CC BY
86
ОБ ИНТЕГРАЦИИ ДДЗ В ГИС ДЛЯ ФОРМАЛИЗОВАННОЙ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ПРИРОДНО-РЕСУРСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГИОНА
Ольга Николаевна Николаева
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Новосибирск, ул.
Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры экологии и
природопользования, тел. (383) - 361-08-06, e-mail: [email protected]
В статье обоснована актуальность процессов интеграции ДДЗ в региональные ГИС широкого пользования и формализации пользовательских запросов в этих ГИС. Рассмотрены принципиальные схемы реализации этих процессов. Обоснована
последовательность формализации пользовательских запросов в ГИС для инвентаризации природных ресурсов.
Ключевые слова: данные дистанционного зондирования, региональные ГИС,
интеграция данных дистанционного зондирования в ГИС, формализация пользовательских запросов, природные ресурсы, инвентаризация природных ресурсов.
TECHNIQUES OF REMOTE SENSING DATA INTEGRATION IN GIS FOR FORMALIZED INVENTORY OF REGIONAL NATURAL RESOURCES CHARACTERISTICS
Olga N. Nikolayeva
Ph.D., Assoc Prof, department of Cartography and Nature Management, Siberian State Academy of Geodesy, 10 Plakhotnogo st.. 630108, Novosibirsk, phone: 8 (383)361-08-86, e-mail:
The urgency of integrating remote sensing data in regional general-purpose GIS and formalization of user queries in these GIS is considered. Schematic diagrams of these processes are presented. The user queries formalization succession in GIS for natural resources inventory is substantiated.
Key words: remote sensing data, regional GIS, integrating remote sensing data in GIS, formalization of user queries, natural resources, inventory of natural resources.
В настоящее время в России, как и во всем мире, наблюдается процесс демократизации доступа пользователей к данным дистанционного зондирования (ДДЗ). Высокая популярность ДДЗ объясняется не только их полезностью для узкоспециальных научных исследований и оперативных задач мониторинга, но и их информационной ценностью для ведения народного хозяйства конкретного региона с позиций его устойчивого развития. И в связи с этим становится актуальным вопрос об интеграции ДДЗ и основных процессов их обработки в региональные ГИС (РГИС).
Главенствующая роль РГИС в управлении территориями была предсказана ведущими российскими географами и картографами еще в конце 80-х годов [1,2]. В наши дни, благодаря совершенствованию методов получения, обработки и анализа данных о Земле, именно РГИС становятся основным инструментом для
эффективного планирования и ведения природопользования в пределах конкретных территорий. Они предназначены для управления, планирования, мониторинга, инвентаризации и прогноза состояния ресурсов, и рассчитаны на пользователей, не имеющих специальной аэрофотогеодезической и картографической подготовки (административные кадры, хозяйствующие субъекты, общественные организации и пр.). Во многих регионах России уже созданы и функционируют подобные программные продукты [3,4,5,6]. Однако при их детальном анализе выделяется ряд несовершенств:
1. Многие из этих программных продуктов более близки к СКС, чем к ГИС, - то есть они предоставляют пользователям лишь возможность ознакомления и несложных манипуляций с рядом заранее подготовленных цифровых слоев, но не позволяют осуществлять пространственный анализ информации, представленной на этих слоях. Это объясняется рядом причин:
- Неподготовленность пользователя к работе с ГИС в силу особенностей полученного им образования;
- Непривычность терминологии, в которой реализован инструментарий пространственного анализа в современных многофункциональных ГИС, зачастую используемых как основа для проектирования РГИС;
- «Престижность» внедрения компьютерных технологий и ГИС-технологий, в результате чего использование компьютера становится самоцелью для пользователя, и ему не столь важно, насколько полно он использует функциональные возможности ГИС.
2. Информационная база большинства существующих РГИС формируется из цифровых карт, созданных разово и по разновременным данным (современные научные исследования, данные мониторинга и статистики, оцифровка ранее созданных бумажных тематических карт региона). Возможность и сроки обновления созданных карт отнесены в отдаленную перспективу.
