CC BY
84
О СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
Ольга Николаевна Николаева
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, канд. техн. наук, доцент кафедры экологии и природопользования, тел. (383) 361-08-86, e-mail: onixx76@mail.ru
В статье дана сжатая характеристика современного состояния картографирования природных ресурсов в России. Обоснована необходимость модернизации научно -методологической базы картографирования природных ресурсов с учетом современных достижений геоинформационного картографирования. Сформулированы основные задачи, которые необходимо решить в ходе модернизации. Предложена классификация картографических моделей природных ресурсов, позволяющая упорядочить имеющееся разнообразие картографических произведений и наметить направления для перспективной работы по проектированию новых типов карт природных ресурсов.
Ключевые слова: природные ресурсы, природопользование, картографические модели, картографирование природных ресурсов, карты природных ресурсов, данные дистанционного зондирования, система карт, геоинформационное картографирование.
IMPROVEMENT OF GIS DATAWARE FOR NATURAL RESOURCES MAPPING
Olga N. Nikolayeva
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph.D., Assoc.Prof., Department of Ecology and Natural Resources Management, tel. 383 3610886, e-mail: onixx76@mail.ru.
Brief characteristic of the current state of natural resources mapping in Russia is given. The author substantiates the necessity for scientific and methodological base modernization as concerns natural resources mapping. The latest achievements in GIS mapping should be taken into account. The main problems to be solved in process of modernization are defined. Classification of cartographic models for natural resources is offered. It is to sort out the existing variety of map products and plan the directions for the prospective work on designing new types of natural resources maps.
Key words: natural resources, nature management, cartographic models, natural resources mapping, natural resources maps, remote sensing data, map systems, GIS mapping.
В настоящее время в России наблюдается постоянное увеличение объема данных о природных ресурсах (ПР) благодаря деятельности целого ряда поставщиков данных (системы ведомственного мониторинга, кадастры природных ресурсов, Росстат) [1]. Однако из-за системных разногласий между ними формирование единого природно-ресурсного информационного пространства в России весьма затруднено (рисунок 1).
1 I—
Рис. 1. Общая схема формирования природно-ресурсного информационного
пространства России
В сложившихся условиях изобилия разнородной несогласованной информации о ПР становится актуальной проблема повышения качества информационного обеспечения рационального природопользования, которое должно сочетать в себе высокую информативность с оперативностью создания и удобством пространственного моделирования и анализа данных. Успешное решение этой проблемы основано на методиках и технологиях геоинформационного картографирования, а основным средством ее решения представляются картографические модели природных ресурсов (КМПР). Они сочетают в себе информационную полноту с высокой наглядностью представления пространственно распределенных данных о ПР.
Однако современная методологическая база природно-ресурсного картографирования практически не учитывает те новшества, которые привнесло в тематическую картографию развитие научно-технического прогресса. Основополагающие работы в этой области [2, 3] датируются 80 -ми годах ХХ века. До сих пор отсутствуют современные (выпущенные после 2000 года) методические рекомендации по применению в природно-ресурсном картографировании современных достижений дистанционного зондирования и ГИС -технологий. Исследования в этих направлениях ведутся во многих научно -исследовательских организациях России, но в большинстве своем конечные разработки адаптированы под решение конкретной природопользовательской задачи и рассчитаны на определенное программное обеспечение [4,5]. Это лишает их универсальности, необходимой для успешного их применения на территориях с иными природными условиями или в организациях с иным программно-технологическим обеспечением.
В силу этого для совершенствования методологической базы картографирования природных ресурсов как научной дисциплины и как информационного обеспечения природопользования, необходимо решить ряд различных задач, требующих комплексного сотрудничества специалистов в области картографии, геоинформатики и дистанционного зондирования [6,7]. В данной статье предлагается подход к решению лишь одной из них, а именно - к разработке классификации КМПР.
Предлагаемая классификация КМПР опирается на четыре классификационных признака, а именно (рисунок 2):
- размерность создаваемого КМПР;
- тема создаваемого КМПР;
- практическая специализация (круг решаемых задач) создаваемого КМПР;
- назначение (круг пользователей) создаваемого КМПР.
Рис. 1. Классификация компьютерных моделей природных ресурсов Рассмотрим более подробно основные подсистемы КМПР.
Благодаря возможностям современных ГИС, в настоящее время можно формировать КМПР различной размерности. Категория двухмерных КМПР
включает в себя такие традиционные картографические произведения, как цифровые и электронные карты, ортофоткарты и т. п. К трехмерным КМПР относятся картографические анимации, виртуальные модели и сцены, блок-диаграммы. К четырехмерным КМПР относятся картографические модели, позволяющие отобразить одновременно и пространственную, и временную динамику картографируемого ресурса. Это динамические блок-диаграммы, стереоанимации, а также геопространственная виртуальная реальность - «новый, наиболее сложный из создаваемых в настоящее время видов геоизображений» [8].
Безусловно, для разных категорий пользователей, изучающих состояние природных ресурсов, будут востребованы разные виды КМПР. В зависимости от назначения КМПР, можно выделить следующие категории пользователей:
1) Административный аппарат данного региона. Решаемые задачи: изучение распределения и характеристик имеющихся запасов природных ресурсов для решения различных управленческих задач. Уровень владения этих пользователей ГИС-технологиями - как правило, базовый или отсутствует. Актуальные для них виды КМПР - электронные карты природных ресурсов.
2) Хозяйствующие субъекты - для изучения имеющихся и перспективных запасов природных ресурсов, современного характера и интенсивности их использования для развития ресурсоемких отраслей промышленности региона. Уровень владения ГИС-технологиями - базовый или отсутствует. Актуальные для них виды КМПР - электронные и цифровые карты природных ресурсов.
