CC BY
5Ученые записки Таврического национального университета имени В.И.Вернадского Серия «География». Том 22 (61). 2009 г. № 1. С. 142-147
УДК 528.92:577
ДОСВ1Д ШТЕГРАЦП Р1ЗНОР1ДНИХ ДАНИХ В ГЕО1НФ ОРМАЦ1ЙНИХ ЕКОЛОГО-ПРИРОДООХОРОННИХ ПРОЕКТАХ
ФЫозоф Р. С.
Кшвський Нацюнальний Утверситет iмет Т. Г. Шевченко, ЗАТ«ЕСОММ Со»
Е-mail: r filozov@ukr.net
В статп запропоновано технолопчну схему штеграци рiзнорiдних даних в едину геоiнформацiйну систему та створення едино бази географiчних даних. Подано класифжащю та описано принцип вiдбору даних за основними ознаками. Приведено приклад успшного застосування запропоновано! схеми в проект створення регiонального ландшафтного парку «Голосш». Krn4oei слова: рiзнорiднi дат, класифжацш, iнтеграцiя
ВСТУП
Чи не найважлившою проблемою при створеннi будь-якого геошформащйного проекту е питання штеграци в едину систему матерiалiв, що мають рiзний формат, точнiсть, актуальшсть, тобто одним словом - е рiзнорiдними. При цьому дана проблема сто!ть тим гострiше, чим далi тематика проекту вiд суто математичного моделювання. Зокрема, яскравим прикладом можуть бути геоiнформацiйнi проекти, пов'язанi iз екологiчною безпекою та природоохороною. В таких проектах використовуються найрiзноманiтнiшi дат, вщ математичних моделей рельефа та супутникових знiмкiв до ручних креслень та описових матерiалiв польових дослщжень. Нажаль, автору не вiдомi публшацл чи науковi працi, що надавали б методолопчну схему штеграци такого набору даних чи вщповщали б на питання «як коректно сумютити ва матерiали в единому проекп».
Метою дано! статтi е класифшащя вихiдних матерiалiв еколого-природоохоронних проектiв за основними ознаками та опис технолопчного процесу !х штеграци в геошформацшну систему на основi власного досвщу автора.
ВИКЛАД ОСНОВНОГО МАТЕР1АЛУ
На початку визначимо деяю термiни та поняття. Пiд pi3nopidnuMU даними будемо розум^и такi данi, що мають рiзний тип носiя (електронний чи паперовий) або не маюсь мiж собою сумiсностi по усiх (чи принайми по однш) ключових характеристиках, таких як достовiрнiсть, актуальнiсть та ш.. Пiд геотформацтним проектом маеться на увазi такий проект, або повнощнна функцiональна геоiнформацiйна система (Г1С), що мiстить в единiй базi географiчних даних (БГД) всю шформащю стосовно проекту, а також мае картографiчну та аналiтичну складовi. Приклад структури типово! БГД зображено на рис. 1.
Рис. 1 Типова структура БГД природоохоронного об'екта
В залежносп вщ тематики та складностi проекту, шформащйне наповнення може вiдрiзнятися. Тим не менше, для штеграци всього масиву даних в едину систему необидно перш за все визначитись iз тим, якi матерiали будуть основними (тобто формуватимуть скелет бази геоданих), а якi будуть лише !х доповнювати та по можливосп розширювати функцiональнiсть ПС. Слiд зазначити, що загальнi принципи проектування БГД та и наповнення даними описан1 в деяких наукових працях (1, 2, 3, 4), проте в данш статтi увагу придiлено саме проблемам вщбору даних на !х сумiщення в едину систему.
Першим кроком мае бути класифшащя наявних матерiалiв за рiзними ознаками, для ощнки !х якостi. Класифiкацiя мае вщбуватись за схемою, поданою в таблиц 1. Доцiльно вiдбирати за основу л дан1, якi вщповщають бiльшостi важливих критерпв але в той же час мають позищйну складову i можуть слугувати також основою для картографiчного наповнення проекту.
