CC BY
75
урана и тория. Для осуществления поставленной задачи необходимо провести опробование почв по профилю, что непосредственно входит в основу будущих исследований.
В целом, проведенная оценка валовых содержаний радиоактивных элементов - урана и тория - в
аккумулятивном горизонте почв города Иркутска и его сопредельных площадей свидетельствует о существенных вариациях концентраций радионуклидов, что зависит от многих параметров, определение которых представляет собой цель для дальнейших исследований.
Библиографический список
1.Сает Ю.Е., Ревич В.А., Янин Е.П. [и др.]. Геохимия окружающей среды // Москва, 1990. 335 с.
2.Ковда В.А., Розанов Б.Г. Почвоведение. Ч. 1. Почва и почвообразование // Москва, 1988. 400 с.
3. Медведев В.Н., Китаев Н.А., Мясников А.А. [и др.]. Распределение 137Cs в почвах Прибайкалья // ДАН, 1996.
4. Кузнецов В.П., Гребенщикова В.И. Распределение урана и тория в некоторых почвах Иркутской области // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: материалы III Междунар. конф. Томск: STT, 2009. 758 с.
5. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2009 году: гос. доклад. Иркутск: Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Иркутской области, 2010. 585 с.
6. Шергина О.В., Михайлова Т.А. Состояние древесных растений и почвенного покрова парковых и лесопарковых зон г. Иркутска // Иркутск, 2007. 200 с.
7. Прокофьева Т.В., Строганова М.Н. Почвы Москвы // Москва, 2004. 60 с.
8. Ладонина Н.Н., Ладонин Д.В. Загрязнение тяжелыми металлами почв и травянистой растительности Юго-
Восточного административного округа г. Москвы // Почвоведение. 1999. №7.
9. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов // Москва: Экология, 1997. Т. 6. 607 с.
10. Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде и проблемы радиоэкологии: учеб. пособие // Томск: STT, 2009. 60 с.
11. Гребенщикова В.И., Лустенберг Э.Е., Китаев Н.А., Ломоносов И.С. Геохимия окружающей среды Прибайкалья (Байкальский геоэкологический полигон) // Новосибирск, 2008. 234 с.
12. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах // Москва, 1957. 237 с.
13. Алукер Н.П., Корзухина Е.О., Сорокина Н.В. Изучение радиационных характеристик углей Кузбасса // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: материалы III Междунар. конф. Томск: STT, 2004. 772 с.
14. Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде и проблемы радиоэкологии: учеб. пособие // Томск: STT. 2009. 184 с.
УДК 910.22;656.61.052
ГИС КАК СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОННО-КАРТОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
А.В. Паршин1, В.А. Мельников2, О.И. Демина3, Е.А. Руш4
Учреждение Российской академии наук Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1 а.
Рассмотрены вопросы оснащения судов электронно-картографическими системами, дан обзор популярных навигационных решений, приведены требования к навигационной системе для прогулочных судов Байкальского региона. Результатом работы является электронная картографическая система класса «А» в качестве навигационного программного обеспечения, в которой используется бесплатный настольный ГИС-пакет. Электронные карты также созданы с применением только открытых и бесплатных пространственных данных. Работа представляет собой пример использования технологий ГИС в области, отличной от наук о Земле. Ил. 1. Библиогр. 6 назв.
Ключевые слова: навигационная система; электронно-картографические системы (ЭКС); географическая информационная система (РИС); озеро Байкал.
GIS AS A SHIP ELECTRONIC MAPPING SYSTEM A.V. Parshin, V.A. Melnikov, O.I. Demina, E.A. Rush
Establishment of the Russian Academy of Sciences, the Institute of Geochemistry named after A.P. Vinogradov, SB RAS,
1a Favorsky St., Irkutsk,664033.
