосхемах екологічної ситуації території. Комплексні дослідження ландшафтознавчого напряму для різних міст України проводились В.М.Гуцуляком, В.П. Кучерявим, О.М.Адаменком, В.Є.Чайкою.
Для визначення екологічної ситуації міста обґрунтовано розміщення розгалуженої сітки пунктів і станцій спостереження за станом довкілля. За багатьма показниками така інформація є найціннішою для своєчасного виявлення загальних, високих та катастрофічних рівнів забруднень з можливістю визначення їх джерела та своєчасної локалізації.
Для вирішення поставлених завдань і здійснення тематичного еколого-географічного картографування було обрано полігон на території, яка повністю включає місто Івано-Франківськ у його адміністративних кордонах разом із прилягаючими землями сільськогосподарського використання. На площі близько 100 км2 була розбита мережа із 248 точок спостережень, які більш-менш рівномірно охоплювали всю досліджувану територію. Робочий масштаб польових досліджень 1:10 000.
Таким чином, узагальнення методів екологічних досліджень в комплексі з системою моніторингу служить основою для подальшої розробки принципів використання результатів екологічних даних з метою їх візуалізації.
У другому розділі проаналізовано природні та антропогенні чинники формування екологічного стану території м. Івано-Франківська. Серед природних складових навколишнього середовища розглянуто геологічне середовище, геоморфосферу, гідросферу, атмосферне повітря та ґрунтовий покрив, ландшафти.
Екологічна ситуація будь-якої території визначається не лише привнесенням забруднюючих речовин з джерел антропогенного походження, але в деяких випадках може залежати від природних факторів. Тому важливим аспектом вивчення і аналізу сучасної екологічної ситуації стає комплекс досліджень, який вивчає геологічні умови території, її будову, рельєф, що зумовлює розвиток небезпечних екзогенних та ендогенних процесів, а також є передумовою для утворення певного типу ґрунтів; режим підземних і ґрунтових вод в комплексі з метеорологічними умовами території (кількість опадів), що дає уявлення про міграцію, дебіт та якість поверхневих, ґрунтових та підземних вод; напрямки і швидкість переважаючих вітрів, від яких залежать швидкість осідання і міграція забруднюючих речовин. Ландшафтні умови території дають можливість аналізувати екологічну ситуацію з точки зору ступеня стійкості території до трансформації. Ці і ряд інших чинників мають визначальний вплив на формування екологічної ситуації території досліджень.
Техногенне навантаження зумовлене функціонуванням на території міста різногалузевих промислових підприємств. В м. Івано-Франківську в 2005 р. діяло 80 підприємств, які викинули протягом року в атмосферне повітря 690, 667 тонн більше 60 назв різних забруднюючих речовин. Основними змінними сполуками, що надходять в атмосферу від стаціонарних джерел, є оксид сірки, оксиди азоту, оксид вуглецю, завислі речовини (різного складу сажа, зола та ін.), леткі органічні сполуки, вуглеводні тощо.
Третій розділ присвячений концепції створення геоінформаційної системи (ГІС) екологічної безпеки м. Івано-Франківська. Методика польових екологічних досліджень включає маршрути, протягом яких проводились візуальні спостереження і відбирались проби (зразки) атмосферного повітря, ґрунтів і ґрунтових вод. З допомогою маршрутів була вивчена вся територія досліджуваного полігону в межах м. Івано-Франківська та його околиць. Аналіз зразків ґрунту та сухого залишку проб ґрунтових і підземних вод проводились рентгенофлюорисцентним методом, атмосферне повітря аналізувалось на хроматографах ЛХМ-80 і ЛХМ-8МД.
Для повного і всебічного аналізу екологічного стану міста в третьому розділі визначалась екологічна ситуація регіону його розташування (Івано-Франківської області). Для цього з допомогою комп’ютерного моделювання було побудовано ряд екологічних карт (рис.1), які дозволяють оцінити ступінь забрудненості області та міста дванадцятьма найпоширенішими елементами (Hg, Cd, Zn, Cu, Pb, Ni, Co, Mo, Cr IV, Se, Al, Fe). При цьому було виявлено, що в межах міста у 97% випадків площинне розповсюдження забруднюючих елементів має чітку закономірність: їхня концентрація збільшується з півдня на північ. Це дає можливість стверджувати, що забруднення можуть бути зумовлені не тільки місцевими джерелами, а бути привнесеними з-поза меж міста.
