Современные информационные технологии при

 проведении опытных работ на дендрологических

объектах

 

Кострикин В.А., Кобзева С.Г., Рыжкова В.Т. (НИИЛГиС, г.Воронеж, РФ)

 

Developments on use of management systems (DBM) by database and geoinformation (GIS) technologies in forest experimental business ave given..

 

За 30 лет сотрудниками НИИ лесной генетики и селекции в процессе научных изысканий было заложено 925 опытных экспериментальных участков различного целевого назначения на площади 10086,9 га.

Проведение научных, опытных и лесохозяйственных работ на этих объектах вызвало необходимость неоднократного возвращения к исходным данным после проведения тех или иных мероприятий. Сохранение всех изменившихся позиций на объектах возможно при использовании современных информационных техологий – это СУБД (системы управления базами данных) и ГИС (геоинформационные  системы).

Наиболее крупными опытными объектами института являются: экспериментально-показательный дендрарий (ЭПД) – площадь  96 га, расположенный в г. Воронеже и коллекционно-маточный дендрарий (КМД)- площадь 32 га (Семилукский район Воронежской области).

Экспериментально-показательный дендрарий в 1998 году отнесен к памятникам природы регионального значения. Основные площади экзотов посажены в 1978-88гг. Этот участок был взят нами в качеств модельного объекта для отработки методики использования СУБД и ГИС-технологий при проведении там опытных работ.

Для хранения всей первоначальной информации и текущих изменений  на объектах нами разработана многофакторная СУБД на персональные ЭВМ – “GenLes”[1] (Кострикин, Кобзева,1997; Кострикин, Сушков, 1999 ). Программное обеспечение – FoxPro 2.6. для Windows 3.11 и более высоких версий. База данных включает 18 информационных таблиц-файлов и 2 СУБД   (данные о предприятии и название видов). Связь между ними осуществляется по совпадающему полю. База данных содержит информацию о видовом составе, площади объекта, количестве деревьев на участке (шт.), показателях роста (количественные характеристики) и состояние древесных растений, происхождении посадочного материала, вариантах опыта, лесохозяйственных мероприятиях, проводимых на участке и т.д. Предлагаемая структура  базы позволяет использовать таблицы не только для инвентаризации дендрариев, коллекций, но и при описании практически любых участков лесного опытнического дела. Присутствие вариантов и повторностей опытов делает возможным обрабатывать данные в пределах каждой повторности, варианта и опытного объекта в целом и исключает необходимость организации дополнительных таблиц при появлении новых показателей.

Блок таблиц, в котором записываются экспериментальные данные приведен  на рис.1. В файле “Povtor” присваивается уникальный код повторности  опыта. Этот файл связан с СУБД “ Baza_op”, в которой дана полная характеристика опытного участка. Описание варианта эксперимента приведено в таблице “Wariant”. Измеряемые показатели перечислены в файле “ Kod_pok”. Сочетание повторностей, биометрических показателей и срока измерения даст уникальный номер “код записи” в таблице “Iz”. Натурные измерения по отдельным опытным деревьям записываются в таблицу “N ”.

 

Рисунок 1-  Структура фрагмента СУБД “Gen_les” для экспериментальных данных

 

На основе этих взаимосвязанных таблиц-файлов формируются отчеты любой конфигурации. Например: отчет “Spisok”  отражает видовой состав ЭПД. В этом отчете все растения рассортированы по семействам, родам и секциям. Подсчитано общее количество участков и их площадь. Всего на ЭПД испытываются представители 35  родов, относящихся к 18 семействам. Семейство сосновые представлено 5 родами. Наибольшую площадь имеет сосна веймутова –1,3 га и сибирская – 0,9 га; лиственница Сукачёва – 0,6 га; ель европейская – 2,3 га; лжетсуга Мензиса – 1,4 га. В семействе кипарисовых 2 рода. Площадь участков туи – 0,8 га. Участок гинкго двулопастного списан из-за гибели растений. Из лиственных пород большую площадь занимает дуб красный. СУБД может представить видовой состав любого участка. Так, на КМД произрастает 298 видов из 90 родов. Наибольшее количество видов имеют береза (20), сосна (15), лиственница (14), ива (13), пихта (12) и другие.

Созданная база по участкам дает возможность исследователям быстро находить необходимую информацию, вносить изменения и обмениваться ею по современным коммуникационным сетям.

Вторая часть опытнического дела – это картографирование, которое осуществляется в процессе закладки, проведения опыта и дальнейшего использования того или иного объекта, то есть необходима меняющаяся карта эксперимента. До недавнего времени такие карты-схемы можно было получать лишь только на бумажных носителях. Последние достижения ГИС- технологий позволяют использовать электронные карты (ЭК), которые  имеют преимущества перед традиционными способами и обеспечивают возможность в реальном  времени отображать любой участок местности, корректировать специальную информацию, решать многочисленные расчётные задачи и отображать результаты их решения сразу на картографическом изображении ( как на экране дисплея ПЭВМ, так и на бумаге).

Нами по ГИС-технологии выполнен проект “ NIILGIS”, который совместил базу данных  GenLes (фактографическая) и схемы расположения опытных объектов на местности, в виде созданных электронных карт (графическая). Изменения и дополнения в фактографической базе сразу же влекут за собой изменения в другой.  Графическая база позволяет наглядно наблюдать изменения, происходящие на опытах.

При проектировании ЭК было организовано 43 слоя разной глубины, имеющих свои атрибуты и цвета. Включением и отключением  различных слоёв можно получить заданную информацию по всем изменениям, происходящим на участке или отдельном дереве.

Использование разработанного ГИС проекта дает пользователю возможность получать копии электронных карт всего дендрария или отдельного фрагмента его на экране и на бумажной копии как в черно-белом, так и цветном изображении (рис.2).

Рисунок 2- Схематическая карта ЭПД НИИЛГиС