The article deals with the issues of equipping ships with electronic mapping systems. It provides an overview of popular navigation solutions, lists the requirements to the navigation system for pleasure boats of the Baikal region. The result of
1Паршин Александр Вадимович, аспирант, тел.: (3952) 422645, e-mail: [email protected]
Parshin Alexander, Postgraduate, tel.: (3952) 422645, e-mail: [email protected]
2Мельников Виктор Александрович, аспирант, тел.: (3952) 422645, e-mail: [email protected]
Melnikov Victor, Postgraduate, tel.: (3952) 422645, e-mail: [email protected]
3Демина Ольга Игоревна, аспирант, тел.: 511462, e-mail: [email protected]
Demina Olga, Postgraduate, tel.: 511462, e-mail: [email protected]
4Руш Елена Анатольевна, доктор технических наук, профессор, тел.: 638352.
Rush Elena, Doctor of technical sciences, professor, tel.: 638352.
the paper is an electronic mapping system of "A" class as a navigational software, which uses a free desktop GIS pac Ik-age. Electronic maps are also created using only free and open spatial data. The paper is an example of the use of GIS technologies in the field, different from the Earth Sciences. 1 figure. 6 sources.
Key words: navigation system; electronic mapping systems (EMS); geographic information system (GIS); lake Baikal.
Изобретение спутниковых систем навигации по своей значимости можно сравнить с появлением мобильной связи, телевидения и телефонии. Широкий ассортимент имеющихся в продаже портативных и стационарных навигационных устройств, доступные цены сделали их незаменимыми во время пеших либо автомобильных экспедиций.
Рынок судовых навигационных устройств не обладает столь же значительным выбором моделей. Это связано с относительно небольшим, по сравнению с автомобилями, количеством судов. Однако период застоя и технического старения отечественного прогулочного флота в последние годы сменяется активным возрождением, которое вызвано упрощением процедур получения прав на управление маломерными судами, появлением на вторичном рынке большого количества ввезенных из Японии «беспробежных по РФ» катеров и яхт, а также открывающимися возможностями для активного отдыха, которые дают суда индивидуального пользования в нашем регионе. Многие из заповедных мест Байкала труднодоступны, находятся на охраняемых природных территориях и прекрасно сохранили свой первозданный облик. До некоторых из этих уникальных мест (к примеру, Ушка-ньих островов) можно добраться исключительно по воде. При этом озеро Байкал - одно из самых бурных озер земного шара. Для него характерны сильные ветра, туманы, крутая волна высотой до 4-6 м. Плавание в таких условиях сопряжено со значительными рисками по сравнению с любыми сухопутными типами путешествий.
Безопасность судовождения напрямую зависит от качества навигационной системы. Если отказ или некорректная работа автомобильного навигатора приведет лишь к неверному выбору пути, то выход из строя навигационной системы судна может стать причиной аварии, сопряженной с гибелью судна и людей. Современное судоходство невозможно без постоянного развития и совершенствования технологий навигации. В соответствии с требованиями правила 19 главы V Конвенции СОЛАС, на каждом судне должны быть навигационные карты и навигационные пособия для планирования и отображения маршрута судна на протяжении предполагаемого рейса и осуществления исполнительной прокладки. До недавнего времени таким средством могли являться только бумажные карты. Однако в настоящее время все более прочные позиции в современном судовождении занимают электронные навигационные системы (ЭНС), значительно превосходящие по возможностям применяемые ранее бумажные аналоги. Подобно тому, как при прокладке курса могут быть использованы только официальные лоции и карты, не все ЭНС могут быть использованы как основная навигационная система. Юридическим эквивалентом бумажных навигационных карт являют-
ся системы ЭКНИС - для судов Морского регистра и СОЭНКИ - для судов Речного Регистра (в том числе и для акватории озера Байкал). Такие электронно-картографические системы (ЭКС) имеют официальное подтверждение о соответствии требованиям национального морского регистра («Правила по оборудованию морских судов»), международным требованиям (IЕС-61174 Ed.3.0-2008) и основаны на откорректированных официальных электронных картах. Они могут стоить десятки тысяч долларов.
