CC BY
11УДК 911.52:528.94.
КОМП'ЮТЕРНА ЛАНДШАФТНА КАРТА I ЛАНДШАФТНА БАЗА ДАНИХ
Давидчук B.C.
Укладання комп'ютерно! ландшафтно! карти стае необхщним етапом ландшафтного дослщження, а розроблеш на II основ! тематичш Г1С - сучасною формою прикладного використання ландшафтно! карти. Меншою Mipoio ПС-технологи застосовуються ниш на eTani польових ландшафтних дослщжень i на eTani збирання фондових та лггературних джерел. Постае питания про подання шформаци, накоиичено! на Bcix етапах ландшафтного дослщження, у вигляд! комп'ютерно! бази даних, яка вмщуе картограф!чш, фондов! i иольов! матер1али, даш дистанцшного зондування.
Ключов! слова: комп'ютерна ландшафтна карта, Г1С, иольов! та фондов! джерела, ландшафтна база даних.
Початок 80-х pp. характеризуеться проникненням комп'ютерно! техшки у практику досл1джень навколишнього середовища i, зокрема, формуванням передумов для переходу до комп'ютерного укладання ландшафтних карт [1, 2]. Авар1я на Чорнобильськш АЕС суттево прискорила запровадження комп'ютерного картографування. Вже на шнець 1986 р. на 6aii одше! ii найкращих на той час в1тчизняно1 ЕОМ "Дельта" (В.1.Д1анов, М.1.Д1анов) була розроблена i укладсна в растровому (|юрмат1 комп'ютерна ландшафтна карта аваршно! зони, яку можна вважати одшею з перших в1тчизняних тематичних комп'ютерних карт.
Haja.ii нами була опрацьована концепщя оперативно! багатощльово! Г1С на ландшафтшй ochobI [3] i разом i i (|)ах1вцями-пдрогеологами HAH Украши шд KcpißHHUTBOM В.М.Шестопалова була створена перша в1тчизняна репональна Г1С рад1оеколопчного призначення, спрямована на розв'язання задач ощнки рад1оактивного забруднення грунтових вод та оргашзацй' системи радюеколопчного мошторингу.
ricpcxij до укладання комп'ютерних ландшафтних карт дозволив значно розширити сферу 1хнього застосування для оперативного виршення наукових та прикладних задач комплексного характеру. Водночас це сприяло подалыпому розвитку методичних ас пекл в комп'ютерного ландшафтного картографування i створювало передумови формування Г1С прикладного призначення на ландшафтшй основ! [4].
Багатопланов1сть радюеколопчних зав дань, застосування для i'x розв'язання комп'ютерних засоб1в та елеменпв геошформацшних технолопй, ¡нтснсивна еволющя самих ландшафта зони вичуження за умов припинення традищйно! господарсько! д1яльност1 зумовили поспйне шдвищення вимог до точносп, кондищйносп та зм1стовного наповнення базово! ландшафтно! карти.
В цей перюд було опрацьовано i випробувано шлька вар1анпв методик укладання комп'ютерно! ландшафтно! карти. Спочатку було застосовано метод дипталпацп рашше укладено! паперово! ландшафтно! карти i кодування !! текстово! легенди за опрацьованою системою цифрових класиф1катор1в [5]. Haja.ii. використовуючи набутий доеввд, ми опрацювали ряд BapiaHTiB методики укладання ландшафтно! карти безпосередньо у комп'ютерних форматах, за координатно
прив'язаною топоосновою, ¿з використанням прив'язаних до не! даних дистанщйного зондування, ¡нших фондовых та польових матер1ал1в [6]. Таким чином, на сьогодш укладання комп'ютерно! ландшафтно! карти перетворюеться на необхвдний етап ландшафтного досл1дження, а розроблеш на II основ! тематичш Г1С - сучасною формою прикладного використання ландшафтно! карти.
Дещо меншою \прою застосування комп'ютерно! техшки та Г1С-технолопй розповсюджуеться ниш на етап польових ландшафтних досл!джень ! особливо на передпольовий етап, на протяз! якого в!дбувалися збирання, обробка та анал!з необх!дно! шформацп, що характеризуе рельеф, геолопчну будову, рослинний та Грунтовий покрив, шип елементи компонентно! структури досл!джуваних ландшафтов ! може бути отримана шляхом анал!зу даних дистанщйного зондування, фондових, лиературних та ¿нших джерел.
