ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ ПРОСТРАНСТВЕННОГО АНАЛИЗА ФИТОМАССЫ ЛЕСОВ УРАЛА
Воронов М.П.*, Усольцев В.А.*.**, Часовских В.П.*
(*УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ, **БС, г. Екатеринбург, РФ)
This is the first attempt to create a system of virtual analysis of forest biomass distribution on the Urals territory using software ADABAS and Natural.
Информационные потоки сегодня на шесть порядков превышают естественные возможности человечества усваивать информацию [2]. Традиционная бумажная информатика давно исчерпала себя, и будущее – за безбумажной информатикой [1].
В нашей работе предпринята попытка перевести традиционные «бумажные» базы данных (БД) о запасах фитомассы насаждений на пробных площадях [3], совмещенные с БД Государственного учета лесного фонда (ГУЛФ), в формат корпоративных информационных систем (КИС) средствами СУБД ADABAS и Natural [4].
В основу системы пространственного анализа фитомассы лесов положены следующие принципы: (1) гибкость системы (возможность изменения в соответствии с изменяющимися условиями); (2) актуальность состояния данных (возможность постоянного обновления данных ГУЛФ и внесения новых); (3) оперативность получения информации (возможность просмотра состояния БД и каждой записи в наглядной форме) и (4) наличие расчетного инструментария для ряда величин (возможность автоматизированного их расчета).
Эти принципы реализованы в трех приложениях системы, выполненных в среде Natural: (1) приложение поиска данных (рис. 1); (2) приложение актуализации данных, их проверки и предварительного расчета величин (рис. 2) и (3) приложение редактирования внесенных данных (рис. 3).
Приложение поиска данных
Назначение приложения – предоставление пользователю системы данных на основе вводимых критериев. Используются 3 критерия: название лесхоза; древесная порода и класс возраста. Эти критерии вводятся пользователем посредством соответствующих полей со списком, и посредством кнопки «поиск» выводятся на экран следующие данные: площадь, га; запас, м3; запас, м3/га; фитомасса (т/га) стволов, листвы, ветвей, корней и нижних ярусов (соответственно Pst, Pf , Pb , Pr и Pu ). Расчет фитомассы осуществляется посредством системы регрессионных уравнений, полученных по фактическим данным пробных площадей [3]:
lnPi = f [lnA, (lnA)2, lnM], (1)
где Pi (фракции фитомассы Pst, Pf , Pb , Pr и Pu ); А – возраст насаждений, лет; М – запас, м3/га.
Рисунок 1- Приложение поиска данных
Рисунок 2- Приложение актуализации данных, их проверки и предварительного расчета величин
Приложение актуализации данных, их проверки и предварительного расчета величин
Назначение приложения – осуществление предварительных расчетов величин и внесение вводимых и расчетных данных в БД. Пользователю предлагается ввести (или выбрать из выпадающего списка) название лесхоза и породу. Затем для каждого класса возраста (1-5) вводятся данные лесопокрытой площади и запаса. На основании введенных данных осуществляется расчет фитомассы (т/га) стволов, листвы, ветвей, корней и нижних ярусов по уравнениям (1).
Рисунок 3- Приложение редактирования внесенных данных
Поскольку данные по классам возраста и породам для каждого лесхоза во избежание дублирования должны быть уникальными, системой предусматривается процедура проверки вводимых данных. Проверка осуществляется при запуске пользователем процедуры расчета величин (кнопка «расчет»). В случае, когда в БД уже встречается комбинация введенных пользователем названия лесхоза и породы, выдается следующее информационное сообщение (рис. 4.):
Рисунок 4- Информационное сообщение, выдаваемое в случае, когда в БД уже встречается комбинация введенных пользователем названия лесхоза и породы
При закрытии сообщения (см. рис. 4.) пользователю предлагается повторный ввод данных. Кроме того, в целях избежания дублирования данных, предусматривается процедура поиска записей в БД по названию лесхоза и породе (кнопка «поиск»). В данном случае, при наличии соответствующей записи в БД на экран выдаются следующие данные по всем классам возраста: запас, м3/га; фитомасса стволов (Pst), листвы (Pf), ветвей, корней (Pr) и нижних ярусов (Pu). Также производится проверка на отсутствие нулевых значений критериев площадь и запас для всех классов возраста.
Приложение редактирования внесенных данных
Назначение приложения – изменение ранее внесенных в БД данных в случае некорректного ввода или изменения критериев площадь и запас. Пользователю предлагается поиск записей в БД по критериям название лесхоза и порода (кнопка «поиск»), после чего на экран выдаются следующие данные по всем классам возраста: площадь, га; запас, м3; запас (М), м3/га; фитомасса по фракциям. Далее предлагается возможность изменить критерии площадь и запас по всем классам возраста. После ввода новых значений запускается процедура пересчета величин (кнопка «расчет», см. рис. 3.): запас, м3/га; фитомасса стволов листвы, ветвей, корней и нижних ярусов.
Для фиксирования изменений в значениях величин в БД пользователю предлагается воспользоваться кнопкой «редактировать» (см. рис. 3.). В случае, когда введенные пользователем критерии площадь и запас являются уникальными, пользователь информируется следующим сообщением (рис. 5.):
Рисунок 5- Информационное сообщение, выдаваемое в случае, когда введенные пользователем критерии площадь и запас являются уникальными
Кроме того, производится проверка на отсутствие нулевых значений критериев площадь и запас для всех классов возраста.
Изложенное представляет собой начальный этап формирования корпоративной информационной системы по фитомассе лесов средствами СУБД ADABAS и Natural. В дальнейшем предстоит выполнить пространственную привязку данных пробных площадей по фитомассе в ArcGIS [5] и совмещение полученной карты со структурой СУБД ADABAS.
Литература
1. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики. 2-е изд. М.: Наука, 1987. 552 с.
2. Кондратьев К.Я., Лосев К.С., Ананичева М.Д., Чеснокова И.В. Естественнонаучные основы устойчивости жизни. М.: ЦС АГО, 2003. 239 с.
3. Усольцев В.А. Биологическая продуктивность лесов Северной Евразии: методы, база данных и ее приложения. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 636 с.
4. Часовских В.П., Воронов М.П., Фатеркин А.С. Информационные технологии в управлении: СУБД ADABAS и проектирование приложений средствами Natural. Екатеринбург: УГЛТУ, 2006. 476 с.
5. Черкашин В.П.,Стаканов В.Д., Михайлова И.А. Оценка средствами ГИС продуктивности лесов и запасов в них углерода // Новые технологии для управления и развития региона. Красноярск: КГЦМиЗ. 2000. С. 168-177.
Работа поддержана РФФИ, грант № 07-07-96010.