ИНТЕГРИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОКУЛЬТУРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В ГИС-ТЕХНОЛОГИИ
Ковылин Н.В. Ковылина О.П. (СибГТУ, г. Красноярск, РФ)
The possibility of integrating the system for automatized designing of forest cultures production in GIS-technologies is considered in the paper. The integrating of the system will allow to increase the effectiveness of forest reproduction measures already on the stage of designing.
Введение. Одним из важных направлений развития лесного хозяйства и совершенствования управления лесным фондом являются своевременное и качественное воспроизводство лесов, сохранение их ресурсного, рекреационного, экологического потенциала и биологического разнообразия.
Для достижения поставленных целей вторым этапом (2006-2010 годы)[1] предусмотрено осуществить планомерное развитие лесного хозяйства на основе широкого использования геоинформационных систем и технологий (ГИС-технологий) [3].
Постановка задачи. В рамках ГИС «Леса Средней Сибири» разработана специализированная подсистема ГИС для решения задач оценки лесокультурного фонда (ЛКФ). На основе анализа материалов лесоустройства с учетом текущих изменений в лесном фонде, фиксируемых ежегодно как наземными обследованиями, так и с привлечением результатов дешифрирования аэроснимков различных масштабов, была разработана классификация и сформирована пространственная база данных ЛКФ, а также проведена его инвентаризация с выделением следующих его категорий [1]:
1) свежие вырубки – 1-2 года;
2) вырубки 3-10 лет, на которых невозможно возобновление леса естественным путем хозяйственно ценными породами;
3) пустыри;
4) прогалины;
5) участки леса, погибшие под воздействием лесных пожаров (гари) и сибирского шелкопряда (шелкопрядники), где не ожидается удовлетворительного естественного возобновления хозяйственно ценных пород;
6) площади, требующие реконструкции:
6.1) малоценные лиственные молодняки высотой до 6 метров;
6.2) низкополнотные насаждения;
6.3) погибшие лесные культуры;
7) вырубки, пройденные управляемым и неуправляемым огнем.
На основе базы данных построены электронные карты, позволяющие иметь оперативную информацию о пространственном размещении лесокультурного фонда, что важно для оценки транспортной и экономической доступности, а также для определения последовательности его эффективного освоения.
Нами на базе электронной таблицы Microsoft Excel разработана система автоматизированного проектирования (САПР) лесокультурного производства, позволяющая составлять проекты лесных культур для различных типов лесорастительных условий [2]. Интегрирование САПР лесокультурного производства в подсистему ГИС лесокультурного фонда позволит значительно повысить как уровень самого проектирования типов лесных культур, так и осуществлять мониторинг искусственного лесовосстановления на площадях ЛКФ.
Интегрирование САПР лесокультурного производства в ГИС-технологии требует незначительных дополнительных трудозатрат. За основу следует брать ГИС, используемые лесоустроительными предприятиями при устройстве лесного фонда. Обычно она включает: 1) растровую топооснову, полученную путем сканирования топографических карт масштаба 1:100000; 2) векторную карту лесов, полученную оцифровкой лесоустроительных планшетов М 1:25000 (рисунок 1).
Рисунок 1 – Фрагмент оцифрованного изображения карты лесных
насаждений в редакторе MapInfo (показано четыре слоя)
Карта имеет несколько слоев, каждый из которых содержит различные виды информации: географическую координатную сетку; границы квартальной сети; лесовозные дороги и тропиночную сеть; границы таксационных выделов; условных символьных обозначений и др. Каждый слой сопровождается электронными таблицами, являющимися паспортом как отдельного объекта, так всех имеющиеся выделов в целом.
Для планирования лесовосстановительных мероприятий следует выделить отдельный слой, где будут отражены выдела, составляющие лесокультурный фонд отдельного лесничества или всего лесхоза. Данные таблицы по выделам лесокультурного фонда в зависимости от категории должны содержать следующую информацию: площадь данного выдела; тип условий местопроизрастания; категория лесокультурного фонда; возраст вырубки; захламленность, м3/га; количество и средний диаметр пней на участке; видовой состав, количество, средняя высота и возраст, характер размещения естественного возобновления; экспозиция и крутизна склона. В случае отсутствия какой-либо из перечисленного списка информации редактор MapInfo позволяет изменить, дополнить или усовершенствовать табличные данные о каждой категории ЛКФ при проведении дополнительного рекогносцировочного обследования.