Таблиця 1
Класифшащя рiзнорiдних матерiалiв за основними ознаками
Ознака Варiанти Приклади
Носш - паперовий - електронний Планшети лiсникiв, копи документiв База даних по обходах, електронн карти
Просторовий характер - описова iнформацiя - просторово прив'язанi дан1 Статистичт данi, данi мон1торингу Данi геодезично! зйомки, карти, космозн1мки
Достовiрнiсть - висока - низька Задокументованi дат з офщшних джерел Дан1 польових обстежень та будь-яка iнформацiя низько! якостi
Актуальтсть - висока - низька Карти, оновленi по космозшмках, дан1 монiторингу Застарiлi картографiчнi та статистичт матерiали, лiтературнi джерела
Крiм того, важливо пам'ятати, що так чи шакше, а вся шформащя мае бути переведена до електронно! форми, що ставить ще одне важливе завдання - знайти зручш формати даних, тага що взаемно сумiщаються, а для вах картографiчних матерiалiв - едину проекщю та систему координат, до яких в подальшому приводитимуться вс наступнi картографiчнi данi.
Визначившись iз базовою картографiчною основою (територiальними одиницями, системою кординат, тематичними шарами) та достовiрною описовою iнформацiею слiд сформувати таку структуру бази даних, що передбачала б мiсце для вах матерiалiв, вiдповiдно до !х призначення i ступеня важливостi. На практищ це реалiзуеться створенням набору таблиць iз полями, що вiдповiдають описовим характеристикам об'екпв (атрибутам) та полями-щентифшаторами, що поеднують таблицi мiж собою.
Завершальним етапом imeipa^ï даних е фактичне наповнення БГД за рахунок скоригованих вiдповiдно до обрaноï основи просторово позицiйовaних (кaртоIрaфiчних та супутникових) мaтерiaлiв та ïx aтрибутiв, що попередньо вибудувaнi за iерaрхiею, вiдповiдно до ïx важливосп.
Для прикладу можна навести геошформацшне кaртоIрaфiчне забезпечення проекту створення репонального ландшафтного парку (РЛП) «Голосив».
Пюля виконання всix необxiдниx перетворень i упорядкування шaрiв, проведення попередньоï оцшки якостi за топоIрaфiчну основу було прийнято електронну карту ГолосiïвськоIO району м. Киева, в умовному мaсштaбi 1:10000 (з iнформaтивним наповненням та детaлiзaцiею, що вiдповiдaе даному масштабу) . В якост базово1' проекци було обрано проекцiю Меркатора для 36-ï зони на бaзi сфероща WGS_1984 (WGS_1984_UTM_Zone_36N).
Для створення карт функцюнального зонування, рослинностi, основних землекористувaчiв та iн. було використано мaтерiaли ВО „Укрдержлюпроект", що були надаш у два етапи на тридцяти двох планшетах, а також у вигщщ вiдповiдноï бази даних до них у формат Microsoft Excel. На планшетах було вiдмiчено територда, що входить до РЛП "Голосив", кожен контур був розбитий на квартали i видши, що являлись основними одиницями для тдрахунку площ та мiнiмaльними величинами оперування у бaзi даних.
Робота по створенню кaртоIрaфiчниx мaтерiaлiв велась у програмному зaбезпеченнi вiд фiрми ESRI, за допомогою програм ARC VIEW 3.2, ARC GIS 8.X та ARC INFO 9.
Планшети були вщскановаш та роздшеш на двi умовнi групи - нaйсклaднiшi було векторизовано у нашвавтоматичному режимi у лшшш шейп-файли, яю потiм, пройшовши коректуру, було перетворено на полтональш об'екти iз створенням тополоIiï; простiшi цифрувались у ручному режимi з подальшою побудовою тополоIiï.
