CC BY
6Ученые записки Таврического национального университета имени В.И.Вернадского Серия «География». Том 24 (63). 2011 г. №3, С. 24-32.
УДК: 004.9+630
РОЗРОБКА Г1С-СЕРВЕРА Л1С0Г0СП0ДАРСЬК01 ГАЛУ31 УКРА1НИ Барладт О. В., Ареф'ева C.I., Скляр О. Ю.
ЗАТ «Incmumym передовик технологш»
E-mail: [email protected]
Розглянуто проблематику розробки та впровадження Г1С-сервера лгсогосподарсько! галуз1 Украши, визначено його оптимальну структуру в умовах сучасного стану галуз1 з характеристикою конкретних автоматизованих робочих мкць в apxiTeKTypi комплексу та його функцюнальних можливостей. Охарактеризовано планово-картограф1чш матер1али, особливосл використання даних дистанцшного зондування Земл1 для потреб Г1С-сервера люогосподарсько! галузг Здшснено розробку пшот-проекту Г1С-сервера на 6a3i окремого люництва.
Ключов1 слова: Г1С-сервер, гешформацшт технологи, люове господарство, люовпорядкування.
ВСТУП
Постановка проблеми та зв'язок i3 важливими науковими i проектними завданнями
В наш час все бшьш нагальними та невщкладними завданнями в галуз1 люового господарства стають збереження, рацюнальне використання та вщновлення niciß.
1з розвитком шформацшних технологш висуваються HOBi вимоги щодо якосп шформацп про стан люових pecypciß, зокрема, це точшсть, актуальшсть та повнота наявних даних. Такими якостями волод1ють планово-картограф1чш матер1али та даш дистанцшного зондування Землг Виникае необхщнють у суттевому шдвищенш оперативност1, достов1рносл та просторово! узгодженосл шформацп задля значного шдвищення ефективносп люовпорядкування [1].
Bei щ завдання дозволяють д1ево виршувати геошформацшш технолог!! як засоби для збору, граф1чного представления (в1зуал1зацп), збереження, обробки та анал1зу просторово розподшених даних. При цьому важливо, що граф1чне зображення об'екпв пов'язано з вщповщними шформацшними (атрибутивними) ведомостями про об'ект.
Водночас, юнування р1зних р1вшв управлшня люовим господарством (в масштабах держави, обласп, люгоспу, люництва) зумовлюе, з одте! сторони, необхщнють шдтримки управлшських ршень (на piBHi держави), а з шшо! -шдтримки безпосередньо! виробничо! д1яльност1 (на piBHi люгоспу, люництва) [2]. Все це зумовлюе необхщнють поеднання геошформацшних технологш з програмними засобами, що базуються на ктент-сервернш технологи. Таким чином, необхщним е створення програмного комплексу з централ1зованим управлшням -Г1С-сервера, що штегруе в co6i Bei шформацшш процеси в люогосподарськш д1яльносп, забезпечуе багатокористувальницький р1знор1вневий мережевий доступ до наявних даних, волод1е Г1С-функцюнальнютю та потужними засобами для здшенення просторового анал1зу.
Важливо також зазначити, що Г1С-сервер шдтримуе р1зш види доступу до шформацп: його можна ефективно застосовувати як для створення web-застосунюв та ш., так 1 для розробки настшьних додатюв, що працюють з ПС-сервером в режим! кл1ент-сервер.
Анал1з останшх дослщжень та публжацш, присвячених розв'язанню щеТ проблеми
Оптим1зацп процес1в люогосподарсько! д1яльносп присвячена певна кшькють впчизняних та заруб1жних розробок.
Так, у Бшорус1 розроблено Г1С «Люов1 ресурси» для виршення практичных завдань з облшу люового фонду з використанням засоб1в супутникового позицюнування [3].
В Роси усшшно функцюнуе система дистанцшного мошторингу люових пожеж для Мшютерства природних ресурс1в РФ. II основною задачею е шформацшна шдтримка роб1т по виявленню та застосуванню необхщних заход1в щодо усунення люових пожеж [4].
Таю розробки шдтверджують ефективнють використання геошформацшних технологш у люогосподарськш галуз1 як найбшьш рацюнального засобу для штеграцп р1зномаштно1 просторово! шформацп з потужним сховищем даних та можливостями для просторового анал1зу [5].