Однією зі складових інформаційної системи екологічного управління стає екологічне картографування. Більшість екологічних проблем має просторовий характер і потребує картографічного відображення. Оцінка стану навколишнього природного середовища і прогноз його розвитку завжди спираються на територіальний або ландшафтний підхід, оскільки ландшафти є тими територіальними системами, в умовах яких відбувається взаємодія людини і природи.
Екологічне картографування перебуває в стадії становлення. Щоб вирішити комплекс екологічних проблем України, слід розробити цілісну систему екологічного картографування, яка б містила покомпонентні, індикаційні, оцінювальні, прогнозні, спеціалізовані та інші види карт. Значну частину наведених видів карт доцільно розробляти за допомогою автоматизованих систем картографування. Екологічні карти розробляються на комп’ютерній основі із застосуванням спеціалізованого програмного забезпечення.
В нашому дослідженні застосовано два програмних продукти, які поступово приводять нас до створення карти сучасної екологічної ситуації м. Івано-Франківська.
Однією з найбільш простих і компактних програм, які допомагають у вирішенні задач обробки і аналізу вихідних даних є програма Surfer компанії Golden Software. Основним призначенням Surfer є обробка і візуалізація двовимірних масивів даних, які описуються функцією типу z=f(x,y). Логіку роботи з пакетом можна представити у вигляді трьох основних функціональних блоків: а) побудова цифрової моделі поверхні; б) допоміжні операції з цифровими моделями поверхні; в) візуалізація поверхні. Пакет Surfer надає користувачу набір математичних методів інтерполяції, які дозволяють вибрати найбільш оптимальну модель для вирішення конкретної прикладної задачі. При цьому забезпечуються широкі можливості по управлінню методами інтерполяції зі сторони користувача.
Щоб обрати один з інтерполяційних методів, який би став придатним для побудови екологічних карт забруднення, у дисертаційному дослідженні розглянуто і проаналізовано шість основних, які пропонуються програмою Surfer. В результаті аналізу було обрано найоптимальніший і найбільш об’єктивний метод побудови регулярних сіток – метод радіальних базисних функцій. Останнім було побудовано 84 екологічні картосхеми забруднення окремих компонентів навколишнього середовища (рис. 2), а також інтегральні моделі за результатами обчислення комплексних та сумарних показників забруднення. Всі картосхеми є основою для визначення сучасної екологічної ситуації міста.
У четвертому розділі обґрунтовано наукові засади, механізм створення та здійснено аналіз бази даних екологічних досліджень. Функціонування екологічного моніторингу не можливе без існування оптимальної, загальнодоступної і надійної форми збереження і обробки отриманої інформації. База екологічних даних (рис. 3) створювалась у вигляді набору таблиць у логічній послідовності, занесена до програмного забезпечення Microsoft Excel і відповідним чином оброблялась шляхом розрахунку коефіцієнтів небезпечності та сумарних показників забруднення території. База екологічних даних складається з восьми листів, які вміщують більше 40 000 параметрів.
Алгоритм інформаційної системи екологічних даних для м. Івано-Франківська побудований на основі трьох основних рівнів: фізичного, концептуального і моделей даних. Для створення фізичного рівня обов’язковим є занесення фактичних концентрацій забруднюючих елементів та їх відповідних гранично допустимих значень.
Концептуальний рівень бази екологічних даних повинен містити автоматизовані результати обробки даних попереднього (фізичного) рівня. До обов’язкових параметрів, які відображають стан геосередовищ відносимо: коефіцієнт небезпеки елемента, сумарний показник забруднення і коефіцієнти кореляції. При необхідності даний рівень швидко і легко може наповнюватися іншими показниками, наприклад, кларк концентрації елемента, сумарний показник забруднення ландшафту, інтенсивність забруднення природного компонента, індекс забрудненості тощо.
Моделі даних у дисертаційному дослідженні представлені з допомогою екологічних карт, як вже зазначалося вище, а також запропонована методика відображення сумарного екологічного забруднення за допомогою діаграми. Інформативність діаграми забезпечується відносною величиною – відсотком забрудненої території, тобто для кожного досліджуваного елемента обчислений відсоток забрудненої ним території для міста Івано-Франківська. | 
