CC BY
86
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
«НАУКА. ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ», №1 (5), 2014 г.
удк 911.37 В. С. Тикунов [V. S. Tikunov],
В. С. Белозеров [V. S. Beloserov],
А. Н. Панин [A. N. Panin],
А. А. Черкасов [A. A. Cherkasov].
полимасштабный геоинформационный мониторинг миграционных процессов: общие подходы1
Polimasshtabny geoinformation monitoring migration processes: general approaches
В статье рассматриваются общие подходы для проведения мониторинга миграционных процессов на основе ГИС-технологий. Большое внимание уделяется полимасштабному подходу в исследовании. Подробно представлены функциональные блоки ГИС-мониторинга, а так же возможности моделирования миграционных процессов.
Ключевые слова: геоинформатика, система, мониторинг, миграционные процессы, геоинформационное моделирование.
This article discusses common approaches to monitor migration processes based on GIS technologies. Much attention is paid polimasshtabnomu approach in the study. Detail the functional blocks GIS monitoring, as well as the possibility of modeling of migration processes.
Keywords: geo-information system, monitoring, migration, GIS modeling.
Постсоветский период характеризуется изменением факторов и основных характеристик миграционных процессов в странах бывшего СССР. В новых социально-экономических условиях изменилась в целом география миграционных потоков, этнических миграций как на страновом, так и региональном, а также локальном и поселенческом уровне. Миграция чутко реагировала на изменения в целом на постсоветском пространстве, в России, ее регионах [9]. Вначале 1990-х годов Россия «... оставалась домом для многих титульных народов стран ближ-
1 Работа выполнена при финансовой поддержки РФФИ Проект № 13-06-00462 «Разработка концептуально-методических подходов к анализу механизмов адаптации и интеграции этнических мигрантов в региональные российские сообщества на основе геоинформационного мониторинга».
него зарубежья», однако активно развивались репатриационные процессы; поменялись «ролями» принимающие и отдающие мигрантов регионы; на время изменились миграционные потоки в системе «город - село». Крупномасштабный анализ миграционных потоков показал, что стрессовый характер миграции и ее массовость повлияли на географию расселения мигрантов в сети сельских поселений. В последующие годы миграционные потоки постепенно восстанавливают отдельные традиционные черты или приобретают новые.
Исследование интенсивных изменений пространственно-временных характеристик миграционных потоков, получение оперативной информации, в т. ч. в визуализированном формате, требует применения современных геоинформационных технологий, позволяющих оперативно систематизировать, визуализировать, моделировать большой массив статистической информации. Для решения этой задачи нами разработана геоинформационная система полимасштабного мониторинга миграционных процессов.
Принцип полимасштабности используется при исследовании демографических, миграционных процессов [2], этнической структуры населения [7].
Используемый в работе принцип полимасштабности опирается на исследования И. М. Маергойза, А. И. Трейвиша, других ученых и понимается как метод оперирования масштабами-рангами территории при исследовании миграционных процессов для выявления пространственно-временных особенностей миграции. Полимасштабность исследования включает следующие уровни: страновый - Российская Федерация (другие страны), региональный - субъект РФ, районный - муниципальный район и поселенческий - город, сельский населенный пункт.
Геоинформационный мониторинг миграционных процессов. Система геоинформационного мониторинга миграционных процессов - это комплексная система, консолидирующая географическую и атрибутивную информацию об исследуемой территории в едином хранилище, для целей проведения пространственно-временного анализа, оперативного мониторинга, а также моделирования миграционных процессов. Геоинформационный мониторинг понимается нами как система сбора данных о состоянии пространственно-временных индикаторов территориально распределенных объектов, явлений и процессов, обработка и анализ результатов
с использованием ГИС-технологий, визуализация (картографирование), анализ и оценка, и прогнозирование изменения состояния с целью поддержки принятия управленческих решений. Система геоинформационного мониторинга реализована на основе реляционной системы управления базами данных Мicrosoft SQL Server и семейства программных продуктов ESRI АгсGIS: настольная часть на базе ESRI АгсGIS.
Основными принципами геоинформационного мониторинга являются:
- иерархичность территориальных уровней;
- множественность форм исходных данных;
- анализ динамики и моделирование миграционных процессов.
Для организации мониторинга миграционных процессов нами разработана концептуальная схема (рис. 1). При ее создании нами использован опыт разработки в лаборатории «Народонаселение и ГИС-технологии» СКФУ концептуальных схем геоинформационного мониторинга этнодемографических процессов [10], демографических процессов [12], этнических процессов [13].