Более дешевой альтернативой ЭКНИС/СОЭНКИ являются ЭКС, которые либо не полностью соответствуют требованиям, либо не прошли процедуру официального подтверждения. В отличие от ECDIS, ЭКС обычно не могут служить официальной заменой традиционных бумажных карт, но предоставляемые ими возможности могут существенно облегчить процесс навигации и управления судном.
Учитывая, что до недавнего времени установка электронных навигационных систем на суда носила не обязательный характер, большинство владельцев судов не приобретали полноценные сертифицированные системы. Подобные решения использовали только судоводители, понимающие их важность для повышения безопасности плавания.
Однако в настоящее время, с принятием в 2009 г. Международной Морской Организацией резолюции 1^С.232(82), процесс внедрения сертифицированных ЭКС приобрел системный характер как для морских, так и для речных систем. Для Российских речных судов и судов смешанного плавания также введены обязательные требования: не позднее даты первого освидетельствования органом классификации после 1 января 2011 года пассажирские суда и суда, перевозящие опасные грузы, должны оснащаться СОЭНКИ. Остальные суда, в зависимости от размеров и вместимости судна - ЭКС классов «А» или «В». В связи с этим вопросы оснащения судов подходящими по классу ЭНС в настоящий момент являются весьма актуальными.
Наиболее распространенными на акватории озера Байкал являются суда, которые могут быть охарактеризованы как круизные катера и моторные яхты. Как правило, они были перестроены из буксиров или катеров специального назначения, сооружённых в 1980-90 гг. на верфях Иркутска или Улан-Удэ. Наиболее многочисленным базовым судном для постройки круизных катеров является стандартный катер проекта № Р-376У «Ярославец», класс Речного Регистра «О» (озёрный), разработанный в 1955-57 гг. В настоящее время на акватории озера Байкал эксплуатируются более 50 модифицированных теплоходов «Ярославец», имеющих официальную регистрацию [4]. Моторные яхты зачастую построены по оригинальным проектам и представляют собой цельнометаллические
суда океанского класса, способные выдерживать двухметровую волну и порывы ветра до 30 м/с [5]. Кроме яхт и катеров используется большое количество маломерных судов: моторных лодок, катеров типа «Амур». В целом, рассматриваемую группу судов, в соответствии с нормативными документами Российского Речного Регистра, следует определить как «прогулочное судно». Наряду с общими для этого класса характеристиками (длиной менее 25 м, с количеством людей на борту не более 12 человек и т.д.), необходимо отметить особенность, характерную как для маломерных судов, так и для большинства производных от «Ярославцев», а именно довольно тесные рубки. Данный фактор предъявляет дополнительные требования к размерам и эргономике применяемых навигационных решений. Рассмотрим наиболее распространенные системы, которые могут быть использованы на кораблях целевого класса.
В настоящее время на байкальских судах широко используются портативные морские картплоттеры типа Garmin GPSMAP 276С, обладающие рядом несомненных достоинств. Так, подобные устройства характеризуются относительно доступной ценой (порядка 30 тыс. руб.), компактными размерами, простотой монтирования на поворотном кронштейне к любой поверхности, стойкостью к внешним воздействиям по классу ^7. Однако они также имеют и ряд недостатков, таких как миниатюрный несенсорный дисплей (диагональ менее 4'' (4 дюймов)) с неудобной системой управления джойстиком, привязка к картам определенного производителя, невозможность самостоятельного редактирования навигационных объектов и необходимость приобретения картриджей со свежими данными для поддержания картографических материалов в актуальном состоянии. Те же самые особенности характерны и для прочих автомобильных и пешеходных навигаторов, на которые могут быть загружены морские карты. Несмотря на то что установка подобного портативного картплоттера способствует повышению удобства и безопасности судовождения в связи с небольшой диагональю экрана, он не может служить основной навигационной системой судна, поскольку не соответствует новым требованиям к ЭКС. Фактически, разумная область применения портативных картплоттеров - моторные лодки и резервные навигационные системы.
