CC BY
102
ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ
ВЕБ-АТЛАСА АЛТАЕ-САЯНСКОГО ЭКОРЕГИОНА
Ирина Николаевна Ротанова
кандидат географических наук, доцент, доцент кафедры физической географии и геоинфор-мационных систем, ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный университет», ведущий научный сотрудник Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, 656049, Россия, г. Барнаул, пр. Ленина, 61, тел.: +7 3852 291277, факс: +7 3852 240396, e-mail: rotanova07@inbox.ru
Никита Владимирович Репин
аспирант, Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, 656038, Россия, г. Барнаул, ул. Молодежная, 1, тел.: +7 3852 666050, факс: +7 3852 240396, e-mail: ni kl@mail.ru
Картографический веб-атлас Алтае-Саянского экорегиона для природоохранных целей предназначен для систематизации и синтеза разноплановых знаний о природе, экологической обстановке, охраняемых природных территориях, хозяйственной деятельности, социально-демографической и другой ситуации на территории. Его структура базируется на принципе модульности. Основой ГИС веб-атласа служит картографическая база данных и база метаданных о картах территории экорегиона. Создаваемый веб-атлас предполагает не только презентацию карт, но и интерактивное картографическое моделирование пользователями.
Ключевые слова: веб-картографирование, веб-атлас, Алтае-Саянский экорегион.
INFORMATION MODEL OF WEB-ATLAS OF ALTAI-SAYAN ECOREGION
Irina N. Rotanova
Ph.D., associate professor, associate professor of Department of physical Geography and GIS of Altai State University, Leading Researcher of Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, 656049, Russia, Barnaul, 61, Lenina St., tel. +7 3852 291277, fax: +7 3852 240396, e-mail: rotanova07@inbox.ru
Nikita V. Repin
postgraduate of of Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, 656038, Russia, Barnaul, 1, Molodyozhnaya St., 1, tel.: +7 3852 666050, fax: +7 3852 240396, e-mail: ni_kl@mail.ru
The cartographical Web-Atlas of the Altai-Sayan ecoregion with respect to environment protection is intended for systematization and synthesis of knowledge about nature, environmental conditions, protected natural areas, economic activities, socio-demographic and other situations in the area under study. The structure of the web-atlas is based on the principle of modularity. The web-atlas GIS is based on the cartographic database and metadata base on the maps of the ecoregion areas. The web-atlas assumes not only the presentation of maps, but the interactive cartographic simulation by users.
Key words: web-mapping, web-Atlas, Altai-Sayan ecoregion.
Атласное веб-картографирование относится к достаточно молодому и активно развивающемуся направлению создания и представления комплектов и серий карт в среде Интернет. Его история в мировом отношении охватывает немногим менее четверти века (в доступной известности с 1993 г.), в России известный опыт создания веб-карт и веб-атласов не превышает 15 лет.
Веб-картография - быстро развивающаяся область компьютерных технологий, включающая не только обеспечение доступа пользователю (клиенту) к пространственным данным, но и предусматривающая возможность составления и редактирования карт с помощью инструментальных средств в интерактивном режиме, обеспечивающая обращение к удаленным базам данных в режиме online, целенаправленный подбор источников, совмещение и комбинирование тематических слоев, проведение генерализации, классификации, выбор способов изображения и графических стилей [1].
Систематизированное собрание веб-карт, созданное и/или размещенное в Интернете, образует веб-атлас. Карты в веб-атласе могут быть:
- базовыми, в качестве которых обычно служат общегеографические карты в реальных географических координатах, отражающие современную географическую ситуацию и использующиеся в качестве основы для всех тематических сюжетов;
- оперативными, т.е., обновляемыми в рамках тематических сюжетов в реальном или близком к реальному масштабах времени с целью своевременного информирования пользователей [1].
Карты веб-атласа могут дополняться текстовыми пояснениями, иллюстрациями, продуктами интерактивной обработки статистических данных, например, картограммами и картодиаграммами, а также анимацией и мультимедиа.
Значительное количество размещенных в Интернете веб-картографических продуктов посвящено экологической тематике, а также разрабатывается в целях картографического обеспечения природоохранной деятельности [4, 5].
Одной из крупнейших природоохранных территорий международного уровня значимости является Алтае-Саянский экорегион (АСЭР), расположенный в узловом сочленении приграничных частей четырех государств: России, Казахстана, Китая и Монголии [3].
Алтае-Саянский экорегион образован в 1998 году как международная природоохранная территория в рамках проекта Всемирного фонда дикой природы (ВВФ России) «Обеспечение долгосрочного сохранения биоразнообразия Ал-тае-Саянского экорегиона». Он занимает площадь более 1 млн. км и включен в список экорегионов мира «Global-200». За практически 15-летний период реализации проекта ВВФ, а также крупных программ и проектов, финансируемых различными фондами и целевыми программами, а также по результатам выполнения локальных проектов накоплен огромный массив данных по различным тематическим направлениям охраны природы, в том числе создана интерактивная база данных по биоразнообразию всего АСЭР, в которую включено более 8 тысяч растений и животных; расширена сеть охраняемых природных территорий (ОПТ); разработаны программы экологического мониторинга ОПТ
АСЭР. В АСЭР реализуются также многие проекты по экологическому образованию и просвещению.
