ПРИМЕНЕНИЕ ГИС В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ И ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ЛЕСОВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Голубев А.С., Любимцев А.В. (СПбГЛТА, г.СПб, РФ)
This report about experience and possibilities using ArcGIS in Russian Forestry, and forestry since. Here possible fiend answers on questions: Why need using GIS in Russian Forestry? What deferens between ArcGIS and Russian GIS programs? How possible using ArcGIS in Russian Forestry?
Использование ГИС в российском лесном хозяйстве уже не новость. Существует множество статей, книг на эту тему, однако на практике не используется и половина потенциала ГИС. То же самое можно сказать и про науку, довольно сложно найти современные лесоводственные и прочие научные изыскания с применением ГИС. Однако нельзя сказать, что ГИС там совсем не используется. По сути, лесное хозяйство - это работа с землей и лесом, как с географическим объектом и любое действие всегда сопровождается картами и схемами. Эту функцию на себя и берут отечественные ГИС продукты, однако технический прогресс не стоит на месте, и на рынке появляется всё больше программных продуктов позволяющих не просто печатать карты с делянками, а выполнять сложнейшие по структуре анализ, расчеты и принимать оптимальные решения в лесоуправлении.
Поэтому для начала необходимо разобраться, что такое ГИС (геоинформационные системы)? Под этим словосочетанием подразумевается совместное использование географической (пространственной) информации в виде карт и информации об объектах в виде таблиц. Первая часть, а именно географическая информация используется людьми довольно давно, еще до появления письменности, а именно в виде рисунков и схем отображавших расположение мест проживания племен на скалах. Вторую часть начали использовать немного позже, после появления письменности, виде простых таблиц. Поэтому, просто рисуя карты и отдельно используя таксационные описания, можно смело говорить, что такие ГИСы ушли недалеко от каменного века.
Само же словосочетания (геоинформационные системы) появилось при одновременном использовании картографической и табличной информации при помощи вычислительной техники, другими словами машина просто видит, как какие-либо данные располагаются в пространстве.
Именно про такие ГИС и хотелось бы написать в этой статье. В качестве платформы для выстраивания таких ГИС систем лучше всего подходит программный продукт компании ERSI, ArcGIS.
Для каких целей используется? В лесном хозяйстве ArcGIS распространена слабо. Однако возможности программы позволяют её использовать практически во всех сферах лесопользования, а также для планирования и строительства дорог.
Рисунок 1- Разметка пробных площадей на исследуемом объекте
Пример практического применения ArcGIS в производстве представлен на рисунке 2.
Рисунок 2-Проектирование технологии разработки делянки
Перед началом заготовительных работ производиться обследование участка, с выявлением водотоков, биотопов, и других особенностей делянки. Их расположение отмечается GPS навигатором, с последующим переносом их координат в базу данных ArcGIS. Это позволит при составлении технологической карты учесть все особенности конкретной делянки.
Использование ArcGIS позволяет упростить и автоматизировать некоторые операции, связанные с лесоводственными исследованиями. Начнем с подбора участков. С помощью ArcGIS можно выполнить выборку подходящих для исследования участков по ключевым параметрам. В качестве этих параметров могут выступать не только таксационные показатели, определенные при лесоустройстве, но и такие факторы, как близость дорог, гидрологическая сеть, породный состав смежных участков леса. В итоге получаем полный список выделов, имеющих подходящие для исследования параметры, также результаты выборки можно визуализировать в виде карт, что делает информацию более наглядной. После того, как подобраны интересующие нас участки, необходимо произвести планирование расположения пробных площадей на участках. Чтобы выбор расположения не влияла субъективная оценка исполнителя, целесообразно равномерное расположение пробных площадей.
Закладывается сеть пробных площадей, шаг сети будет варьировать в зависимости от целей исследования. ArcGIS позволяет автоматизировать этот процесс и получить результат, лишь задав шаг сети пробных площадей. Каждой площадке присваиваются географические координаты и порядковый номер, впоследствии эти данные переносятся в любой GPS навигатор. Это позволит без затруднений определить местоположение пробной площади на местности, а также проводить многократные повторные обследования.