Значительно более удобным может показаться использование на прогулочных судах ЭКС классов ЭКНИС/СОЭНКИ. В этом случае в активе системы находятся качественные навигационные карты с регулярной корректурой, удобный интерфейс пользователя, возможность самостоятельного редактирования навигационной информации. При этом существует ряд факторов, сдерживающих применение подобных средств на маломерных и близких к ним по размеру судах. Первым из ограничивающих их применение факторов является высокая стоимость, сравнимая с ценой самого судна. Кроме того, развитые возможности программного обеспечения подобных систем: использование режимов относительного движения, ориентации карты «по курсу», трехмерное моделирова-
ние, промеры, двойной экран, наложения радарного изображения и т.д. - определяют высокие системные требования. В связи с этим они в первую очередь ориентированы на производительные стационарные ПК, которые могут поставляться в составе комплекса либо приобретаться отдельно. При этом промышленные ПК от производителя системы весьма дороги, а обычные персональные компьютеры не выдерживают жесткие условия внешней среды Байкальской природной территории - сильную качку на крутой волне, низкие температуры, сильную вибрацию двигателей, характерную для маломерных судов. Кроме того, размещение полноразмерного системного блока в рубке небольшого судна далеко не всегда возможно. В целом, системы типа ЭКНИС слишком «большие» для рассматриваемого «прогулочного» класса судов: и по размерам, и по функциональности, и по стоимости.
Таким образом, портативные картплоттеры с одной стороны, и системы ЭКНИС/СОЭНКИ - с другой, являются своеобразными «полюсами» цен и возможностей рынка навигационных решений. Очевидным выбором для прогулочных судов являются системы ЭКС. Действительно, основными причинами, ограничивающими их использование, являются не явные недостатки в области надежности или функциональности, а отсутствие в нашем регионе развитой дилерской сети, невозможность оценить приобретаемую систему иначе, как по картинке. Кроме этого, все же можно отметить значительную стоимость подобных систем. К примеру, базовый пакет популярной ЭКС dKart Navigator 6.33, без подписки на электронные карты CM93/3, составляет 3500 y.e. Карта озера Байкал - еще 250 y.e.
Итак, при отсутствии активного предложения и при увеличении количества судов потребность в навигационных средствах возрастает. Благодаря этому в течение последних 2-3 лет появились и активно развиваются некоммерческие проекты, такие как gps-baikal.ru, baikalnavi.org. Однако усилия их участников направлены на разработку бесплатных навигационных карт для различных моделей портативных навигаторов, что вне зависимости от их качества не позволяет использовать такие системы как основные навигационные средства прогулочных судов. При этом данные инициативы демонстрируют возможность создания навигационных карт людьми, не имеющими специальных закрытых источников пространственных данных.
С проблемой поиска подходящего навигационного решения авторы столкнулись в ходе проведения работ по государственному экологическому мониторингу озера Байкал. Для контроля гидрохимических показателей водной среды используется судно «Исток», относящееся к целевому «прогулочному» классу. В связи с невозможностью приобретения подходящей электронной навигационной системы была предпринята попытка самостоятельной разработки и создания подходящей ЭКС. Приведем требования к системе:
• соответствие требованиям стандарта IEC-62376 к ЭКС класса «А» либо «В»;
• компактные размеры, простота монтирования на любые типы поверхности;
• высокие показатели надежности: устойчивость к влаге, вибрации, низким температурам;
• актуальная и достоверная навигационно-картографическая информация;
• простой и удобный в обращении интерфейс для пользователей, не имеющих специальной подготовки по морской навигации;
• широкий спектр поддерживаемых форматов пространственных данных, развитые возможности импорта/экспорта для быстрой актуализации навигационной информации;
• встроенные средства для самостоятельного редактирования навигационной информации;
• итоговая стоимость системы не должна превышать цену портативного картплоттера, поскольку большинство судовладельцев в настоящий момент использует навигаторы такого типа;
• отдельным требованием, не обязательным для большинства судов, но весьма желательным для целевого теплохода «Исток», является возможность интеграции навигационной системы с пространственной базой данных.
Целью данной работы является создание ЭКС, отвечающей всем вышеприведенным требованиям.
