Геоинформатика и географические информационные системы (ГИС)

Сколько раз  Вы хотели, чтобы у Вас была система, которая надежно следит за лесоводческими обязательствами и позволяет  легко обновлять лесные кадастры? Сколько раз за последний год  пересматривались и перерабатывались Ваши планы освоения? Можете ли Вы себе представить, что Вы задаете лесную делянку и быстро получаете сводку о объемах древесины, распределении видов, сопутствующих продуктах, возможных последствиях для природной среды и естественных местообитаний? Неправда ли было бы удобно иметь возможность распространять плановую информацию по всей организации регулярно и с минимальными усилиями?

С помощью  интегрированной ГИС перечисленное  выше - уже не проблемы, которые надо преодолевать, а новые возможности  управляющего лесным хозяйством, владеющего нужными средствами и данными. Например, ARC/INFO освободит больше времени профессионалам для анализа альтернативных сценариев и концентрации на решении наиболее сложных проблем, которые действительно требуют их профессионального мастерства.

ГИС ARC/INFO идеально подходит для управления лесным хозяйством

Программное обеспечение ARC/INFO является мощным набором  программных средств для создания и редактирования географических баз  данных, для целей пространственного  анализа, поиска, представления и управления данными. Эти средства могут использоваться для поддержки разнообразных функций управления лесными ресурсами, таких как: разработка долговременной стратегии поставок древесины, пятилетние прогнозы запасов, выбор системы лесозаготовки, расчет строительства дорог с минимальными затратами, проведение визуального ландшафтного анализа с наложением делянок, решение споров относительно границ собственности, установление границ естественных местообитаний, моделирование сценариев распространения лесных пожаров, осуществление тактического планирования по подавлению пожаров и многое другое.

Некоторые из особых свойств ARC/INFO, которые делают это программное обеспечение  лидером ГИС в решении задач  лесоводческой отрасли, состоят  в следующем:

* Мощная и  гибкая модель данных

- Интегрированное  управление табличными и географическими  данными

- Векторная  топология (точка, линия и полигон)  и растровые модели данных

* Интеграция  данных

- Интеграция  многих сред (например, растровых  и векторных изображений)

- Поддержка стандартных форматов изображений и цифровое отображение

- Взаимосвязь  с системами спутниковой привязки (GPS)

- Возможности  обмена данными более чем в  30 стандартных форматах

* Автоматическое  картирование, составление отчетов  и анализ

- Отображение  стандартных карт и составление таблиц

- Тематические  карты, запросы и виды анализа

* Интеграция  баз данных и снабжение стандартами  во всей организации

- Прямой доступ  к базам данных в среде ГИС

- Поддержка  многих стандартных промышленных  реляционных баз данных и сетевых функций

- Функции  надежной безопасности баз данных

- Возможности  управления библиотекой карт

* Комплексный  пространственный анализ и возможности  запроса

- Перекрытия  точка-, линия-, полигон-полигон, связи  соседства и близости

- Моделирование  по регулярной сетке с применением расширений ARC/INFO

- Анализ линейных  сетей. Анализ линейных сетей.

Где ГИС используется в лесоводстве ?

Многие лесоводческие  организации открыли для себя настоящую ценность программного обеспечения ARC/INFO в области совершенствования принятия решений и повседневной деятельности. По мере роста потребностей в природных ресурсах, становится настоятельно необходимым, чтобы планы управления природными ресурсами были более понятными, более динамичными, доступными для общественности, и учитывали многие ценности, связанные с лесом, землей и обществом. Программное обеспечение ARC/INFO управляет очень большими географическими базами данных в сплошном безразрывном режиме. Мощная среда данных позволяет интегрировать широкое многообразие прикладных задач, что отвечает современным требованиям планирования лесного хозяйства. С появлением программного обеспечения ArcView, родственного программному продукту ARC/INFO, которое создано для отображения данных и запроса баз данных ARC/INFO, объединенные географические данные стали легкодоступны для всех внутри компании, округа, района, штата, провинции или даже государства.