Основною проблемою на даному еташ стала яюсть мaтерiaлiв. Нажаль оновлення лiсотaксaцiйниx мaтерiaлiв проводиться нерегулярно, тому, незважаючи на наявшсть плaнiв на всю територда парку, сумютити планшети мiж собою було надзвичайно складно. В основному це проявилось при кодуванш видшв та виконaннi прив'язки ïx до топооснови, але i в процес цифрування виникали неaбиякi склaднощi. У зв'язку iз тим, що картографування виконувалось в рiзний час та рiзними пaртiями виконaвцiв, iнформaцiя iнодi дублювалась. Наприклад в одному з квaртaлiв можна було знайти два видши iз номером "34", причому в рiзниx конфiгурaцiяx, а в деяких кварталах окремi номери видшв були вщсутш. Крiм того у зв'язку iз втратою частини планшелв деякi дiлянки було картографовановано повторно iз дуже низькою яюстю зйомки. Внаслщок чого, прив'язуючи цi д^нки до топооснови, необхщно було виконувати ручну тдгонку, базуючись на конфiгурaцiяx прилеглих територiй, точнiй iнформaцiï про площi окремих видiлiв та враховуючи шар рослинносп на цифровiй картг
Дaлi, для забезпечення тд'еднання бази даних, вам видшам у внутршнш aтрибутивнiй тaблицi було присвоено кодовi значення, що мали абсолютно вщповщати таким у бaзi даних. Исля цього база даних, попередньо конвертована у формат Microsoft Access, могла бути iмпортовaнa i приеднана до атрибутивних таблиць видiлiв iз збереженням повно1' iнформaцiï.
Наступним кроком була прив'язка окремих планшетiв, що були кожен у сво!й умовнш системi координат, до едино! топографiчно! основи i корекцiя !х конф^рацш у вiдповiдностi одне з одним та з топоосновою. Таким чином було отримано на топографiчнiй основi додатковi шари (межi та територiя РЛП "Голосив", його складовi, квартальна сiтка). Обираючи i3 бази даних вщповщне поле та спосiб картографiчного зображення, задавши умовнi знаки, таким чином, вдалось отримати наступнi карти: категорп земель; рослинностi (переважаючi деревш породи та безлiсi дiлянки, основт породи з врахуванням вiкового складу, насадження штучного походження та не зiмкнутi лiсовi культури); класiв пожежно! небезпеки земельних дiлянок; заповiдних об'екпв; типiв лiсу за едафiчними ознаками; характеру забудови.
Використовуючи накладання цих шарiв, а також враховуючи ландшафтну характеристику територп, межування iз об'ектами iсторико-культурного та природно-заповiдного фонду, наявшсть червонокнижних та рiдкiсних вцщв рослин i тварин було створено карту функцюнального зонування територи РЛП "Голосив", що була фактичним результатом роботи.
Завдяки використанню обраних програмних продуктiв, що в останньому поколiннi мають можливiсть створення складно! внутрiшньо! бази даних у Microsoft Access, таким чином, можливо значно виграти у продуктивностi роботи, якосп обробки iнформацi! та подання !! у максимально можливiй кшькосп сумiсних форматiв. Ще однiею перевагою використання геоiнформацiйних технологiй е можливють картометричного обчислення площ у автоматичному режимi з метою спiвставлення !х iз наданими та подальшого узгодження. Це питання було одним iз найбiльш гострих тд час виконання проекту, адже iснувало три варiанти площ для територiальних складових парку: iз рiшення Ки!всько! мiсько! ради, фактичш обчисленi ВО '^^держ^с^ое^' та обчислеш картометрично. При спiвставленнi виявилось, що розбiжностi сумарно! площi, обчислено! картометрично та площ за ршенням i за даними ВО "Укрдержшспроект" вiдрiзняються вiдповiдно на 1,3% та 0,4%. Хоча юридичним орiентиром мали слугувати площi, взятi iз ршення Ки!вмiськради, все ж друге джерело вже iз самого початку викликало бiльше довiри, адже фактично обчислеш площi часто розходяться iз державними актами. В будь-якому випадку розбiжностi в межах 1-2% були передбачеш i задовольняють вимоги до точносп на даному етапi. Якщо ж врахувати значний перелш факторiв, що вплинули на таку точнiсть (яюсть креслень, рiзночасовий характер матерiалiв топооснови та креслень, похибки, викликанi машинною точнiстю сканерiв та дисплея та похибки прив'язки векторизованих планшетiв до топооснови), то точшсть порядку 1-2% можна навiть вважати завищеною.