Современная судовая навигационная система состоит из трех основных элементов: картплоттера или компьютера с приемником GPS/ГЛОНАСС, навигационного программного обеспечения и цифровых карт. Последовательно рассмотрим подбор или создание каждого из этих компонентов.
Аппаратное обеспечение
Рассмотрим основные требования к аппаратной платформе ЭКС:
• Высокие показатели надежности (а именно свойств безотказности и ремонтопригодности). Основными требованиями являются водо- и вибростойкость, механическая прочность. Желательно предусмотреть возможность ремонта посредством быстрой замены отдельных комплектующих.
• Компактные размеры, простота крепления на различные поверхности. Данное требование обусловлено особенностями рассматриваемой целевой группы судов. К примеру, в рубке стандартного катера класса «Ярославец» практически нет ровных горизонтальных поверхностей.
• Размер экрана должен составлять не менее 8'' для ЭКС класса «В» и 14'' для класса «А»
• Наличие сенсорного экрана, обеспечивающего управление системой без применения внешних манипуляторов, требующих дополнительного пространства для размещения.
При комплексном рассмотрении данных требований можно сделать вывод о том, что аппаратная основа навигационной системы должна быть РС-совместимой. Действительно, конструкция картплот-теров и навигаторов не подразумевает возможность оперативного ремонта, а также расширения встроенных возможностей представления информации.
В связи с высокой стоимостью и отсутствием в розничной продаже промышленных защищенных ПК, аналогичных применяемым в комплексах СОЭНКИ,
необходимо было найти доступное по цене альтернативное решение. При этом сходные с приведенными выше требования к навигационному оборудованию существуют во внедорожном автоспорте: трофи-ориентировании, ралли-рейдах. Для подобных мероприятий, как и для судовождения в неблагоприятных погодных условиях, характерны сильные вибрации, тряска (качка), периодическое попадание на навигатор воды, а салон внедорожника сравним по размерам с рубкой маломерного судна.
Во внедорожном автоспорте в качестве аппаратной платформы для навигационного ПО часто используются защищенные планшетные ПК либо ноутбуки-трансформеры, стоимость которых на вторичном рынке находится в диапазоне 8-20 тыс. руб. Подобные ПК создавались специально для работы в экстремальных условиях и отлично зарекомендовали себя в автомобильной внедорожной навигации. Диагонали экранов распространенных моделей ноутбуков типа Panasonic CF28, Hammerhead XRT, Nec FC-N21S составляют 814'', при необходимости к любому из них может быть подключен дополнительный монитор, установленный на VESA-кронштейне. Данные ПК оснащаются сенсорными экранами, что позволяет управлять навигационной системой без применения манипуляторов типа «мышь», требующих твердых ровных горизонтальных поверхностей. Кроме того, экраны промышленных ноутбуков рассчитаны на работу на открытом воздухе, обладают хорошей яркостью и контрастностью, что гарантирует качественное отображение навигационных карт при любых погодных условиях. При этом производителем большинства подобных ПК предлагается широкий выбор стационарных кронштейнов и док-станций для крепления ноутбука к различным поверхностям, скрытой подводки питания и расширения встроенных возможностей ввода-вывода. Естественно, в них используются стандартные комплектующие от ноутбуков, что делает возможным быструю замену вышедшего из строя жесткого диска или оперативной памяти. Высокая степень защищенности от внешних воздействий достигается особенностями конструкции корпуса. Подключив GPS-ресивер к подобному защищенному ноутбуку при помощи Bluetooth или USB интерфейса, мы получаем надежную, компактную и недорогую аппаратную часть ЭКС.
Программное обеспечение
Для правильного подбора навигационного программного обеспечения, необходимо рассмотреть средства, используемые как в морской навигации, так и в смежных областях.
