CC BY
54
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
НАУКА. ИННОВАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ, №3, 2016
УДК 911.37 Чернова И.В. [Chernova I.V],
МЕТОДОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ИНТЕРАКТИВНОГО АТЛАСА «ГОРНОЕ РАССЕЛЕНИЕ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА»
The methodology of creating interactive atlas mountain resettlement of the North Caucasus»*
В статье рассматривается необходимость создания Атласа расселения республик Северного Кавказа, обусловленная возвратом интереса к проблемам горного населения региона, а также большим объемов накопившейся неструктурированной информации в данной области. Описываются подходы и методы создания интерактивного атласа, основанные на существующем опыте, применении передовых геоинформационных технологий, а также интеграции геоинформационных технологий и Веб. Раскрывается структура и содержание аналитических материалов, структура их представления. Описываются этапы подготовки атласа в программной среде ArcGis и конвертирование готовых макетов в формат, пригодный для интерактивной работы с помощью Веб-браузеров, а также основные возможности использования интерактивного атласа.
Ключевые слова: географический атлас, эволюция расселения, сеть поселений, геоинформационные технологии, территориальный анализ расселения, Веб-картографирование.
The article discusses the need to create the Atlas of settlement in the republics of the North Caucasus, due to the return of interest in the problems of the mountain population in the North Caucasus, as well as large volumes of unstructured information accumulated in this area. Describe the methods and approaches of creating interactive Atlas, based on existing experience, application of advanced GIS technologies, and integration of GIS technologies and the Web. Reveals the structure and content of analytical materials, the structure of their presentation. Describes the stages of preparation of the Atlas software environment of ArcGis and converting layouts into a format suitable for interactive work with Web browsers, as well as the main functionality of using the interactive Atlas.
Keywords: Atlas, evolution of settlement, the network of settlements, GIS technology, spatial analysis of settlement, Web mapping.
ВВЕДЕНИЕ
В условиях современного российского федерализма происходит формирование новых тенденций в расселении страны. Сложный этнический состав, особенности природных условий и характера расселе-
Статья подготовлена в рамках выполнения работ по гранту РФФИ № 16-35-00455.
ния республик Северного Кавказа при наличии существенных экономических, культурных и политических противоречий способствовали возникновению пристального интереса ученых к проблемам этого региона. Большая часть исследований в настоящее время выполняется в историческом и политологическом ракурсе. В то же время географический аспект при изучении расселения в многонациональном регионе позволяет адекватно определять причины социально - политических и культурных явлений. Учет пространственных особенностей трансформации расселения может способствовать более эффективному осуществлению региональной политики. Ключевой доминантой, воздействующей на условия жизнедеятельности в республиках Северного Кавказа, был и остается территориальный фактор.
Атласы как инструмент изучения и визуализации расселения сегодня приобретают большую популярность. Место традиционных бумажных атласов давно заняли современные электронные, которые обладают рядом преимуществ. Новым этапов в развитии атласной картографии стало появление интерактивных атласов. Кроме картографической части данные атласы могут содержать обширные статистические данные, справочную информацию, представленную в текстовом виде, а также позволяющих вести диалог между пользователем и картографическим ресурсом [1].
В связи с необходимостью систематизировать и визуализировать данные по расселению на Северном Кавказе существует потребность в разработке комплексной системы анализа и обработки данных, обеспечивающих решение задач по его ретроспективной оценке расселения и трансформации. Однако, вследствие неоднородности расселения требуется использование регионально ориентированных подходов. Результатом выполнения этой задачи может выступить создание интерактивного атласа, содержащего статистическую, пояснительную и графическую информацию. Использование современных геоинформационных средств для создания такого атласа гарантирует достоверность, непротиворечивость, полноту и современность информации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Несмотря на свою перспективность и широкие функциональные возможности, опыт создания современных интерактивных атласов не велик. К тому же, расселенческая тематика при создании интерактивных атласов встречается достаточно редко. Конечно, описанию и анализу расселенческих процессов посвящены отдельные разделы комплексных электронных атласов, но объем информации в них может иметь лишь ознакомительный характер.
Наиболее ярким примером разработки и применения интерактивного атласа является исследования ФБУ ВНИИЛМ, цель которых - совершенствование информационного обеспечения управления лесным хозяйством федерального уровня за счет практического использования программных средств ГИС для создания карт по данным отраслевой отчетности и сведениям государственного лесного реестра. В результате удалось подготовить off-line версии атласа интерактивных карт информационно-справочного типа, составленных по данным государственного лесного реестра для Центрального и Северо-Западного федеральных округов.