В целом, благодаря исследованиям нескольких поколений российских и зарубежных ученых, накоплен огромный багаж фундаментальных и практико -ориентированных данных и знаний по природному, этнокультурному и социально-экономическому разнообразию АСЭР, создана солидная информационная и методическая база, на основе богатого исследовательского материала разработан ряд разноплановых картографических продуктов, в том числе, в вебверсии. Однако существующее картографическое сопровождение выполненных исследований весьма разрознено, имеет, как правило, целевое узконаправленное тематическое содержание и используется в большей степени в качестве навигационно-позиционного или иллюстративного сюжетного материала.
Разработка веб-атласа Алтае-Саянского экорегиона обусловлена:
- необходимостью интегрирования большого объема распределенной по различным источникам информации,
- потребностью получения наглядного образа огромного региона в целом и любой локальной территориально распределенной информации для выполнения пространственного анализа,
- поиском наиболее эффективных способов решений природоохранных задач, в том числе с применением геоинформационных и веб-продуктов,
- возможностями современного уровня компьютерных и интернет-технологий [6].
Веб-атлас АСЭР рассматривается в качестве инструмента поддержки принятия решений в области сохранения биоразнообразия и устойчивого развития в условиях глобальных изменений. Основные функции создающегося вебресурса направлены как на решение задач по эффективной природоохранной деятельности, так и на применение в целях информационного обеспечения для использования в хозяйственных проектах (энергетика, транспорт, связь, землеустройство, лесопользование, водопользование, рекреация и пр.). Кроме того, веб-атлас предназначен для более полного информирования населения о целях, задачах и перспективах развития АСЭР, а также выполнения образовательных и культурно-просветительских функций [2].
Концепция создания веб-атласа АСЭР включает поддержку ряда функций: сбор и хранение информации; структуризацию и описание (в виде базы данных) природных комплексов, административно-территориальных единиц, особо охраняемых природных территорий (ООПТ), других природоохранных объектов; оценку природных комплексов и других полигонов (включая административные и муниципальные образования, единицы районирования, зонирования и других делений территории) по ряду показателей; обеспечение обмена данными; геоинформационно-картографическое моделирование; картографическую визуализацию и др. [6]. В структуру веб-атласа заложен принцип модульности (блочности), что позволяет модифицировать отдельные блоки, которые могут пополняться или расширяться, не изменяя структуры всей системы.
Основой ГИС веб-атласа является картографическая база данных, которая состоит из цифровой картографической основы и различных цифровых карт,
отражающих тематические сюжеты предметных областей. Картографическая основа состоит из цифровых топографических карт различной детальности в известных картографических проекциях и системах координат.
Статистическая информация структурируется, локализуется и связывается с картографической основой. Такой подход позволяет отобразить территориальные аспекты (признаки) обрабатываемой информации и использовать при дальнейшем анализе широкий спектр географических и картографических приемов и методов. Основные способы административного представления информации включают табличную визуализацию баз данных, интерактивные карты, графики, картодиаграммы, диаграммы и иные графические способы подачи информации. В содержательном аспекте веб-атлас базируется на картографировании природной среды с позиции ландшафтного подхода и выявлении факторов среды, а также антропогенных факторов, социально-экономических и других характеристик, объектов охраны природы и особо охраняемых природных территорий (ООПТ), которые имеют ведущее значение при формировании тематических сюжетов карт.
Архитектура веб-атласа строится на системе распределенного хранения и управления данными (сети узлов) с единым центральным геопорталом (архитектура клиент-сервер). Структурно web-атлас будет состоять из крупных тематических разделов, которые, в свою очередь, будут подразделяться на более мелкие компоненты (модули, блоки), состоящие из картографических, текстовых и иллюстративных материалов, последовательно раскрывающих особенности изучаемой проблемы или определяемые логикой и последовательностью отображения.
В работе используются программные средства фирмы ESRI и картографический сервер GeoServer.
В настоящее время в работе находится пилотная версия веб-атласа, пространственно охватывающая российскую часть Алтае-Саянского экорегиона. В качестве модельных объектов определены два заповедника: Алтайский и Ка-тунский. Пилотная версия будет состоять из шести тематических разделов:
Раздел I. Портрет территории (природные, социально-экономические и демографические характеристики, сеть ООПТ).
Раздел II. Угрозы и риски (воздействия, нагрузки, ограничения).
Раздел III. Критические экосистемы и ареалы (оценка степени уязвимости, зонирование, «горячие» точки).
Раздел IV. Адаптация к воздействиям (воздействия - ареалы, процессы -тренды и т.д.)
Раздел V. Управление и соучастие
Раздел VI. Модельные объекты (ООПТ и биосферные территории).