Программа «Лесные культуры» системы автоматизированного проектирования лесокультурного производства на основе анализа климатических (для данного лесхоза) и лесорастительных условий конкретного выдела рассчитывает нормативно-технологические карты и калькуляцию затрат типов лесных культур соответствующих условиям этого выдела.
Для интеграции полученных расчетных материалов в ГИС-технологии также следует создать дополнительный слой электронной карты с проектируемыми лесовосстановительными мероприятиями. Для каждого выдела категории лесокультурного фонда в табличные характеристики следует внести: способ и метод лесовосстановления; год производства; вид и возраст посадочного материала; схему размещения посадочных (посевных) мест; сроки производства обработки почвы и лесных культур; год перевода в категорию покрытых лесом.
Учитывая, что MapInfo является редактором совместимым с Microsoft Excel, таблицы нормативно-технологических карт и калькуляции затрат на производство лесных культур могут быть включены в базу данных слоя проекта лесовосстановительных мероприятий. Это можно сделать методом прямого открытия или импорта таблиц из программы «Лесные культуры» САПР лесокультурного производства. При этом следует помнить, что информация из таблиц Excel в MapInfo доступна только для чтения. Для изменения информации в этих таблицах следует создать копию таблицы в формате MapInfo с помощью команды «Файл > Создать копию». С этой копией можно работать как с любой другой таблицей MapInfo [4].
Электронный слой карты «Проектирование лесовосстановительных мероприятий» на первоначальном этапе выполняет функцию планового документа, требующего практического исполнения согласно с календарными сроками, указанных в этом документе.
В дальнейшем он служит слоем мониторинга лесовосстановительных мероприятий, куда вносят текущие изменения по результатам хозяйственной деятельности в лесхозе. Отмечают такие показатели как процент приживаемости (сохранности), причины неудовлетворительного их состояния или гибели лесных культур и т.п. В зависимости от приживаемости культуры подразделяются на: хорошие – 76-100 %, удовлетворительные – 51-75 %, неудовлетворительные – 25-50 % и погибшие – менее 25 %.
На основе данного слоя в дальнейшем составляют карты качественного состояния лесных культур. Так, в настоящее время такие карты разработаны для каждого лесничества Большемуртинского лесхоза Красноярского края, на них определенным цветом окрашены выдела в зависимости от главного вида лесных культур в разных возрастных группах в зависимости от их состояния (процент приживаемости или класс качества) [1].
Анализ полученных карт позволяет получить оперативную, объективную информацию о состоянии культур, занимаемой ими площади, причинах неудовлетворительного состояния и гибели, а также принять эффективное решение по агротехническим и лесоводственным уходам с учетом транспортной и экономической их доступности и не допускать в дальнейшем ошибок при их создании.
Выводы. На основе вышеизложенного материала, можно сделать заключение, что интегрирование системы автоматизированного проектирования в ГИС-технологии позволит повысить уровень эффективности лесовосстановительных мероприятий еще на этапе проектирования, оперативно отслеживать и вносить корректирующие изменения по ходу формирования искусственных насаждений. Система автоматизированного проектирования лесокультурного производства может быть использована лесоустроительными предприятиями при проведении лесоустройства и разработке рекомендаций по лесовосстановительным мероприятиям.
Литература
1. Вараксин Г.С., Черкашин В.П., Корец М.А. ГИС для инвентаризации лесокультурного фонда и оценки состояния искусственного лесовосстановления // Лесная таксация и лесоустройство. – Красноярск: СибГТУ, 2000. – С. 66-72.
2. Ковылин Н.В. Основы автоматизированного проектированного лесокультурного производства (на примере Иркутской области). – Красноярск: СибГТУ, 2005. – 176 с.
3. Концепция развития лесного хозяйства Российской Федерации на 2003-2010 годы. – М., 2003. – 22 с.
4. Учебник Maplnfo. Справочная геоинформационная система Maplnfo Professional. – М: 1995. – 396 с.