Основными этапами построения геоинформационной системы мониторинга миграционных процессов являются:
1) создание концепции по реализации ГИС-мониторинга, выбор логической структуры и создание на основе собранных материалов пространственной базы геоданных, подготовка картографической основы;
2) формирование базы геоданных статистическими показателями о миграционных процессах в России, регионах, муниципальных районах, поселениях;
3) построение пространственно-временных моделей, картографирование миграционных процессов в России, регионах, муниципальных районах, поселениях;
4) мониторинг и экспертиза миграционных процессов на разных территориальных уровнях (страновом, региональном, муниципальном, поселенческом).
Разработанная геоинформационная система мониторинга включает пять ключевых составляющих: аппаратные средства, программное обес-
полимасштабныи геоинформационныи мониторинг миграционных процессов
Возможности
Хранилище геоданных, обладающее гибкой системой
Ввод, просмотр, актуализация статистической информации
Проведения
геостатисгического
анализа
Создание шаблонных тематических карт
оперативное
построения ГИС-меделей
Создание дополнительных графических сюжетов (графиков, диаграмм, схем и др.)
База геоданных
(подсистема сбора, хранения и актуализации данных)
Пространственные Статистичечкие показатели
Численность населения Число прибывших и выбывших Миграционный прирост Коэффициент миграционного прироста Возрастная структура миграционного прироста Этнический состав прибывших и выбывших Продолжительность проживания Число беженцев
Число вынужденых переселенцев Данные полученные при обработке талонов прибытия и выбытия мигрантов
Региональный
Муниципальный
Поселенческий
База данных
Временной интервал
Подсистема моделирования и визуализации миграционных процессов
Инструменты тематического картографирования геолространтвенного и статистического анализа
Система мониторинга решает следующие задачи
Определение тенденций миграционных процессов
Выявление связей между социально-экономическими факторами и миграционными процессами
Оценка влияния миграции на на этнические процессы
Сравнительный анализ различных территорий (регионов, муниципалитетов), их группировка по характеру проблем и динамике ситуации,
рейтингование и т.д
Интеграция с системой геоинформационного мониторинга демографических, этнических, социально-экономических процессов
Базовый:
рассчитан на специалистов, обладающих возможностями построения баз геоданных
Уровни пользования -
Системный:
рассчитан на специалистов, обладающих умением работать с ГИС-продуктами, (моделирование процессов)
Экспертно-аналитический:
рассчитан на специалистов, обладающих компетенциями в области миграционных процессов (эксперты, ученые, аналитики)
Атласная информационная система "Миграционные процессы в России"
Атлас "МИГРАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В РОССИИ"
ИНТЕРАКТИВНЫЕ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Рис. 1.
Концептуальная схема геоинформационного мониторинга миграционных процессов в России.
печение, данные, исполнители и методы. Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) информации об этнических аспектах урбанизации. В данном случае это функции и инструменты, основанные на программной платформе ArcGIS Spatial Analyst фирмы ESRI. Система ArcGIS, подобно другим мощным информационным системам, обладает четко определенной моделью для работы с данными, прежде всего пространственными. Эта модель - база данных (база геоданных) - является основной для хранения информации о миграционных процессах [7].
Важным элементом системы являются функциональные блоки. Первый блок - хранилище пространственной информации. Реализованы возможности использования различных типов данных, обеспечивающих проведение геоинформационного мониторинга (статистические данные; отрывные талоны к листку статистического учета мигрантов; материалы социологических опросов). Временная шкала в системе геоинформационного мониторинга делится на этапы: начало постсоветского периода -1992 г., середина 1990-х г., вторая половина 1990-х - 2000 гг., начало 2000-х - 2005 гг.; середина первого десятилетия XXI в. - 2012-2014 гг.
Второй блок - веб-узел, позволяющий оперативно моделировать на веб-странице тематические карты, отражающие состояние миграционных процессов на территории. Организация и содержание картографических материалов обеспечивают аналитическую поддержку при оценке состояния адаптационно-интеграционных процессов и их территориальную дифференциацию на разных временных этапах.
Третий блок - модуль автоматического формирования запросов к базе геоданных, являющийся частью веб-страницы, позволяет просмотреть и проанализировать в онлайн-режиме хранящуюся в базе геоданных статистическую информацию, а также производить ее корректировку или вводить новую, ранее не имеющейся в системе мониторинга.
Данные - это наиболее важный компонент геоинформационного мониторинга миграционных процессов. Это статистические показатели, основанные на данных Федеральной службы государственной статистики (миграционный прирост населения, число прибывших и выбывших мигрантов, коэффициент миграционного прироста и др.), а так же данные, полученные в результате обработке талонов прибытия и выбытия мигрантов с помощью программного комплекса «Миграция», «Анкета»
[1]. Данные ГИС мониторинга миграционных процессов интегрируются с пространственными показателями других систем геоинформационного мониторинга, в том числе с демографическими, этническими, социально-экономическими данными.