В числе «базовых» блоков пилотной версии веб-атласа разрабатываются следующие:
- блок «Сведения об АСЭР и ООПТ» содержит набор данных, описывающих категорию, профиль, статус, площадь, время создания, местоположение, ведомственную принадлежность ООПТ, проектируемые и предлагаемые объекты ООПТ, местоположение АСЭР;
- блок «Природные ресурсы » включает обширный набор сведений о природных характеристиках;
- блок «Охрана природы» содержит списки объектов охраны, режимы природопользования, зонирование ООПТ;
- блок «Климат» включает климатические показатели по метеостанциям в привязке к ближайшим ООПТ;
- блок «Деятельность» содержит сведения о центрах экологического просвещения, базах экологического туризма, о работах и мероприятиях на ООПТ, включая участие в международных проектах;
- блок «Документы» включает нормативно-правовые акты (НПА), систематизированные по рубрикам, выходные данные и тексты научных и технических отчетов, материалы проектов, фотодокументы;
- блок «Картографические материалы» включает две части: карты обзорного уровня (М 1:2 000 000 - 1:500 000) и карты локально-объектного уровня (М 1:100 000 - 1:25 000);
- блок «Справочники» содержит классификаторы формализованных данных, используемых в проекте.
Для первого этапа пилотной версии веб-атласа АСЭР определен следующий набор карт:
Физическая карта Алтае-Саянского экорегиона Карта административно-территориального деления Ландшафтная карта Алтае-Саянского экорегиона Серия карт климатических показателей Карта численности и плотности населения Социально-экономическая карта
Карта территорий традиционного природопользования
Карта ООПТ Алтае-Саянского экорегиона
Карта объектов природного и культурного наследия
Серия карт модельных ООПТ (заповедников Алтайский, Катунский).
Для серии карт модельных ООПТ разрабатываются следующие основные тематические слои ГИС-проекта:
• ситуационный план, отражающий место ООПТ в АСЭР: границы ООПТ, ее охранной зоны, находящихся в ее ведении кластеров, государственных природных заказников и памятников природы, биосферного полигона (в том числе территории сотрудничества), а также существующие и планируемые ООПТ на прилегающих землях, соседние землепользователи и др.;
• территориальная структура ООПТ: зонирование территории;
• инфраструктура ООПТ (кордоны, маршруты обходов и учетов, площадки мониторинга, туристические маршруты, экологические тропы, смотровые площадки, места отдыха, иные рекреационные объекты и др.);
• места обитания ключевых, индикаторных и нуждающихся в особой охране видов животных и растений;
• основные типы площадных (пожары, распашка, применение ядохимикатов и т.д.) и точечных (факты браконьерства, незаконного проникновения на территорию и др.) нарушений;
• потенциальные угрозы (места наиболее вероятного возникновения пожаров и прихода палов извне, пути вероятного проникновения нарушителей и несанкционированного захода скота, возможные каналы попадания химических загрязнений извне и др.).
Информационная модель веб-атласа АСЭР уточняется и дополняется в ходе выполнения работ и в связи с появлением актуальных запросов пользователей карт.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Берлянт А.М. Картографический словарь. - М.: Научный мир, 2005. - 424 с.
2. Баденков Ю.П., Ротанова И.Н. К вопросу о стратегии адаптации к климатическим изменениям в АСЭ, некоторые темы для обсуждения. // Возможности адаптации к климатическим изменениям в Алтае-Саянском экорегионе. Материалы научно-практического семинара, (Барнаул, 31 мая - 3 июня 2011 г.) отв. ред. Т.В. Яшина. - Барнаул: Пять плюс, 2011. -С. 85-95.
3. Обеспечение долгосрочного сохранения биоразнообразия Алтай-Саянского экорегиона. // Информационный бюллетень проекта Всемирного фонда дикой природы (WWF -World Wide Fund for Nature), апрель 2001 года.
4. Репин Н.В., Ротанова И.Н. Краткий обзор вебкартографирования и предпосылки создания вебатласа Алтае-Саянского экорегиона. // Географические исследования молодых ученых в регионах Азии: материалы молодежной конференции с международным участием (Барнаул - Белокуриха, 20-24 ноября 2012 г.) - Барнаул: ООО «Алтай-Циклон», 2012. - С. 192-195.
5. Репин Н.В., Ротанова И.Н. Атласное веб-картографирование: обзор опыта и вопросы разработки веб-атласа Алтае-Саянского экорегиона // Географические исследования молодых ученых в регионах Азии: сборник статей по итогам конкурса научных работ молодых ученых, проведенного в рамках молодежной научной конференции с международным участием. - Барнаул: АЗБУКА, 2012. - С. 108-115.
6. Ротанова И.Н., Баденков Ю.П., Комедчиков Н.Н. Мерзлякова И.А. О концепции создания информационно-картографического веб-ресурса - веб-Атласа Алтае-Саянского экорегиона // В сб.: Изменение климата и непрерывное сохранение биоразнообразия в Алтае-Саянском экорегионе. Материалы международного совещания 23-27 июля 2010 г., Горно-Алтайск - Усть-Кокса.- Барнаул, 2010. - С. 209-219.
Работы поддержаны грантом РФФИ № 12-05-01014-а.
© И.Н. Ротанова, Н.В. Репин, 2013