Г1С-сервер для потреб люогосподарсько! д1яльност1 дозволяе виршувати наступи! задача
- подготовка картограф1чних матер1ал1в при проведенш люовпорядкування: ведения, оновлення та уточнения люовпорядних карт;
- створення тематичних люових карт розподшу насаджень;
- таксащя люових масив1в та ведения вщповщно! бази даних;
- шдтримка технологи векторизацп люовпорядних планшет1в, в тому числ1 за матер1алами аерофото- та космозйомки територп;
- пошук 1 виб1р дшянок люового фонду за певними критер1ями: складом деревостану, вшом, д1аметром, висотою тощо;
- виб1р оптимальних мюць для буд1вництва люових дорщ визначення вщсташ вивозу люу;
- отримання анал1тичних ведомостей за тим чи шшим люництвом, кварталом, люовим видшом, групою видшв;
- поточне планування вирубок люу, люовщновлення, протипожежних та люозахисних заход1в;
- прогнозування природно! та антропогенно! динамши люонасаджень;
- шдвищення р1вня шформованосп при прийнятп ршень.
Невир1шеш частини загальноТ проблеми
Необхщним е визначення оптимально! структури Г1С-сервера люогосподарсько! галуз1 Укра!ни як такого, що вщповщатиме поставленим вимогам, особливостей шдготовки та обробки планово-картограф1чних матер1ал1в, подготовки спещал!зованого геошформацшного проекту.
Постановка завдання
Метою дослщження е визначення проблематики розробки та впровадження Г1С-сервера люогосподарсько! галуз! Укра!ни для ефективного виршення конкретних прикладних та наукових задач, що виникають в процес! люогосподарсько! д!яльносп.
ВИКЛАД ОСНОВНОГО МАТЕР1АЛУ
На територп Укра!ни державними л!совпорядними оргашзащями Державного агентства л!сових ресурс!в Украши зг!дно з! ст. 93 Люового кодексу Укра!ни зд!йснюеться л!совпорядкування - система заход!в, що пов'язана з визначенням меж ! внутр!шньогосподарською оргашзащею територ!! л!сового фонду, яка перебувае в користуванн! пост!йних л!сокористувач!в; виконанням топографо-геодезичних роб!т ! спец!ального картографування л!с!в; виявленням деревостан!в, що потребують рубок; обгрунтуванням под!лу л!с!в на групи ! в!днесенням !х до охоронних категор!й; обчисленням розрахунково! люосши, обсяг!в рубок та обсяпв використання !нших вид!в л!сових ресуршв тощо.
Результатом л!совпорядкування в Укра!ш е значний картограф!чний масив даних, що, за умови його векторизацп, е достатн!м для створення повноцшного ПС-сервера л!согосподарсько! галуз!.
ЗАТ «1нститут передових технолог!й» розроблено п!лот-проект Г1С-сервера окремого л!сництва (рис. 1), що вмщуе векторн! матер!али результат!в л!совпорядкування (матер!али ВО «Укрдержлюпроект»), топограф!чну основу, матер!али дистанц!йного зондування Земл! та спец!ально п!д!бран!, з урахуванням задач галуз!, функц!ональн! можливосп.
Рис. 1. Загальний вигляд штерфейсу п!лот-проекту Г1С-сервера окремого л!сництва, створений на баз! ArcGIS Server.
Картограф1чний масив даних результапв люовпорядкування складаеться з наступних векторних шар1в (рис. 2):
- люництво;
-квартали;
- видши;
- шш1 меж1 адмшютративного 1 господарського подшу;
- гщрограф1я (лшшш об'екти);
- гщрограф1я (пол1гональш об'екти);
- шляхи сполучення;
- комушкацп;
- буд1влц
- шш1 об'екти.
В якосп картограф1чно! основи необхщним е використання топограф1чних карт масштабу 1:10 000, що забезпечуе шформацшне наваитажения та контроль точносп планово-картограф1чних матер1атв.
Уточнения топограф1чних карт здшснюеться завдяки використанню матер1ал1в дистанцшного зондування Земл1, що дозволяють вщслщковувати динамшу використання люового фонду; визначати мюця пожеж, вирубки, наявнють та стан люових дор1г; отримувати детальну шформащю про розподш порщ за видшом; контролювати види рубок (виб1рков1, поступов1, суцшьш), площ1 вирубок; виявляти недороби, переруби тощо. На сьогодшшнш день люогосподарською галуззю Украши активно використовуються ортофотоплани, доступними е також косм1чш зшмки з високим просторовим розр1зненням (50-60 см), таю як QшckBird, WorldView-2 та GeoEye [6].
а 01_Е5.ОВа.е;1)годгайуа_|_!пе
В [Т]|_Е5.ОБО.МегГи
В 01-Е=:.ОВО.РегеЫ11_г
±1 ЕКЕЭ.ОВО.РегекЫг!
II ЕьЕ5.0е0.РегекЬИ_та1
а Щ^фишшщж!
в □ ЫщшМдапдйк
5 ИЬЕБ.ОВО^ойогада
Э ЕЗьЕК.ОВа.е^гадгайуа_роудоп
а 01Е5.ОВО;КуаИ:а|5_.ро1удоп
В В .0 В О Л' I с! е 15_р о I у д о п
5 □ Pulkovo42.tif
3 0lisiyptTO.tif
Рис. 2. Векторш шформацшш шари шлот-проекту Г1С-сервера окремого люництва.