Важной характеристикой программной части ЭКС является тип поддерживаемых данных. В корабельных навигационных системах ЭКНИС или СОЭНКИ обязательно присутствует поддержка как растровой, так и векторной графики, поскольку в настоящее время покрытие мирового океана не обеспечено векторными картами на все 100%. Штатное программное обеспечение портативных картплоттеров и автомобильных навигаторов обладает поддержкой только векторных форматов. Проводя аналогии с внедорожным автоспортом, отметим, что там также использует-
ся и векторная, и растровая графика, однако путем одновременного использования двух или более программ.
Поскольку в качестве аппаратной платформы выбраны защищенные ноутбуки, операционная система должна являться X86-совместимой. Так как вопрос выбора конкретного производителя ОС зависит от личных предпочтений владельца судна, желательно, чтобы навигационное ПО было кросплатформенным.
Также необходимо учесть, что в защищенных ноутбуках производительность всегда менее приоритетна в сравнении с компактностью, автономностью и герметичностью. В рамках рассматриваемой ценовой категории речь идет о моделях трех-семилетней давности, с одноядерными процессорами тактовой частотой до 1 ГГц и объемом оперативной памяти, составляющим 256-1 Гб. В связи с этим использование программ от современных систем СОЭНКИ или ЭКС не представляется возможным.
Важным качеством программного обеспечения является его способность по актуализации имеющейся навигационно-картографической информации. Желательно, чтобы используемое программное средство обладало максимально широким перечнем поддерживаемых форматов пространственных данных, а также встроенными средствами по их редактированию для внесения изменений во время рейса. В контексте описываемого навигационного средства излишне упоминать про реализацию базовых функций поддержки судовождения - слежением за позицией, наведением на точку, отображением курса, скорости судна и т.д.
Навигационные программы, такие как OziExplorer или SASPlanet, часто используемые в пешеходной или автомобильной навигации, обладают весьма ограниченной функциональностью. Такие программные средства в первую очередь предназначены для работы с растровыми картами и, несмотря на поддержку векторных форматов kml/gpx, не позволяют корректно отображать на карте и редактировать даже первые сотни навигационных объектов. Однако поддержка операций с векторами характерна для другого типа программных продуктов, не предназначенного для обеспечения судовождения. Речь идет о географических информационных системах (ГИС). Действительно, возможности подобных систем по работе с пространственными данными, редактированию растровой и векторной графики значительно превосходят даже самые совершенные ЭКНИС/СОЭНКИ. При этом некоторые современные ГИС-пакеты либо уже содержат встроенные средства для взаимодействия с подключенным к компьютеру GPS-ресивером и обеспечения базовых навигационных функций, либо могут быть дополнены необходимыми плагинами, реализованными с помощью встроенных языков программирования. Такое качество, как кросплатформенность, также характерно для большинства «open source» ГИС.
Для минимизации итоговых затрат на создание ЭКС рассматривались открытые геоинформационные пакеты. В результате были выбраны сразу две ГИС: Quantum GIS и MapWindow GIS. Обе системы продемонстрировали стабильную работу, и, в зависимости
от разрешения экрана используемого ноутбука и наличия/отсутствия необходимости в подключении навигационной системы к внешней базе данных, можно отдать предпочтение одной из них. В активе QGIS находятся более проработанный и удобный для работы посредством сенсорного экрана интерфейс, простой механизм трансформации картографических материалов в нужную проекцию, она лучше подходит для сенсорных экранов с разрешением от XGA и выше. MapWindow характеризуется несколько большей скоростью работы на слабых конфигурациях систем, ее интерфейс удобен для разрешений ниже SVGA. Обе системы поддерживают все наиболее распространенные форматы растровых и векторных данных, могут взаимодействовать с пространственными БД. В составе корабельной информационной системы судна «Исток», навигационная система не является обособленным средством, ее информация хранится во внешней базе данных PostgreSQL/Postgis. Такая архитектура позволяет реализовать обратную связь между ЭКС и навигационным оборудованием судна. В БД вносится батиметрическая информация, получаемая с эхолотов и гидролокатора бокового обзора, благодаря чему со временем база данных батиметрии становится все более и более точной. Можно сравнить данный механизм с регулярной корректурой коллекций официальных электронных карт, только в данном случае система не требует от пользователя каких-либо действий для своего обновления. Таким образом, можно назвать созданную систему «самосовершенствующейся».