Шсля того, як ландшафтна карта укладена, значний штерес становить сукупшсть р!зномаштних польових та фондових матер!ал!в, що були накопичеш у тих наукових, педагопчних та виробничих колективах, якими протягом довготривалого пер!оду зд!йснювалися регулярш камеральш та експедищйш ландшафта! досл!дження. До таких матер!ал!в, окр!м польових ландшафтних карт та профшв, бланшв точок комплексного опису, польових щоденншав та ¿нших матер!ал!в власне польових ! камеральних ландшафтних досл!джень, вщносяться пер!одично оновлюваш матер!али л!совпорядкування та ощнки природних кормових упдь, шип в!домч! фондов! матер!ал!в та лиературш джерела, яи характеризуют компонентну та морфолопчну структуру ландшафпв територ!!, !х динам!ку та загальш напрями еволющйних зм!н. Ц! матер!али свого часу збиралися \. як правило, дониш збер!гаються переважно на паперових ноаях, обробка ! в!зуальний анал!з яких потребували значного часу, а школ и - \ додатково! спещально! шдготовки.
Проте ниш, коли зд!йснюеться перехщ до укладання ландшафтних карт безпосередньо у комп'ютерних форматах, що суттево полегшуе !хне подальше редагування, удосконалення та оновлення, нов! вимоги висуваються також до ре!нвентаризащ! рашше накопичено! первинно! ландшафтно! ¿нформащ!. Визначаеться можливють ! водночас необх!дшсть !! диптал!защ! - переведения у текстов!, табличт або картограф!чт комп'ютерн! формата, тобто представления и на яшсно новому р!вш. Отже, постае питания про подання накопичено! ¿нформащ! у вигляд! комп'ютерно! бази даних, яка вм!шувала б не лише матер!али ! результата власне ландшафтних досл!джень, а включала би ви накопичеш картограф!чш, фондов! ! польов! матер!али, даш дистанщйного зондування, використовуючи при цьому комп'ютерну ландшафтну карту, як!! зм!стовну ! картограф!чну основу.
Необхщшсть та дощльшсть, ! водночас принципова можлив!сть формування тако! комплексно! бази даних на ландшафтшй основ! випливае ¿з системного, динам!чного характеру природного саредовища, а також п складного, комплексного характеру задач, для розв'язання яких може бути використана вся сукупшсть галузево! фондово! ¿нформащ!, що накопичуеться шд час довготривалих регулярних ландшафтних досл!джень.
Виходячи з комплексно! природи ландшафту ! континуально-дискретного характеру його компонентно! та морфолопчно! структури, створювану базу даних дощльно будувати за принципом поеднання окремих структурних тематичних блоюв, яи утворюються шляхом штеграци окремих шар!в вх!дно! шформацп.
opieHTYfOHHCb нада л i на забезпечення 1хного спшьного використання шляхом накладання та сшвставлення.
1нформащйний шар вщображае сукупшсть шформацп, яка ввдноситься до однотипових просторових об'екпв. Кожен такий шар включае масиви даних, bíjhocho однор1дних за джерелом походження i формою представления, яи характеризуют той або шший компонент чи елемент ландшафту на певшй територп за певний ¡нтсрвал часу. Структуроваш за цими ознаками окрс\п шформацшш шари стають придатними для 1хнього застосування в рсжи\п ландшафтного анал1зу i синтезу, тобто комплексного пор1вняння або штеграцп двох i бшыпе inapÍB, а також, в pa3Í потреби, розкладення окремих Í3 них на структурш елементи за певними ознаками.
Структурш тематичш блоки, з яких складаеться створювана ландшафтна база даних, умовно можна подшити на три частини.
Перша з них поеднуе топограф1чш карти i даш дистанщйного зондування -MaTcpia.™ аеро- та космозшмання. Щ матер1али у kohtckctí задач ландшафтно! бази даних виступають як елементи топооснови i водночас - як незалежш джерела об'ективно! шформацп про ландшафт. До ще! групи включаються топограф1чш карти стандартних мае штаб i в видання 1950-90-х роив. Кожна з таких карт \пстить шформацшэ щодо тогочасно! структури ландшафпв i вщображае певш етапи антропогенного впливу на них, що може бути використано при вщншент ретроспектив них задач i може використання фондових матер1ал1в мину лих роив. Тому bcí вони заслуговують на формування на 6a3í кожно! з них окремого шформацшного шару.