3) Специалисты по промышленному проектированию - для планирования и размещения конкретных предприятий по добыче и переработке различных видов природных ресурсов. Как правило, такие специалисты являются опытными пользователями ГИС, ими востребованы цифровые карты природных ресурсов, высоко детализированные 3D-модели и 3D-сцены.
4) Учащиеся средних и высших учебных заведений - для ознакомления с природно-ресурсным потенциалом региона, выполнения учебных работ, ведения научно-исследовательских работы в рамках школы или вуза. Уровень владения ГИС-технологиями в этой группе пользователей варьируется от начального до продвинутого, а КМПР, предлагаемые вниманию этой аудитории, должны отличаться особо высокой наглядностью. Это могут быть электронные и цифровые карты природных ресурсов, фотокарты, картографические анимации, упрощенные 3D-модели и 3D-сцены.
5) Представители природоохранных и экологических общественных организаций - для ознакомления с современным состоянием природно-ресурсной базы региона, общественного контроля за интенсивностью и рациональностью использования природных ресурсов, фиксации экологических нарушений (несанкционированная рубка леса, загрязнение водных бассейнов и пр.). Уровень владения ГИС-технологиями у этих пользователей в большинстве своем базовый, ими будут востребованы электронные карты природных ресурсов, фотокарты, упрощенные 3D-модели и 3D-сцены.
Тематическая подсистема разработанной классификации включает в себя следующие виды КМПР природных ресурсов:
- КМПР климатических ресурсов, которые отображают естественные и измененные человеком климатические показатели;
- КМПР водных ресурсов, которые охватывают пресные поверхностные воды;
-КМПР земельных ресурсов, отображающие существующее использование почв и различные количественные показатели, характеризующие состояние почв;
- КМПР лесных ресурсов, характеризующие лесной фонд России, ресурсы нелесной растительности и ООПТ;
- КМПР минеральных ресурсов, которые отображают ресурсы полезных ископаемых и подземных вод.
Подсистема КМПР различной практической специализации выражает характер и степень вовлечения природных ресурсов в природопользование и тесно связана с вышеописанной тематической подсистемой. Эта связь будет более подробно раскрыта в ходе дальнейших исследований. В подсистеме КМПР различного назначения отдельные категории КМПР выделены в зависимости от уровня планирования природопользования, для обеспечения которого используются данные КМПР:
- Инвентаризационные КМПР - используются на всех основных этапах ведения рационального природопользования: на стадии стратегического планирования, тактического планирования, проектирования и строительства хозяйственных объектов, на стадии эксплуатации ресурса и на стадии рекультиваци-онно-восстановительных работ.
- Оценочные КМПР предназначены для отображения результатов экономической оценки ресурса (рентабельность добычи, обеспеченность запасами и пр.), а также для отображения оценки ущерба, нанесенного ресурсу в ходе природопользования (процент деградировавших пахотных земель, пастбищ и пр.).
- Прогнозные КМПР актуальны для выявления перспектив дальнейшего развития промышленных отраслей, базирующихся на использовании данного вида природных ресурсов. Они используются на стадии стратегического и тактического планирования, а также на стадии эксплуатации конкретного природного ресурса.
- Рекомендательные КМПР предназначены для использования на стадии тактического планирования и на стадии рекультивационно-восстановительных работ.
Предлагаемая классификация картографических моделей природных ресурсов позволяет упорядочить создаваемое в настоящее время разнообразие карт природных ресурсов, выделить направления, которые недостаточно обеспечены картографическими моделями, и наметить направления для перспективной работы по проектированию новых типов КМПР.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Николаева О.Н. Об интергации ДДЗ в ГИС для формализованной инвентаризации природно-ресурсных характеристик региона // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Между-нар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и
фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 2. - С. 39-45.
2. Заруцкая И. П. Картографирование природных условий и ресурсов / И. П. Заруцкая. И. В. Красильникова. - М.: Недра, 1988. - 299 с.
3. Востокова Е.А., Шевченко Л.А., Сущеня В.А. и др. Картографирование по космическим снимкам и охрана окружающей среды / Под ред. Востоковой Е.А, Злобина Л.И. (отв. ред.), Кельнера Ю.Г. - М.: «Недра», 1982. - 251 с.
4. Макаренко Е. Л. Картографирование лесопромышленного комплекса крупного региона (на примере Иркутской области) // География и природные ресурсы. - 2009. - № 1. -С.117-123.
5. Разработка и развитие карт» графического сервиса информационно-аналитической системы «Природные ресурсы Карелии» / А.Ф. Титов, В.Т. Вдовицын, В.А. Лебедев, А.К. Полин // Труды XIV Всероссийской объединенной конференции «Интернет и современное общество» Санкт-Петербург. - 2011.- 1М8. - С. 36-39.
6. Николаева О. Н. Биогеографическое картографирование: современное состояние и область применения для сохранения и рационального использования природных ресурсов // Вестник СГГА. - 2010. - Вып. 1 (12). - С. 145-149.
7. Николаева О. Н. Биогеографические карты - средство для сохранения и рационального использования природных ресурсов // ГЕО-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск: СГГА, 2010. Т. 2. - С. 103-105.
8. Берлянт А.М. Виртуальные геоизображения. - М.: Научный мир, 2001. - 56 с.
9. Николаева О.Н., Ромашова Л.А., Волкова О.А. Применение картографического метода в изучении и решении проблем радиационного загрязнения территорий // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 2. - С. 194-199.
10. Николаева О.Н., Ромашова Л.А., Волкова О.А. Роль картографического метода исследования в решении проблем радиационной обстановки окружающей среды // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 1 (17). - С. 104-109.
© О.Н. Николаева, 2013