Таким образом, складывается противоречие: с одной стороны,
пользователи РГИС нуждаются в массиве современных обновляемых пространственных данных и в удобном, интуитивно понятном инструментарии для их анализа. С другой стороны - им предоставляется массив разновременных и отчасти устаревших данных, а инструментарий для работы с ним либо весьма скуден, либо пользователи вынуждены осваивать соответствующие опции работы в ГИС самостоятельно.
Разрешение этого противоречия представляется возможным через комплексное решение двух следующих задач:
а) Интеграция ДДЗ в РГИС;
б) Повышение уровня формализации информационных процессов в РГИС.
Это обеспечило бы современность информационной базы РГИС, облегчило принятие управленческих решений и способствовало успешному
решению задач, требующих комплексного анализа с учетом взаимосвязей природных и социально-экономических процессов.
На осуществление интеграции ДДЗ и ГИС сейчас направляется много усилий [7,8,9] но по большей части предложения основаны на совершенствовании взаимодействия между программными продуктами, один из которых ориентирован на обработку ДДЗ, а второй - на моделирование цифровой векторной информации (ГИС или САПР). Этот подход вполне рационален, и обоснован тем, что с точки зрения аэрофотогеодезистов и картографов дешевле и быстрее реализовать небольшой модуль, который будет оптимизировать процесс переноса результатов дешифрирования из одного программного продукта в другой. Но с позиций администраторов, предпринимателей и прочих пользователей РГИС гораздо удобнее иметь один-единственный программный пакет, который позволит им получать своевременную информацию о природных и социально-экономических показателях региона, используя ДДЗ.
Принципиальная схема интеграции ДДЗ в ГИС представляется следующей:
Подсистема сбора, накопления и хранения
1 Г
Выбор тематического слоя в соответствии с запросом пользователя
1 Г
Расчет количественных показателей
г
Расчет коэффициентов или индексов (при необходимости)
1 г
Построение дополнительных элементов деловой графики
§
и
г
и
а
г
г
у
в
РО
г
г
«о
•е
I
Комплексирование данных на цифровую общегеографическую
Визуализация результатов
1
Векторная карта
1
Растровая карта
Эй-модель объекта или явления
Рис. 1. Принципиальная схема интеграции ДДЗ в РГИС
Сегодня в решении проблемы формализации запросов в РГИС для широкого круга пользователей, участвуют различные исследовательские организации. В частности, в СГГА ведутся работы по формализованному созданию цифровых картографических произведений в информационносправочной аналитической ГИС [10, 11, 12]. Однако задача формализации процессов дешифрирования ДДЗ особенно сложна в силу большого разнообразия видов ДДЗ, показателей, определяемых по ним, и применяемых технологий дешифрирования. Но следует заметить, что пользователи РГИС для решения своих задач не нуждаются в столь широком спектре узкоспециальных показателей, которые обычно определяются по снимкам для научных исследований и мониторинга окружающей среды. Для них более важны основные показатели состояния природных ресурсов, а информация такого рода легко может быть получена с тематически интерпретированных ДДЗ, благо услуги по тематической обработке снимков сейчас предоставляются всеми ведущими поставщиками ДДЗ, действующими в России. И разумеется, массив показателей, используемых в РГИС, необходимо формировать с учетом статистических характеристик, которые используются Росстатом в официальной отчетной документации. Это обеспечит легкость обновления информационной базы РГИС и сопоставимость данных по разным регионам.
Основой экономического и социального развития любого региона является его природно-ресурсный потенциал. Поэтому ниже будут изложены подходы к формализации использования ДДЗ для инвентаризации природных ресурсов средствами РГИС.
Принципиальная последовательность выполнения пользовательского запроса в РГИС приведена на рис. 2.
Исходя из вышеизложенного, успешная и эффективная интеграция ДДЗ в РГИС для широкого круга пользователей требует решения следующих задач:
1. 1.Определить периодичность получения ДДЗ для формирования информационной базы РГИС.
2. Определить перечень показателей, получаемых с ДДЗ для выполнения пользовательских запросов.
3. Определить детальность и спектральные характеристики используемых
ДДЗ.