Це вщноситься також до матер1ал1в аерофотозшмання, яи на тсриторп нашого модельного пол i го ну в Чорнобильсьий зош в1дчуження охоплюють nepioj з инця 1940-х роив доhhhí. Найбшыпе розповсюджеш матер1али аерофотозшмання в масштаб! 1:10 ООО - 1:35 ООО, переважно чорно-бш панхроматичш зшмки, проте вже з инця 1950-х роив зустр1чаються мате pi ал и кольорового спектрозонального зшмання, яке и'йснювалося для потреб люовпорядкування.
3 инця 1970-х - початку 1980-х роив i дониш у науковий o6ir дедалi б1льше стали надходити мате pi ал и кос mí много зшмання, спочатку низько!, поттм середньо!, а останшм часом i bhcokoí poздiльнoí здатностг
Друга частина бази даних включае блоки, яи м1стять ¿нформащю щодо окремих компонентов ландшафпв. Сюди в1дноситься блок «Л1тогенна основа ПТК», який включае геолопчш та геоморфолопчш карти стандартних масштаб1в 1:200 000, 1:50 000 та шших, а також геолопчш профш, описи окремих свердловин з i'x координатною прив'язкою, ¡ншу ¿нформащю, яка характеризуе рельеф та геолопчну будову територй.
Блок «Грунти» складаеться з карт грунлв стандартних масштаб1в 1:200 000, 1:25 000, 1:10 000, а також карт землекористування та шших картограф1чних, табличних та текстових матер1ал1в, яи характеризуют грунтовий покрив. Блок «Природш кормов! уг1ддя» м1стить картограф1чш (1:25 000) i табличш матер1али, яи характеризуют трав'яш ценози тсриторп досл1джень.
Блок «JIích» включае матер1али л ¡сов порядку вання - карти насаджень 1:100 000 та 1:25 000, а також такеащйш описи насаджень, характеристики мисливських упдь та ÍHini. C.iij зазначити, що л ¡сов порядку вання можна вважати одним ¡з найб1льш розвинених напрям1в ощнки земель. Воно здшснюеться регулярно, раз на десять
POkíb, на ochobí спектрозонального аерофотозшмання, яке спещально виконуеться для цього в масштаб! 1:10 000. Останшми роками вадбуваеться актив не використання в практищ люовпорядних po6ÍT сучасних техшчних засоб1в. Зокрема, таксащйш описи подаються ниш у вигляд1 комп'ютерних таблиць, що значно спрощуе !хне включения до бази даних.
У третш частиш бази даних представлеш матер1али власне ландшафтних досл1джень. Ця частина складаеться з блоив «Ландшафтна структура територп» та «Антропогенш модиф1кацп ПТК», яи включають результата ландшафтного картографування - загальнонаукову ландшафтну карту, що ввдображае ¡нвар1анти ПТК, а також карту антропогенних модифшацш ПТК. Для територп модельного пол i го ну вони представлеш у вигляд1 етажерки карт у масштабах 1:750 000, 1:200 000, 1 : 25 000, яи узгоджеш за малюнками íxhíx контурних частин та за 3míctom легенд. Легенди представлеш у текстовш i табличшй форм1, закодовашй за допомогою спещально опрацьованих цифрових класиф1катор1в.
До складу третьо! частини бази даних входить також блок «Матер1али польових ландшафтних досл1джень», який мютить матер1али, 3Í6pam шд час польових po6ÍT безпосередньо у ландшафтних експедищях. До lucí категорп матер1ал1в вщносяться заповнеш бланки точок комплексного опису, щоденников1 записи i малюнки, зразки грунпв, грунтоутворюючих nopij. (|)ÍTOMacH. вод, спещальш умовш позначки на картах i зшмках тощо. Згадаш матер1али мають координатну прив'язку i представлеш у вигляд1 tckctíb i таблиць, а також схем фактичного матер1алу.