Еще одним диаметрально противоположным примером создания интерактивного атласа служит опыт Воронежского государственного технического университета по созданию интерактивного экологического атласа Воронежской области. Интерактивный WEB-атлас, автоматизирует процессы обработки и анализа данных, поступающих в результате мониторинговых измерений в точках наблюдения за состояниемокружающей среды и предназначенной для оперативной оценки и прогноза развития экологической обстановки.
При использования основных достоинств геоинформационных систем, автоматизации процессов анализа и визуализации, представляется возможность понимания реальной расселенческой обстановки на определенной территории и отражения скрытых тенденций и особенностей, которые совершенно невозможно увидеть при табличной организации данных. В связи с этим представляется целесообразным использование современных геоинформационных технологий. Ввиду того, что боль-
шинство информационных ресурсов данной области являются недоступными для пользователей, необходима разработка такого атласа населения, который мог бы быть опубликован и интегрирован в сеть Интернет. Для выполнения этой задачи может быть использовано серверное Web-приложение (GISWebServer), предназначенное для публикации и интеграции в Интернет пространственных информационных ресурсов - различных электронных карт, как источников информации о пространственных объектах, информации из логически связанных баз данных, баз метаданных пространственных объектов и различной справочной информации [4].
Мы предлагаем использовать настраиваемое приложение GISWebServer. Имея базу данных, можно настроить работу приложения в соответствии с ее типом и структурой, определить список используемых карт и их связь с таблицами, определить права доступа пользователей к данным. В приложении имеется набор функций к интерактивной электронной карте, выполняется поиск и фильтрация информации в базах данных, применяется механизм идентификации пользователей для защиты информации и обеспечения безопасности данных. Среди возможностей данного приложения имеют место: автоматическое изменение размера рисунка; изменение состава отображаемых карт; использование изображений карты с WMTS-серверов и популярных геопорталов (OpenStreetMap, Google, Яндекс); печать карты, в том числе с комбинированными данными из различных источников; периодическое обновление изображения карты (позволяет создавать системы слежения за подвижными объектами). Кроме того, GISWebServer обеспечивает отображение геоинформационных и аналитических данных на мобильных устройствах Apple.
GISWebServer можно встраивать в страницы внешнего сайта или портала. С помощью параметров можно открывать необходимые карты и таблицы баз данных, устанавливать масштаб отображения карты и размера окна, выбирать положение отображаемого в окне фрагмента карты, находить на карте объекты, управлять составом отображаемых карт и слоев карты.
Другой способ интеграции расселенческих карт в сеть Интернет заключается в создании динамического сайта в одном из специа-
лизированных программных продуктов, таких как Ас1оЬеВгеат\¥еауег, М\сгско!КЖее8ЬагсРо 1 т. АсеНТМЬ и т.п.
В результате может быть получен полноценный интерактивных атлас расселения республик Северного Кавказа, доступный для широкого круга лиц. Интерактивный \УЕВ-атлас, созданный на базе геоинформационной системы, автоматизирующей процессы обработки и анализа данных, предназначенной для оперативной оценки и прогноза развития ситуации в расселении региона, может стать решением таких задач как: визуализация динамики населения на фоне тематической информации, трансформации расселения методом интерполяции; построение графиков и диаграмм динамики населения и расселения; возможность подготовки отчетов, презентаций и аналитических справок [4]
Структура подразделов атласа, включающих интерактивные карты, идентична структуре веб-сайта и представляет собой иерархичную систему НТМЬ-страниц с внедрением в них 8УО-кодом и скриптами.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Предлагаемый атлас «Горное расселение Северного Кавказа» будет включать карты как в целом по Северному Кавказу, так и в разрезе республик и муниципальных районов, а также высотных поясов. Основополагающими этапами подготовки карторграфических сюжетов для интерактивного атласа служат:
1. Подготовка картографической базы данных с административными границами различного уровня.
2. Обработка данных переписей населения и текущего учета в программную среду ГИС.
3. Совмещение картографических баз данных с атрибутивными таблицами, содержащими данные о расселении в различных территориальных разрезах. Формирование баз геоданных.
4. Конвертирование макетов карт (фреймов) в формате
SVG. Верстка и отладка интерактивного атласа.
Все картографические сюжеты и аналитическая информация разделены на несколько частей: исторический демографический, миграционный и расселенческий блоки.