При виконанш проекту передбачалось, що створення повнофункщонального регiонального парку буде доведене до юнця i не обмежиться першою чергою. Тому з метою полегшення пошуку iнформацi! та спрощення роботи з картографiчними матерiалами замовнику було запропоновано створити Г1С для мониторингу територi! РЛП та уиравлiння його дiяльнiстю. В якостi прикладу було створено автономну базу даних iз мiнiмальним заповненням, що була приеднана до картографiчних матерiалiв в единому середовищi ArcGIS. Логiчна модель БГД базувалась на зв'язку трьох таблиць за кодами видшв: перша була атрибутивною таблицею класу об'екта "парк", друга мютила iнформацiю по кожному з видшв в закодованому варiантi за лiсовпорядними класифiкаторами, третя являлась розшифровкою атрибупв друго!. Пов'язанi таблиц являлись основою для побудови запипв. Кожен запит мiстив стандартну шформащю
про номер кварталу i вцщлу та площу видшу. Крiм того в залежностi вщ тематики була iнформацiя про категорп земель, рослинний свiт, функцiональне зонування тощо. Виключенням являвся запит до ландшафтно! структури, яка, звичайно, не могла бути прив'язана до видшв. Тут одиницями виступали територп з ландшафтами певних типiв, саме !х площа вiдображалась у вiдповiдному полг
ВИСНОВКИ
Отже, як видно iз описаного проекту, в даному разi було устшно проведено iнтеграцiю рiзнорiдних даних в едину геошформащйну систему. Технолопя, застосована при виконаннi даного проекту, може бути удосконалена за рахунок побудови бшш складно! системи управлiння даними та створення в середовищi Г1С системи пiдтримки прийняття ршень. Досвiд, набутий в процесi виконання описаного проекту на даний момент усшшно застосовуеться в роботi зi створення геошформацшно! системи Об'екту укриття Чорнобильсько! АЕС та прилеглих територш, що виконуеться фiрмою «ЕСОММ Со». Це доводить ефектившсть запропоновано! технолопчно! схеми iнтеграцi! даних та можливють !! застосування в iнших еколого-природоохоронних проектах.
Список лiтератури
1. Берлянт А. М. , Лурье И. К. Геоинформационное картографирование для изучения геосистем. Географические основы // География, общество, окружающая среда / Под. ред. А. М. Берлянта, Ю. Ф. Книжникова. - М., 2004. - С. 44-50
2. Вейскас Д. Эффективная работа с Microsoft- Access 7.0. - Пер. с англ. - СПБ, 1997, - С. 864
3. Лурье И. К. Основы геоинформационного картографирования. - М. : Издательство Московского университета, 2000. - С. 143
4. Цейлер М. Моделирование нашего мира : пособие ESRI® по проектированию баз геоданных : Пер. с англ. - К. : ЕСОММ, 2003. - С. 254
Филозоф Р.С. Опыт интеграции разнородных данных в геоинформационных эколого-природоохранных проектах. / Р.С. Филозоф // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия: География. - 2009. - Т. 22 (61). - №1 - С. 142-147. В статье предложена технологическая схема интеграции разнородных данных в единую геоинформационную систему и создание единой базы географических данных. Подана классификация и описан принцип отбора данных по основным признакам. Приведен пример успешного применения предложенной схемы в проекте создание регионального ландшафтного парка «Голосеев». Ключевые слова: разнородные данные, классификация, интеграция
Filozof R.S. Experience of integration of heterogeneous information in the geoinformational nature protection and ecological projects / R.S. Filozof // Scientific Notes of Taurida V. Vernadsky National University. - Series: Geography. - 2009. - Vol. 22 (61). - №1 - P. 142-147.
In the article the technological chart of integration of heterogeneous information in the single geoinformational system and creation of single base of geographical information is offered. Classification is given and principle of selection of information is described on basic signs. The example of successful application of the offered chart is resulted in a project creation of regional landscape park «Golosiiv». Keywords: heterogeneous information, classification, integration
Поступила в редакцию 05.05.2009 г.
