Подходы к интеграции специальных и междисциплинарных данных, базирующихся на пространственных характеристиках водных объектов для создания интегрированных ГИС

Ротанова И.Н.; Ловцкая О.В.

УДК 004.942+911.2 (556.05, 504.06)

И.Н. Ротанова, О.В. Ловцкая

ПОДХОДЫ К ИНТЕГРАЦИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫХ ДАННЫХ,

БАЗИРУЮЩИХСЯ НА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ ГИС

Рассмотрены принципы формирования инфраструктуры пространствен-ных данных и информационно-картографического обеспечения геоинформационно-аналитической системы (ГИАС) «Вода и экология Сибири» как элемента СППР для устойчивого функционирования водохозяйственного комплекса в бассейне Оби.

Ключевые инфраструктура пространственных данных, информационнокартографическое обеспечение, геоинформационно-аналитическая сис-тема (гиас) «вода и экология сибири», бассейн Оби.

щ ш остоянное совершенствование методов и средств

И. цифровой обработки графической, картографической и атрибутивной информации направлено на создание новых возможностей использования больших объемов разноплановых пространственных данных в научно-исследовательских и научнопрактических целях. При этом внимание уделяется, прежде всего, базовым пространственным данным, хотя тематические пространственные данные, специальные и междисциплинар-ные, также заслуживают внимания, нередко определяя специи-фику разрабатываемой информационной системы.

Специальные и междисциплинарные пространственные данные как часть информационно-картографического обеспе-чения интегрированных систем требуют организации распре-деленного доступа к геоинформации, создания аналитических поисковых средств, формирования единой инфраструктуры пространственных данных для развития информационной сре-ды и решения задач различного типа. Важной специализацией информационных систем и базирующихся на них систем управления является водноориентированное (водно-ресурсное и водно-экологическое) направление, что обусловлено остро-той одноименных проблем во многих регионах. К задачам в водохозяйственной и водоохраной

сферах, решаемым с при-менением геоинформационных технологий относятся:

> инвентаризационные задачи - изучение состояния природной среды и ее компонентов с выделением водной составляющей; определение потенциальных водно-ресурсных возможностей территории; учет использования водных ресурсов;

^ оценочные задачи - оценка интенсивности антро-погенного воздействия на водную среду; оценка степени раз-вития водообусловленных неблагоприятных процессов, по-следствий экологических катастроф природного или техноген-ного характера, экологогеографическая и эколого-водно-ландшафтная оценка территории; выявление фоновых и целе-вых водно-нормативных показателей;

^ динамические задачи - изучение изменений эколо-гических условий и водной среды в результате функциониро-вания хозяйственных объектов и природных факторов, изме-нений в водопользовании;

^ прогнозные задачи - составление прогноза изменения водно-экологических условий и природной среды в связи с антропогенным воздействием или естественным развитием природных комплексов, выявление тенденций и темпов динамики развития водно-экологической обстановки в связи с хозяйст-венной деятельностью человека.

В настоящее время на ряд бассейнов крупных рек России, в том числе на бассейн Оби, создаются Схемы комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО), в состав которых входят работы по информационному обеспечению, включающие картографирование и развитие бассейновых гео-информационных систем, т.е. создание инфраструктуры про-странственных данных бассейнового уровня [1]. Основной задачей разработки Схем является формирование инстру-ментария принятия управленческих решений - систем под-держки принятия решений (СППР).

К первоочередным задачам при создании геоинфор-мационно-картографического блока относится выработка под-хода к интеграции специальных и междисциплинарных данных, базирующихся на пространственных характеристиках водных объектов, а именно:

- картографическая оценка современного состояния и использования водных ресурсов бассейна Оби;

- картографические исследования процесса формиро-вания количества и качества поверхностных и подземных вод и факторов, их определяющих;

- создание научно обоснованных инфраструктуры пространственных данных и информационно-картографического обеспечения устойчивого функционирования водохозяйствен-ного комплекса в бассейне.

Для создания интегрированных ГИС водных объектов в бассейне Оби принято утвержденное МПР России деление территории на гидрографические единицы - речные бассейны (бассейновый уровень) и подбассейны (подбассейновый уро-вень), а также на водохозяйственные районы и участки [2]. Территория Обь-Иртышского бассейна представлен 72 водохозяйственными участками, в том числе: 36 - в бассейне р. Обь и 36 - в бассейне р. Иртыш.