Компания ESRI является признанным во всем мире лидером ведущих Геоинформационных Систем, с учетом передовых тенденций развития информационных технологий и растущих требований многочисленных пользователей. Такой успех программных продуктов компании объясняется развитой структурой компании. В ее состав входят огромные коллективы программистов, которые развивают ГИС на протяжении многих лет. Так же компания тесно сотрудничает с сообществами ГИС специалистов, что делает программные продукты эластичными и легко подстраиваемыми под любую задачу. Однако, нам нужно решать конкретные задачи в лесном хозяйстве, таких как отводы, выполнения лесоучета и лесной таксации, а самое главное планирования лесозаготовок, выполнение анализа, и особенно хочется выделить лесоуправление. Для этого на базе ArcGIS создается ГИС проект для решения конкретных задач. Тут абсолютно уместен вопрос «ArcGIS имеет высокую стоимость, а в России уже разработаны специальные ГИС программы для решения лесохозяйственных конкретных задач, причем их стоимость значительно ниже, и они просты в освоении и использовании». И этот вопрос нельзя оставить без внимания, так как действительно в России и странах СНГ накоплено достаточно опыта в использовании компьютерных программ в лесном хозяйстве, а особенно в лесной инвентаризации, к примеру, системы ЛУГИС, Тополь, L-Tool, Formap, Турбо таксатор, Абрис и прочие. Все эти программы писались для решения конкретных задач, и каждая использует свой индивидуальный формат, и такие данные, как топографические карты или фотоснимки, могут импортировать в эти программы лишь разработчики. Функционал отечественных программ, как правило, определен заранее, и, если появляется какая-либо нестандартная задача, реализовать ее в них можно лишь с привлечением разработчика. Например, если я хочу выстроить специальный алгоритм анализа лесфонда в зависимости от сезона заготовки, отдаленности от терминала, или верхнего склада, качества дорог, затрат на их ремонт и прочих условий с использованием не только таксационных данных, но и пространственного фактора, сетевого – дорожного, топографического.
Работа в программе ArcGIS значительно отличается принципиальным подходом, так как проект выстраивается индивидуально под предприятия и для решения именно тех задач, которые перед собой ставит пользователь, и выстраивать алгоритмы для их решения может он сам. Так основными плюсами этой системы является четкое системная организация данных, для пользователя, и управление ими. Программа имеет огромный набор инструментов для решения любых задач. Из минусов программы можно отметить ее дороговизну, ориентировочная стоимость набора программ ArcView 10 составляет около 76 000 руб., а также, за счет большого набора функционала, непроста в освоении. Но тут нужно понимать, что пользование в программе разделено на несколько уровней:
1. Пользователи – просмотр данных, их редактирование, добавление новых, анализ.
2. ГИС-инженер – Организация ГИС проекта, составление схем работы программы.
3. Программист – Пишет специальные модули, изменяет код программ.
Из приведенного списка пользователей видно, что пользователям не обязательно обладать специальным ГИС образованием и отлично владеть компьютером, им достаточно освоить базовые основы. ГИС инженер должен обладать достаточным набором специальных знаний, как в ГИС, так и в специализации для которой он организует ГИС проект, однако ему необязательно владеть программным языком, а лишь освоить язык построения запросов, для этого достаточно понимать простые математические функции <,>,= . Программист, как правило, не вникает в специализацию, зато обладает знаниями программного языка, для изменения самой платформы, он работает в компании ESRI, или частных фирмах занимающихся написанием подпрограмм для ArcGIS.
На предприятии лесного сектора в зависимости от его размеров и поставленных целей, как правило, работает только ГИС–инженер для выстраивания и сопровождения схемы работы ГИС проекта, на основе которого осуществляется планирование, анализ, составления форм и отчетов по лесопользованию. Организует схему работы предприятия на основе единой базой данных. Такую схему работы можно сравнить с работой атомной электростанции и работой оператора электростанции за пультом с программным обеспечением для контроля и управления процессами, происходящими на ней.