Планирование  стратегического управления

Планирование  управления лесами включает составление  прогнозов того, как будет будет  выглядеть лес в результате тех или иных способов управления. Возможность данного анализа является решающей практически для всех сторон прогноза управления, особенно в области долгосрочных оценок продукции древесины и естественных местообитаний. Прогнозирование включает применение стратегии управления - обычно в виде модели - к лесным ГИС-кадастрам и проектирование результата действия стратегии на лес и другие связанные земельные объекты в будущем. Это означает, что информационные системы лесного хозяйства должны не только описывать текущее состояние леса, но и уметь работать с динамикой освоения лесов и изменениями обширных ландшафтных областей, как на коротком, так и на длинном отрезке времени.

Программное обеспечение ARC/INFO может играть ключевую роль в решении этой прикладной задачи. ARC/INFO запоминает как географическую, так и численную структуру лесов и, с помощью Макроязыка ARC AML, связывает пространственную базу данных с моделями планирования, предоставляя полный контроль пользователю через графический интерфейс. Поэтому конечный пользователь может без труда просматривать базы данных, устанавливать параметры модели, наблюдать за результатами. ARC/INFO дает эффективную возможность добавлять важные параметры, как временные, так и пространственные, в процессе планирования управления. В рамках кадастра и модели Вы можете наблюдать, как может выглядеть лес в будущем через 5, 10, 25 или 100 лет.

Планирование  управления - делянки для лесозаготовок

Топологически структурированная база данных программного обеспечения ARC/INFO дает важную информацию для пространственного моделирования лесов. Пространственные модели лесов используют как абсолютные, так и относительные географические привязки лесных массивов в проектировании и проверке стратегий лесозаготовок как части процесса планирования лесного хозяйства. Так как учитывается размещение отдельных лесонасаждений, можно создавать графики лесозаготовок и будущие участки, которые легко преобразовать в карты. Одновременно с этим относительная географическая привязка дает возможность учесть экономические и естественно-природные особенности.

Планирование  подходов к лесу и дорог

Планирование  дорожной сети в лесу существенно  сказывается на надежности оценок возможных  годовых объемов лесозаготовки. Главными элементами успешного создания плана подходов служат: учет местоположения, время строительства, строительные стандарты дорожной сети. Однако, проектирование и оценка альтернативных вариантов дорожной сети без применения ГИС становятся трудным делом из-за ограниченности непространственных баз данных.

Прикладные  средства ARC/INFO дают возможность планировщикам  лесозаготовок в динамическом режиме задавать сроки доступа и расходы  на транспортировку древесины в  имеющейся кадастровой базе данных для разных вариантов прокладки  дорог. В соединении с другими характеристиками лесонасаждений, такими как видовой состав и объемы деловой древесины, становится возможным анализ выгодности проекта сети дорог с точки зрения стоимости заготовленной древесины.

Другие прикладные задачи, решаемые пользователями ARC/INFO при планировании подходов к лесу и дорог, включают:

* Анализ устойчивости  поверхности и склонов с применением  ARC/INFO TIN

* Расчеты  выемок и насыпей

* Анализ видимости

* Расчеты  уравнивания и нивелирования

* Исследования  коридоров движения

* Оценки воздействия  на природную среду

* Интеграция  данных съемок с применением  ARC/INFO COGO

* Анализ стоимостей  и потоков с применением ARC/INFO NETWORK

* Графическое  отображение затрат на создание  дорог на основе характеристик  рельефа, склонов и поверхностей. Графическое отображение затрат на создание дорог на основе характеристик рельефа, склонов и поверхностей.

Дистанционное зондирование и оценка первичных  ресурсов лесов

Лесники уже  давно оценили потенциальную  значимость цифровой информации дистанционного зондирования для обновления лесных кадастров. Тем не менее, чтобы практически использовать этот ценный источник информации, данные спутниковых изображений должны получить географическую привязку, должны быть откорректированы с учетом рельефа и связаны с такой технологической инфраструктурой как ГИС.

Эти требования теперь выполняются, что способствует развитию новых направлений картирования и управления в лесоводстве. Например, организации по лесному хозяйству  на северо-западе тихоокеанского побережья США использовали базу данных ARC/INFO совместно с системой по обработке изображений ERDAS, чтобы помочь решению проблем, связанных с первичными лесами - для выяснения где и сколько их есть ,и как учесть их при планировании ресурсов. Управления по ресурсам теперь могут включать данные дистанционного зондирования, используя средство ERDAS-ARC/INFO Live Link, анализировать их совершенными средствами обработки изображений и статистическими программами, а затем интегрировать их с другими ресурсными картами в ГИС.