4. Формализовать пользовательские запросы к архиву материалов ДДЗ, сформулировать их в терминах, понятных и привычных пользователю.
5. Предложить технологию интеграции тематических слоев ДДЗ и статистических данных, адаптированную для конкретного вида природных ресурсов.
6. Предложить технологию визуализации ответа на пользовательский запрос в виде векторной цифровой карты, растровой электронной карты или 3Б-модели объекта (явления), совмещающей в себе результаты дешифрирования ДДЗ и результаты картографического отображения данных статистики.
Выбор природного ресурса
Воздушные
ресурсы
Водные
ресурсы
Земельные
ресурсы
Недра
Лесные
ресурсы
Выбор показателя (показателей), интересующих пользователя
Воздушные
ресурсы:
- источники загрязняющих выбросов;
- индекс загрязнения атмосферы
Водные
ресурсы:
-использование
воды;
- сброс сточных вод
Земельные ресурсы:
-распределение земель по категориям;
- площадь
осушаемых
земель
Недра:
-границы месторождений;
- уровень лицензионной земель
Лесные
ресурсы:
-общая площадь лесов;
- лесистость
осушаемых
земель
Выбор формы отчета для представления результата пользователю
1 г
Векторная карта Растровая карта 3В-модель
Рис. 2. Принципиальная последовательность выполнения формализованного
пользовательского запроса в РГИС
Решению перечисленных задач будут посвящены дальнейшие исследования.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. - М.: Наука, 1987, 126 с.
2. Берлянт А.М., Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Картография и геоинформатика / Итоги науки и техники. Сер. Картография. - М.: ВИНИТИ. - 1991. - 14. - С. 1-178.
3. ГИС-регион. Иркутская область [Электронный ресурс]- Режим доступа:
http://gisregion.ru/ - Загл. с экрана.
4. Разработка ГИС района дельты реки Селенги (Кабанский район Республики Бурятия) [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://ecologyserver.icc.ru/selenga-gis/ - Загл. с экрана.
5. Геопортал электронного правительства Самарской области [Электронный ресурс]-Режим доступа: http://geoportal.samregion.ru/ - Загл. с экрана.
6. Ворошин С., Мельник В., Зинкевич А. Региональные геоинформационные системы по геологии и полезным ископаемым в Магаданской области [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.dataplus.ru/Industries/4NEDRA/Magadan.htm - Загл. с экрана.
7. Интеграция ArcGIS и ENVI [Электронный ресурс]- Режим доступа:
http://sovzond.ru/software/9G/1847GG/ - Загл. с экрана.
8. Колесникова О. Н. Интеграция программных комплексов обработки данных ДЗЗ ITT VIS и ГИС-приложений компании ESRI [Электронный ресурс]- Режим доступа: http://www.gisa.ru/6G72G.html - Загл. с экрана.
9. Geomatica 1G - что нового? [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://geo-alliance.ru/index.php?area=1&p=static&page=soft2&PHPSESSID=3773267171331f0b4512379a4c d57a73 - Загл. с экрана.
1G. Дышлюк С.С., Николаева О.Н., Ромашова Л.А., Сухорукова С.А. Научнометодические основы формализации процессов составления тематических карт для реализации ГИС / Изв. вузов: геодезия и аэрофотосъемка, № 5. - 2G11. - С. 91-93.
11. Лисицкий Д. В., Дышлюк С. С., Писарев В. С., Николаева О. Н., Утробина Е. С.,
Сухорукова С. А. Разработка методики создания инструментальной справочно-
аналитической географический системы на территорию социально-экономического комплекса. - Отчет о НИР (промежуточный), № темы НИР 2G1G-1.1-154-G48-GG6 - 136 с.
12. Лисицкий Д. В., Дышлюк С. С., Писарев В. С., Николаева О. Н., Утробина Е. С.,
Сухорукова С. А. Разработка методики интегральных форм социальных характеристик
расчета по данным статистического учета. - Отчет о НИР (промежуточный), № темы НИР 2G1G-1.1-154-G48-GG6. - Инв. № 13. - 135 с.
О О.Н. Николаева, 2012