Формалпащя складного ímíctv tckctoboí легенди ландшафтно! карти за допомогою системи цифрових код1в-класи(|)1катор1в [5] становить необх1дний етап створення комп'ютерно! ландшафтно! карти, призначено! для використання у ¡нтсрактивному рсжи\п.
Серед ¡нших блоюв ландшафтно! бази даних, блок "Точки комплексного опису'' призначений для упорядкування, систематизащ!, введения та пошуку даних власне польових ландшафтних досл1джень. Bíh складаеться з таблиць-k.iacH(|)ÍKaTopÍB. таблиць i форм, яи вм1шують у закодованому вигляд1 матер1али наших багатор1чних польових досл1джень.
Основною задачею створювано! бази даних можна визначити збереження i доповнення сукупност1 piiHopijHoi' вхМдно! ¡нформащ!, яка накопичуеться при ландшафтному досл1дженш територп i укладанш комп'ютерно! ландшафтно! карти, з метою !! подальшого застосування при розв'язанш наукових та прикладних задач на ландшафтшй ochobí.
Необхщшсть формування ландшафтно! бази даних визначаеться також !! спрямуванням на удосконалення mctojíb ефективного використання ¿нформащ!, накопичено! шд час довготривалих ландшафтних досл1джень територй, яка зазнала рад1оактивного забруднення i тому е bíjhocho обмеженою для додаткових наземних спостережень.
Утворена база даних ввдграе роль шформацшно! основи, яка може працювати на зразок довщково! системи. За певним запитом вона здатна виконувати пошук тих або ¿нших даних i полегшувати !х використання з метою удосконалення, систематизащ! i доповнення отриманих результатов, водночас будучи в1дкритою для редагування та введения ново! додатково! ¿нформащ!.
На сьогодш актуальшеть становить методолопчне обгрунтування принцишв формування структури i smíctn таких ландшафтних баз даних, опрацювання
методики 1хнього наповнення п застосуванням комп'ютерно! техшки, слсмсгтв Г1С-технолопй та засоб1в глобального геопозицюнування i випробування можливостей застосування створених баз даних для розв'язання наукових та прикладних задач.
На сьогодш на приклад! окремих модельних потгонш нами опрацьовано структуру таких ландшафтних баз даних на piBHi блошв та окремих шформацшних шар1в. розроблено методики !хнього наповнення фактичним матер!алом i3 застосуванням комп'ютерно! техшки, визначено напрями та способи подалыпого застосування опрацьовано! бази даних.
Таким чином, створюються методолопчш i методичш передумови для переходу ввд застосування комп'ютерно! техшки, елеменпв Г1С-технолопй, GPS та ¡нших сучасних засоб!в переважно на еташ укладання ландшафтно! карти до !х використання на Bcix етапах повного циклу ландшафтного досл!дження, в!д передпольового етапу збирання опубл!кованих джерел, накопичення, обробки та анал!зу фондових матер!ал!в, до етапу польових ландшафтних досл!джень i дал! до еташв укладання та подалыпого оновлення ландшафтних карт, аж до застосування накопичених баз картограф!чних, табличних i текстових даних про ландшафта для розв'язання наукових та прикладних задач комплексного характеру.
Одна з актуальних методичних задач на сьогодш - це опрацювання комп'ютерного робочого мюця географа-ландшафтознавця, польового досладника i укладача ландшафтно! карти, який здшснюе досл!дження i картографування ландшафпв, застосовуючи засоби Г1С i використовуючи матер!али, накопичеш шд час попередшх багатор!чних досл!джень. Сучасш програмш засоби дозволяють, використовуючи р!зномаштш геопросторов! даш, одночасно виводити !х на моштор в р!зних поеднаннях у юлькох в!кнах перегляду, в!дображаючи результата редагування, масштабування та анал!зу даних.
Оргашзоване гадабним чином робоче м!сце надае можливють укладати ландшафтну карту, одночасно використовуючи у режим! пор!вняльного анал!зу дешлька р!зномасштабних шформацшних шар!в, що належать до р!зних блошв бази даних: растрову топограф!чну карту-основу, Ha6ip тематичних карт, включаючи рашше укладеш ландшафтш карти, матер!али аерокосм!чних зшмань, додатков1 векторш шари спещально! ¡нформащ! тощо. Застосування переносного комп'ютера у поеднанш i3 GPS, використовуючи комп'ютерш форми бланшв комплексного опису, дозволяе застосувати таке робоче м!сце у польових умовах.
