В XXI в. процесс урбанизации охватил большую часть нашей планеты. Рост числа городов и их территорий приводит к техногенной нагрузке на окружающий ландшафт, где происходит изменение естественных экосистем, которые образуют техногенные комплексы. Степень антропогенных преобразований городских территорий, в особенности мегаполисов, чрезвычайно высока. Можно утверждать, что ландшафты крупных городов не могут сохранять устойчивость без поддержки человека [1].
Картографический метод пространственного анализа является одним из широко применяемых методов при изучении антропогенной нагрузки. Геоэкологические проблемы городов и прилегающих территорий можно изучать по различным показателям, например плотности населения, месторасположению предприятий промышленности, энергетики, степени развития транспортной инфраструктуры, розы ветров и т. д. Геоэкологическое картографирование направлено на определение условий и свойств, которые характеризуют среду, окружающую человека [2].
Сегодня все более широкое применение находят материалы аэрокосмических съемочных систем, которые позволяют вести экологический мониторинг различного уровня детальности, периодичности и охвата территорий.
Двумерное представление объектов местности в традиционном виде — карты, ортофотопланы, фотокарты содержат в себе качественные и количественные характеристики объектов и используются для изучения взаимосвязи между объектами, природными процессами и техногенной деятельностью человека. Однако эти материалы имеют ряд недостатков, поэтому в последнее время для анализа и прогнозирования состояния окружающей среды и инфраструктуры городских территорий применяются технологии трехмерного моделирования. Так, при решении таких задач, как построение карт экспозиции склонов, карт эрозионной опасности, выявление зон повышенного риска наводнений и т. п., используются цифровые модели рельефа и цифровые модели местности (ЦМР и ЦММ). Например, системы оперативного мониторинга и прогнозирования гидрологической ситуации (основанные на ГИС-технологиях) успешно используются на водных объектах Российской Федерации [3].