Геоинформационный мониторинг миграционных процессов разработан специалистами, обладающими навыками работы с программным продуктом ArcGIS Spatial Analyst. В свою очередь ГИС-мониторинг миграционных процессов в России предполагает три уровня пользования. Первый - базовый: рассчитан на специалистов, обладающих возможностями построения баз геоданных. Второй - системный: рассчитан на специалистов, работающих с ГИС-продуктами, (моделирование процессов). Третий - экспертно-аналитический: рассчитан на специалистов, обладающих компетенциями в области миграционных процессов (эксперты, ученые, аналитики, управленцы).
Эффективность использования ГИС-мониторинга миграционных процессов во многом заключается в правильно разработанном плане и определённых правилах работы, которые соответствуют специфике поставленной задачи. В данном случае концептуальная схема геоинформационного мониторинга миграционных процессов в России отражает общий план работы по созданию и использованию системы.
Полимасштабная геоинформационная система содержит крупные массивы миграционных показателей, тесно связана с интернет-технологиями и позволяет на качественно новом уровне и оперативно проводить мониторинг миграционных процессов. Это значительно расширяет доступ к миграционным показателям разного территориального уровня, упрощает процедуру отображения статистической информации, ее дополнения и оперативного изменения; автоматизирует процесс анализа миграционных процессов; повышает оперативность и эффективность работы органов государственной власти при разработке региональной политики с учетом особенностей миграционной ситуации различных территорий.
База геоданных системы включает 11 миграционных показателей на страновом, 12 - на региональном, 13 - на локальном и 14 - на поселенческом уровне (табл.1).
Визуализация является важным элементом любой ГИС, в том числе позволяющая готовить пространственно-временные модели. Полимасштабный геоинформационный мониторинг миграционных процессов предполагает привлечение математических программных продуктов с
Табл. 1. ПОКАЗАТЕЛИ МИГРАЦИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ
ДЛЯ МОНИТОРИНГА МИГРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА РАЗНЫХ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ УРОВНЯХ
№ Показатели Страно-вой Региональный Локальный Поселенческий
1. Количественный
Число прибывших + + + +
Число выбывших + + + +
Миграционный прирост/МП + + + +
Коэффициент МП + + + +
2. Территориальная структура
Международная + + + +
Межрегиональная + + + +
Внутрирегиональная + + +
Локальная + +
Межселенная +
3. Качественная характеристика
Этнический состав + + + +
Половой состав + + + +
Возрастной состав + + + +
Уровень образования + + + +
4. Продолжительность проживания + + + +
использованием информации, хранящейся в базе геоданных. Геоинформационный мониторинг позволяют конструировать модели динамики явления, конструировать модели структуры явлений [11], а так же повысить автоматизацию воспроизводства картографических изображений.
При моделировании миграционных процессов активно используются метод полигонов, где каждый регион (полигон) окрашивался в цвет заданной ему градации. Данные модели позволяют выявлять пространственные особенности миграционного прироста (убыли) населения на всех территориальных рангах. Для моделирования этнических процессов в России использован центрографический метод [14], который применим и для исследования миграционных процессов. Созданный на основе этого метода картографический материал позволяет демонстрировать в динамике смещения центра тяжести регионов выбытия и демонстрировать центр тяжести регионов прибытия. В целях более наглядного отражения миграционных процессов нами используется прием построения эпюр [8]. Построенные при помощи данного приема картографические материал позволяет визуализировать миграционный обмен между территориями, как на страновом, так и региональном, локальном уровне.
Миграционные процессы рассматриваются через характеристику общего миграционного потока, его территориальных, этнических, демографических особенностей на разных территориальных уровнях - от стра-нового до поселенческого. В настоящее время возможности геоинформационного мониторинга апробированы при исследовании миграционных процессов в Ставропольском крае на региональном, локальном [3], поселенческом уровне [6].
Предложенная система мониторинга миграционных процессов позволяет совершенствовать принципы принятия управленческих решений при разработке программ развития территорий различных масштабов.
ЛИТЕРАТУРА 1. Белозеров В. С., Панин А. Н. Формирование региональной базы данных по миграции в Ставропольском крае // Миграции и пространственная мобильность в сельско-городском континууме России в 20 веке: управляемость, адаптивность и стратегии преодоления. Ставрополь, 2011, С. 154-166.