Таким чином, створюються методолопчш i методичш передумови для переходу вщ застосування комп'ютерно! техшки, елеменпв Г1С-технолопй, GPS та ¿нших сучасних засоб!в лише на еташ ландшафтного картографування, до !х використання в межах повного циклу ландшафтного досл!дження - вщ передпольового етапу збирання фондових i опубл!кованих джерел i етапу польових ландшафтних досл!джень до укладання, доповнення та подалыпого оновлення ландшафтних карт i дал! - до зберйання накопичених баз картограф!чних, табличних i текстових даних про ландшафта i застосування !х для розв'язання наукових та прикладних задач.
Список liicpaiypii.
1. Линник В.Г., П.В.Петров. Автоматизация построения тематических карт,- В сб. Моделирование процессов экологического развития. Вып.7. -М.:ВНИИСИ, 1983. - С.105-109.
ДАВИДЧУК B.C.
2. Давыдчук B.C., Н.А.Тепляков, В.М.Чернин. Автоматизация создания карт полей яркости ландшафта по дистанционным материалам. В сб. "Автоматизация в тематической картографии. Тез. докл. VIII всес. конф. по тематич. картогр. 22-25 янв. 1984 г." Москва, Изд. Моек ун-та, 1984. - С. 81-83.
3. Давыдчук B.C., В.Г.Линник, Н.Д.Чепурной. Геоинформационная система регионального уровня - инструмент для принятия решений в управлении природными процессами. В сб. "Вопросы организации региональной географической информации (тез. докл. III региональной школы-семинара)". Владивосток, 1987. - С.17-18.
4. Давыдчук B.C., В.Г.Линник. Ландшафтный подход к организации геоинформационных систем. В сб. "Теоретические и прикладные проблемы ландшафтоведения. Тез. докл. VIII всес. совещ. по ландшафтоведению (Львов, сентябрь, 1988)". Ленинград, 1988. - С.53-54.
5. Давыдчук B.C., Линник В.Г., Чепурной Н.Д. Принципы подготовки легенды ландшафтной карты к машинной обработке. В сб. "Картографическое обеспечение основных направлений экономич. и социальн. развития УССР и ее регионов". Черновцы, 1987. - С.206-208.
6. Давидчук В., Сороюна Л., Родша В. Методи ландшафтного картографування з використанням Г1С та шших комп'ютерних технологш. Вюник Льв1вського ушверситету. Сер1я географ1чна. Вип. 31. Льв1вський нац. Ун-т ¡м.1вана Франка, 2004. - С.263-270.
7. Давидчук B.C. Вщ комп'ютерно! ландшафтно! карти до тематичних Г1С на ландшафтнш основ! i ландшафтно! бази даних. «Географ1я в шформацшному сусшльствЬ>, T.IV, К., 06pii, 2008, С.52-54
Давыдчук В. С. Компьютерная ландшафтная карта и ландшафтная база данных
Составление компьютерной ландшафтной карты становится необходимым этапом ландшафтного исследования, а разработанные на ее основе тематические 1'ИС - современной формой прикладного использования ландшафтной карты. В меньшей степени ГИС-технологии применяются ныне на етапе полевых ландшафтных исследований и на этапе сбора фондовых и литературных источников. Возникает необходимость представления информации, накопленной на всех этапах ландшафтного исследования, в виде компьютерной базы данных, которая включала бы картографические, фондовые и полевые материалы, данные дистанционного зондирования.
Ключевые слова: компьютерная ландшафтная карт, ГИС, полевые и фондовые материалы, ландшафтная база данных.
V.Davydchuk The computer landscape map and the landscape data base.
The computer landscape mapping became an essential phase of the landscape investigation, and the landscape based thematical GIS presents a modern way of the landscape map application. At the stages of the field landscape survey, as well as archive data collection, the GIS technologies are less applicable. The solution could be found by means of the computer data base, which includes a totality of the cartographical, archive, and field data sources, as well as remote sensing data collected.
Key words: computer landscape map, GIS, field and archive sourses, landscape data base.
Статья поступила в редакцию 25.07.2008 г