Исторический блок
позволяет выявлять основные направления освоения территории и образования новых поселений в определенный временной период. Основную базу блока составляют архивные материалы, карты и результаты историко-географических исследований. Имеется возможность визуализации информацию в виде диаграмм и графиков. Основные возможности ГИС отвечают за визуализацию информации в картографическом виде.
Демографический и миграционные блоки
призваны осуществлять аналитическую поддержку при ретроспективном анализе демографических и миграционных процессов на различных территориальных уровнях. Информационной базой для этих блоков служат материалы Госкомстата РФ и республик Северного Кавказа, начиная с 1959 г., данные переписей населения и текущего учета, талоны прибытия/выбытия мигрантов, немаловажную роль играют и расчетные данные.
Расселенческий блок служит для анализа пространственно-временной трансформации сельского расселения. Основная составляющая данного блока - показатели сельской поселенческой сети (плотность сельского населения, количество и густота сельских поселений, средняя людность, доля поселений различной людности в структуре поселенческой сети и др.). Данный блок позволяет судить о характере и масштабах изменений, произошедших с сетью поселений как за весь исследуемый период, так и в течение отдельных межпереписных периодов [6].
Все тематические блоки логически и функционально связаны между собой, что позволяет, не меняя структуры базы данных, получать разнообразные аналитические выборки для конкретно поставленных задач. Использование передовых программных и технических средств, таких как геоинформационные системы, позволяет создать модели, отражающие динамику происходящих процессов, увидеть их закономерности и выявить особенности, что непосредственно влияет на эффективность разработки системы принятия решений, на которые и направлены современные геоинформационные системы. Таким образом, в картографической системе происходит не только подготовка отдельных карт и выстраиваются тематические сюжеты (карты, графики, диаграммы и т.д.), но и создаются целые, готовые к использованию программы.
Отметим, что проделанная работа была основана на существующем опыте по созданию электронных атласов и ГИС. Так на базе Ставропольского государственного университета, позднее СевероКавказского федерального университета и Южного научного центра РАН инициативной группой, в состав которой вошли B.C. Белозеров, П.П. Турун, В.М. Эшроков и др., проводилась работа по созданию ГИС «Население Южного Федерального округа». Позднее в рамках научной школы «Трансформация воспроизводства, расселения и образа жизни населения» были подготовлены как ряд бумажных, так и электронные атласы, одним из ярких представителей которых стал «Атлас расселения народов России» [1].
ВЫВОДЫ
Использование современных интерактивных атласов при изучении расселения имеет целый ряд преимуществ. Пользователи имеют возможность визуализировать данные в области расселения, управлять содержанием карт информационно-справочного типа, а именно осуществлять навигацию и переключение между разделами атласа, подключать или отключать отдельные слои, изменять масштаб карт без потери качества, распечатать карты и атрибутивную информацию и т.д.
При всех этих преимуществах установка специализированного программного обеспечения или обновления не требуется. При формировании запроса не требуется и введение сложных логических выражений, которые необходимы при работе в среде ГИС. Интерактивные карты управляются Веб-браузерами. Все это выводит картографирование на более эффективный и прикладной характер использования, позволяющий не только анализировать изменения в расселении Северного Кавказа на современном этапе, но и принимать обоснованные прогностические решения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Белозеров B.C., Черкасов A.A., Чихичин В.В. Атлас расселения народов России: подходы и особенности создания / B.C. Белозеров // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. 2013. №6(39). С. 31-36.
2. Лурье, И. К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков / И.К. Лурье. М.: КДУ, 2008. 424 с.
3. Малышева Н.В., Золина Т.А., Владимирова H.A. Методика и практический опыт создания электронного атласа и интерактивных карт информационно-справочного типа по данным государственного лесного реестра / Н.В. Малышева // Лесохозяйственная информация. 2009. №1. С. 3-9.
4. Казьмина И.Г. Создание экологического веб-атласа Воронежской области на основе ГИС-технологий / И.Г Казьмина, Н.В. Мозговой, Л.Т. Рязанцева // Вопросы современной науки и практики. Университет имени В И. Вернадского. 2013. № 3 (47). С. 76-84.
5. Сваткова Т.Г. Атласная картография / Т. Г. Сваткова Москва : Аспект Пресс, 2002. 203 с.
6. Турун П.П. Геоинформационный анализ эволюции расселения Республик Северного Кавказа / П.П. Турун, И.В. Чернова// ИнтерКарто / ИнтерГИС-21. Устойчивое развитие территорий: картографо-геоинформационнон обеспечение: материалы Междунар. науч. конф. Краснодар: Кубансктй гос. ун-т, 2015. С. 149-153.