При установке описываемой ЭКС в конфигурации без внешней БД используются копии слоев в формате .shp. В этом случае для добавления новой батиметрической информации необходимо подключить к компьютеру эхолот и периодически использовать имеющиеся в рассматриваемых ГИС функции слияния векторных слоев (рисунок).
Картографические материалы
Учитывая тип используемого программного обеспечения, было принято решение о комплектовании системы самостоятельно созданными электронными картами. Действительно, стандарт IEC-62376 допускает использование ЭКС классов «А» и «В» в качестве основного навигационного средства с использованием неофициальных карт. При этом не стоит забывать, что недостаточно качественные картографические материалы не только не способствуют повышению безопасности судовождения, но и наоборот, значительно повышают его риски. В связи с этим при создании базовых векторных слоев (батиметрия, опасные объекты, места стоянок и т.д.) в первую очередь использовались официальные бумажные карты: штурманская карта оз. Байкал 1991 г, лоция Иркутского водохранилища, Атлас озера Байкал 2001 г, WMS-слои карт Генштаба. Поскольку с момента выпуска этих материалов инфраструктура береговых объектов (особенно в районах Малого моря, п. Листвянка) значительно изменилась, для приведения базы данных навигационных объектов в актуальное состояние использовались материалы OpenStreetMaps.org. Также данные батимет-
рии были дополнены информацией о глубинах озера Байкал, полученной в ходе ведения государственного экологического мониторинга в 2008-2010 гг.
Для удобства восприятия пространственной информации, помимо векторных слоев навигационных объектов, используется ряд растровых подложек - от данных ДЗЗ Landsat ЕТМ+ до карт Bingmaps. Для кэширования этих материалов используется установленный на судне «Исток» WMS-сервер. В случае отдельной установки ЭКС можно использовать обычные растровые слои.
При одновременном использовании описываемой навигационной системы и морского картплоттера было отмечено, что созданные карты значительно точнее карт байкальского региона от компании Сагтт. Кроме того, благодаря широким ГИС-возможностям по импорту и редактированию данных, пользователь может дополнить имеющуюся пространственную информацию более актуальной.
Результаты
Основным результатом данной работы является электронная картографическая система. Рассмотрим затраты на ее создание:
Аппаратная часть (защищенный ноутбук Panasonic CF18 + GPS-ресивер) - 18000 руб.
Программная часть (геоинформационная система Quantum GIS) - 0 руб.
Навигационные карты - 0 руб.
Таким образом, стоимость системы составляет восемнадцать тысяч рублей, что значительно меньше цены портативного картплоттера. При этом данная система по своим возможностям не уступает, а в некоторых случаях и превосходит настоящие ЭКС классов «А» и «В». Она может быть использована в качестве основной навигационной системы судна прогулочного класса. Электронные карты также созданы только на основе общедоступной пространственной информации.
Данная работа показывает, что функциональные возможности современных открытых ГИС-пакетов являются достаточными для решения реальных задач.
Подобные электронно-картографические системы могут быть созданы без значительных финансовых затрат и с успехом использованы при судовождении на других водных объектах.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ №11-05-00084а.
Библиографический список
1. Фадеев В.А. Современные судовые навигационные электронные картографические системы. СПб.: ГМА им. Макарова, 2011.
2. Лобастов В.М. Электронная картографическая система "dKart Navigator": учеб. пособие. Владивосток: МГУ им. адм. Г.И. Невельского, 2004. 80 с.
3. Гагарский Д.А. Электронные картографические системы в современном судовождении. СПб.: ГМА им. Макарова, 2007. 91 с.
4. Ваганов М.К. Круизные катера Байкала: доклад. Иркутск, 2007.
5. Ваганов М.К., Полынцев С.А. Крейсерские парусные яхты Байкала: доклад. Иркутск, 2007.
6. Стандарт 1ЕС б2з7б(2010). Морская навигация и радиокоммуникационное оборудование и системы. Системы элек-
тронных карт. Требования к эксплуатационным характеристикам, методы испытания и требуемые результаты испытания.