Интегрированное управление ресурсами

Интегрированное управление ресурсами использует разнообразные  источники данных и процедуры  комплексного анализа, обычно в больших  временных рамках и для крупных  лесных территорий. Основная цель состоит в том, чтобы создать план освоения, приемлемый со всех точек зрения. Основой плана служит исчерпывающий рабочий кадастр лесов и система обновления, включающая организацию записей о росте, урожае и т. п. Другие ресурсные показатели, интегрированные с базой данных, включают параметры воздействия на дикую природу, зоны рекреации, воду, качество местности, биоразнообразие, живописность ландшафта. Программное обеспечение ARC/INFO может интегрировать все эти характеристики для более объективной разработки и проверки альтернативных вариантов освоения.

 

Заключение

Сегодня геоинформатика предстает в виде системы, охватывающей науку, технику и производство. Учитывая особенности геоинформатики с точки  зрения этих трех систем трактовка  геоинформатики и самих геоинформационных систем сводится к следующим дефинициям.

Научно-познавательный подход. Геоинформатика – научная  дисциплина, изучающая природные  и социально-экономические системы (их структуру, связи, динамику, функционирование в пространстве и во времени) посредством компьютерного моделирования на основе баз данных и географических знаний. Основная цель геоинформатики как науки — это управление подоьными системами в широком понимании, включая их инвентаризацию, оценку, прогнозирование, оптимизацию и т.п. ГИС – средство моделирования и познания  таких систем.

Технологический подход. Геоинформатика – это технология сбора, хранения, преобразования, отображения  и распространения пространственно-координированной информации, имеющая целью обеспечить решение задач инвентаризации, оптимизации, управления геосистемами. ГИС - техническое средство накопления и анализа информации в процессе принятия решений.

         Производственный подход.  Геоинформатика  – производство (геоинформационная  индустрия) имеющее целью изготовление аппаратных средств и программных продуктов, включая создание баз и банков данных, систем управления, стандартных (коммерческих) ГИС разного целевого назначения и проблемной ориентации, формирование ГИС-инфраструктуры и организация маркетинга. ГИС – программная оболочка, реализующая геоинформационные технологии.

Основным  назначением ГИС следует считать  формирование знаний о процессах  и явлениях на земной поверхности  и применение этих знаний для решения  практических задач во всех сферах человеческой деятельности.

Подводя итог, следует констатировать, что ГИС  в настоящее время представляют собой современный тип интегрированной  информационной системы, применяемой  в разных направлениях. Она отвечает требованиям глобальной информатизацией  общества. ГИС является системой способствующей решению управленческих и экономических задач на основе средств и методов информатизации, т.е. способствующей процессу информатизации общества в интересах прогресса.

ГИС как система  и ее методология совершенствуются и развиваются, ее развитие осуществляется в следующих направлениях:

- развитие  теории и практики информационных  систем;

- изучение  и обобщение опыта работы с  пространственными данными;

- исследование  и разработка концепций создания  системы пространственно-временных  моделей;

- совершенствование  технологии автоматизированного  изготовления электронных и цифровых  карт;

- разработки  технологий визуальной обработки  данных;

- разработки  методов поддержки принятия решений  на основе интегрированной пространственной  информации;

- интеллектуализации ГИС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Кольцов А.С. Геоинформационные системы: учеб. пособие /А.С. Кольцов, Е.Д. Федорков. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2006. 203 с.

2. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии / В.Я. Цветков ФиС. М.: Эко-Тренд 1998.

3. Материалы сайта  Дата плюс, адрес: http://www.dataplus.ru/

4. Географические информационные системы: Учебное пособие В. В. Фомин, З. Я. Нагимов, С. А. Шавнин, Д. Ю. Голиков: Уральский государственный лесотехнический университет. Екатеринбург, 2003. 90с.

5. Геоинформатика в  лесном хозяйстве: Учебник \ И.А.  Вуколова. М.:ВНИИЛМ, 2002 – 216с., с ил.