Инфраструктура тематических пространственных данных для создания интегрированных ГИС водных объектов согласо-вана с форматами Государственного водного реестра [3]. Ве-дутся работы по созданию каталога метаданных распределен-ных геоинформа-ционных ресурсов водно-экологической и смежных тематик, формированию баз данных натурных на-блюдений и справочноэмпирической информации.

Объектный уровень интегрированных ГИС включает бассейны рек, которые представляют собой гидрографические единицы в определенной порядковой иерархии. Главными модельными речными бассейнами являются бассейны Оби и Иртыша. Бассейны главных рек дифференцированы на бассейны крупных, средних и мелких рек. Гидрографические единицы используются при анализе факторов формирования водных ресурсов и экологического состояния водных объектов для создания информационно-моделирующей системы.

К объектам ГИС относятся также субъекты РФ (единицы административно-территориального деления) и единицы водохозяйственного районирования, представляющие собой систе-му водохозяйственных участков, выделенных на основе приме-нения гидрографо-географического и экономико-географичес-кого подходов к районированию территорий. В качестве тер-риториальных единиц, используемых при выполнении прост-ранственного анали-

за, приняты природные комплексы - ландшафты различного топологического уровня.

Отработаны аспекты содержательного соответствия, синтетичности и информативности при разномасштабном картографическом моделировании (масштабы 1:500 000, 1:1 000 000, 1:2 500 000). Проведена типизация и генерализация ландшафтных карт Новосибирской, Омской, Кемеровской областей, Алтайского края и Республики Алтай и созданы электронные версии ландшафтных карт.

Результаты выполненных работ интегрированы в создаваемую геоинформационно-аналитическую систему (ГИАС) «Вода и экология Сибири», которая предназначена для согла-сования и комплексирования разнородных картографических материалов, ресурсов баз данных и метаданных естественно-научного содержания [4]. ГИАС рассматривается как элемент информационного наполнения системы поддержки принятия решений (СППР) для целей управления водными ресурсами в бассейне Оби (на модельных водных объектах).

------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Постановление Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2006 г. N 883 "О порядке разработки, утверждения и реализации схем комплексного использования и охраны водных объектов, внесения изменений в эти схемы" (Собрание законодательства Российской Федерации, 2007, N 5, ст. 651)

2. Приказ МПР России от 25.04.2007 N 112. Об утверждении Методики гидрографического районирования территории Российской Федерации", зарегистрирован Минюстом России 23.05.2007, регистра-ционный N 9538.

3. Приказ МПР РФ от 29 мая 2007 г. N 138 “Об утверждении формы государственного водного реестра”, зарегистрировано в Минюсте РФ 2 июля 2007 г., регистрационный N 9740

4. Ротанова И.Н. Математико-картографическое обеспечение создания гео-информационно-аналитической системы «Вода и экология Сибири» / Ротанова И.Н., Ловцкая О.В., Суторихин И.А. // Вычислительные технологии. 2007. Т 12. Спецвыпуск 3. с. 66-72. шгЛ

Работы выполнены в рамках проекта 4.5.2.8. СО РАН, грантов РФФИ №№ 07-05-00869 и 09-05-00920 и Госконтракта «Исследо-вание современного состояния и научное обоснование методов и средств обес-

печения устойчивого функционирования водохозяйст-венного комплекса в бассейнах рек Оби и Иртыша».

Rotanova I.N., Lovtskaya O. V.

THE APPROACHES TO INTEGRATION OF SPECIAL

AND INTERDISCIPLINARY DATA BASED ON SPATIAL

CHARACTERISTICS OF WATER OBJECTS FOR INTEGRATED GIS CREATION

The principles of spatial data infrastructure formation and informational-cartographic support of geoinformation-analytical system (GIAS) "Water and Ecology of Siberia" as a component of the decision support system aimed at steady functioning of water-economic complex in the Ob' basin.

Key words: spatial data infrastructure formation, informational-cartographic support, geoinformation-analytical system (gias) "water and ecology of siberia”, ob' basin.

— Коротко об авторах --------------------------------------------------

Ротанова Ирина Николаевна - кандидат географических наук, доцент, зам. директора по НР Учреждение Российской академии наук Институт водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул, E-mail: rotanova@iwep .asu. ru,

Ловцкая Ольга Вольфовна - старший научный сотрудник, Учреждение Российской академии наук Институт водных и экологических проблем СО РАН, г. Барнаул,

E-mail: [email protected]

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Ротанова И. Н., Ловцкая О. В.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Ротанова И. Н., Ловцкая О. В.