УДК 551.435.126
СТОК РЕЧНЫХ НАНОСОВ ХРЕБТА ХАМАР-ДАБАН: НАБЛЮДЕНИЯ И МОДЕЛЬ
1 л 4
В.Л. Потемкин', Т.Г. Потемкина2, Е.А. Гусева3
12
, Лимнологический институт СО РАН, 664033 Иркутск, а/я 278, ул. Улан-Баторская, 3.
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
В динамике годового стока наносов на притоках малого бассейна оз. Байкал за весь период инструментальных наблюдений определяющими являются гидроклиматические факторы. На реках Утулик и Хара-Мурин в последние десятилетия наблюдается относительное снижение объёмов взвешенных наносов при неизменной водности рек. Скопившийся за это время в их бассейнах денудационный материал при определенных гидрометеорологических ситуациях способен сформировать сели, что приведет к увеличению годовых объемов речных наносов. Ряд длительных наблюдений за паводками может быть представлен как ряд редких, случайных событий, распределенных по закону Пуассона со средним интервалом 6 лет. Ил. 3. Библиогр. 12 назв.
Ключевые слова: модель; сели; годовой ход воды; годовой сток наносов; оз. Байкал; хр. Хамар-Дабан.
RIVER DRIFT RUNOFF FROM THE KHAMAR-DABAN: OBSERVATIONS AND A MODEL V.L. Potemkin, T.G. Potemkina, E.A. Guseva
Limnological Institute SB RAS, 3 Ulan-Batorskaya St., p/box 278, Irkutsk, 664033. National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664043.
Hydroclimatic factors are determinant in the dynamics of the annual runoff of drifts in the tributaries of the lake Baikal small basin over the entire period of instrumental observations. Previous decades are characterized with a relative decline in the volume of suspended sediments under constant water content in the Utulik and Khara-Murin rivers. The denudation material that has accumulated in their basins during this time is able to form mud flows under certain meteorological situations. It would result in the increase of the annual volumes of river drifts. A number of long-term observations of floods can be represented as a series of rare, random events, distributed by the Poisson's law with a mean interval of 6 years.
3 figures. 12 sources.
Key words: model; mud flows; annual variation of water; annual runoff of drifts; lake Baikal; mountain ridge the Khamar-Daban.
Сильные дожди часто вызывают на горных реках паводки. При этом из-за больших уклонов русел происходит быстрый сброс воды, и паводки бывают внезапными, иной раз принимающими катастрофический характер, что приводит к образованию селей. Сели -стремительные потоки большой разрушительной силы, состоящие из смеси воды, камней, щебня и грунта в самых разных пропорциях, к сожалению, постоянно повторяющееся в горах стихийное явление. В зависи-
мости от преобладания каменного или почвенного материала различают водокаменные, грязекаменные и грязевые селевые потоки. Чаще всего сели возникают в гольцовой зоне, где постоянно накапливающийся в результате процессов естественного разрушения каменный материал смывается внезапно выпадающими дождями. В высокогорье с характерными ледниковыми карами каменным материалом селей часто служат размываемые водными потоками старые
1Потемкин Владимир Львович, кандидат географических наук, старший научный сотрудник, тел.: (3952) 426502, 89148836467, e-mail: [email protected]
Potemkin Vladimir, Candidate of Geography, Senior Research Worker, tel.: (3952) 426502, 89148836467, e-mail: [email protected]
2Потемкина Татьяна Гавриловна, кандидат географических наук, старший научный сотрудник, тел.: (3952) 426502, e-mail: [email protected]
Potemkina Tatyana, Candidate of Geography, Senior Research Worker, tel.: (3952) 426502, e-mail: [email protected]
3Гусева Елена Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов,
тел.: (3952) 405147, 89500616247, e-mail: [email protected]
Guseva Elena,Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Engineering Technologies and Materials, tel.: (3952) 405147, 89500616247, e-mail: [email protected]