2. Белозеров В. С., Раужин И. Г. Геоинформационная система полимасштабного мониторинга миграционных процессов в России // Ин-терКарто-ИнтерГИС-18: Устойчивое развитие территорий: теория ГИС и практический опыт / ред. С. П. Евдокимов. Смоленск, 2012.
С. 280 - 283.
3. Белозеров В. С., Панин А. Н. Чихичин В. В. Этнический атлас Ставропольского края - Ставрополь: из-во СГУ, 2008. 208 с.
4. Белозеров В. С., Панин А. Н. Мониторинг этнических процессов Северного Кавказа с помощью ГИС-технологий // Расселений, этнокультурная мозаика, геополитика и безопасность горных стран: тезисы Международной конференции. Ставрополь: Из-во СГУ, 2001. С. 226.
5. Белозеров В. С., Черкасов А. А. Исследование этнических аспектов урбанизации в России с помощью ГИС технологий // Вестник Ставропольского государственного университета. 2012. Вып. 80 (3). С. 183-188.
6. Белозеров В. С, Щитова Н. А., Панин А. Н., Чихичин В. В., Фурщик М. А., Черкасов А. А. и др. Миграционные процессы в России: Атлас. Ставрополь: Изд-во СГУ, 2011. 52 с.: Ил.
7. Белозеров В. С., Черкасов А. А. ГИС-мониторинг этнических процессов в России // Современная наука и инновации. Ставрополь. 2013. № 1 С. 157-161.
8. Берлянт А. М. Картографический метод исследования. М.: Изд-во МГУ. 1978 (2-е изд. 1988).
9. Зайончковская ж. А. Миграционные связи России после распада СССР // Миграционные процессы после распада СССР. М., 1994. С 21-35.
10. Панин А. Н. Атласная информационная система «Этнодемографи-ческие процессы в Ставропольском крае»: автореф. дис. ... канд. геогр. наук. Ставрополь, 2005.
11. Тикунов В. С. Моделирование в картографии. М.: Изд-во Моск. унта, 1997. 405 с.
12. Раужин И. Г. Полимасштабный мониторинг демографических процессов в России с использованием геоинформационных технологий: автореф. дис. ... канд. геогр. наук. Ставрополь, 2011.
13. Черкасов А. А. Мониторинг этнических аспектов урбанизации на основе ГИС-технологий: автореф. дис. ... канд. геогр. наук. Ставрополь, 2013.
14. Vitaly S. Belozerov, Vladimir S. Tikunov, Alexander A. Cherkasov, Aydyn Ibrahimov, Vedat Caliskan Geoinformation technologies in the study of ethnic aspects of urbanization in Russia // Geography, environment, sustainability. 2013. № 4(6). С. 19-30.
ОБ АВТОРАХ Тикунов Владимир Сергеевич, заведующий Лабораторией комплексного картографирования и Лаборатории устойчивого развития территорий географического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, доктор географических наук, профессор. Телефон +7-495-939-1339, e-mail: [email protected]
Белозеров Виталий Семёнович, заведующий кафедрой экономической и социальной географии Института математики и естес-
твенных наук (ИМЕН), заместитель проректора по учебной работе и академическому развитию Северо-Кавказского федерального университета, доктор географических наук, профессор. Телефон 61-77-88.
E-mail: [email protected].
Панин Александр Николаевич, старший научный сотрудник Центра Мировой системы данных МГУ им. М. Ю. Ломоносова, кандидат географических наук. Телефон 8-9150-23-77-77. E-mail: [email protected].
Черкасов Александр Александрович, старший преподаватель кафедры картографии и геоинформатики Института математики и естественных наук Северо-Кавказского федерального университета, кандидат географических наук. Телефон 8 (906) 460-99-98. E-mail: [email protected].
Tikunov Vladimir Sergeyevich, head of the Laboratory complex mapping and sustainable development of territories, Faculty of Geography in the Moscow State University. MV University, Doctor of Geographical Sciences, Professor. Phone +7-495-939-1339. E-mail: [email protected].
Beloserov Vitaly Semenovich, head of economic and social geography in the Institute of Mathematics and Natural Sciences (NAMES), vice provost for academic affairs and academic development of the North Caucasus Federal University, Doctor of Geographical Sciences, professor. Phone 61-77-88. E-mail: [email protected].
Panin Alexander Nikolaevich, a senior fellow at the Center World Data System MSU. Lomonosov University, candidate of geographical sciences. Telephone 89150237777. E-mail: [email protected].
Cherkasov Alexander Alexandrovich, a senior lecturer in cartography and geoinformatics in the Institute of Mathematics and Natural Sciences of the North Caucasus Federal University, candidate of geographical sciences. Telephone 8 (906) 460-99-98. E-mail: [email protected].