Загальна арх1тектура програмного комплексу Г1С-сервера люогосподарсько! галуз1 мае класичний вигляд та представлена на рис. 3.
Структурно програмний комплекс складають окрем1 шструментальш компонента:
- Web Application Server;
- GIS Server;
- Geodatabase Storage.
За допомогою перших двох компонента здшснюеться управлшня програмним комплексом, a Geodatabase Storage виконуе роль сховища геобаз даних результата люовпорядкування.
Компонента системи реал1зують pÍ3HÍ технолопчш блоки та виршують окрем1 задач! на р1зних етапах. Взаемод1я м1ж компонентами системи реатзуеться шляхом обмшу даними або доступом до шформацшних pecypciB та надае можливосп для виршення конкретно! задачг Водночас комплексне застосування технолопчних блоюв забезпечуе найбшьш повне використання системи та реашзащю pimeHb bcíx необхщних задач в межах можливостей.
Рис. 3. Загальна архп-ектура програмного комплексу Г1С-сервера люогосподарсько! галуз1 Украши.
В свою чергу, створюються вщповщш автоматизоваш робоч1 мюця, що мають р1зш р1вш доступу до шформацшних ресурав та, вщповщно, р1зш можливосп.
Для визначення чпгого розмежування прав доступу до даних, що збер1гаються на Г1С-сервер1 люогосподарсько! галуз1, необхщним е визначення наступних груп користувач1в:
- aÓMÍHicmpamopu (впровадження АРМ на 6a3Í Державного агентства лгсових pecypcie Укрални, ВО «Укрдержлгспроект») забезпечують конф1гурування та управлшня серверами, а також настшьними додатками (Desktop), що працюють з ними в режим! кл1ент-сервер; шсталлювання програмного забезпечення, додавання користувач1в, оргашзащю та контроль píbhíb доступу; шдтримку безпеки, резервне кошювання тощо;
-розробники websacmocyHKie (впровадження АРМ на баз1 обласних управлтъ лгсового та мисливського господарства) здшснюють розробку шформацшних сайпв за результатами люогосподарсько! д1яльносп. 0кр1м функцш перегляду шформацп такий сайт може шдтримувати базов1 функцп управлшня просторовими даними, що включае управлшня шарами карти, автоматичний пошук об'ект1в, редагування даних тощо;
- користувачг АРМ Desktop (впровадження АРМ на 6a3Í лгсовпорядних експедицш) - спещалюти люового господарства, що здшснюють вщповщне опрацювання даних за конкретними задачами на спещально створених автоматизованих робочих мюцях. Працюють в режим! одночасного редагування з мережевим доступом. АРМ можуть розр1знятися за р1внем користувача (АРМ головного шженера, начальника люовпорядно! napTii' тощо) та за задачами, що виршуються (АРМ ведения бази даних люокористувач1в, люовпорядних заходíb тощо);
- галузев1 користувачг web-3acmocyHKÍe - спещалюти люового господарства, що мають доступ до даних через 1нтернет та використовують базов1 можливосп редагування, використовуючи надану Web Application сервером функцюнальнють. Структурно подшяються на наступи! шдгрупи:
- АРМ KepieHUKie, що приймають управлшсью ршення за результатами po6ÍT;
- користувачг на 6a3Í лжгоств та л1сництв, що безпосередньо зайнят1 в процес1 люогосподарсько! д1яльносп та мають актуальну шформащю про стан використання люових pecypciB, просторов! змши люовпорядкування.
- користувачг web-3acmocyHKÍe - найбшьш чисельна група користувач1в, що здшснюе перегляд опублшованих даних через 1нтернет.
В сучасних умовах стану люогосподарсько! галуз1 Украши оновлення планово-картограф1чних матер1ал1в вщбуваеться перюдично спещальними люовпорядними експедищями. Низью техшчно-матер1альна база та геошформацшний р1вень спещалют1в люового господарства, що безпосередньо здшснюють люогосподарську д1яльнють (р1вень люгосшв, люництв) порушуючи актуальнють просторово! шформацп не дозволяють здшснити перехщ до перманентного оновлення планово-картограф1чних матер1ал1в. Впровадження вищеописаного Г1С-сервера люогосподарсько! галуз1, що враховуе сучасний стан галуз1, визначае конкретш АРМ з розмежуванням прав доступу та забезпечить умови для початкового переходу до бажаного перманентного оновлення планово-картограф1чних матер1ал1в.
Програмний комплекс Г1С-сервера люогосподарсько! галуз1 забезпечуе наступи! функцюнальш можливосп:
- вщображення електронно! картограф1чно! основи на будь-якому р1вш масштабного ряду;
- картограф ¿чне забезпечення люозагопвельно! д1яльносп: створення тематичних електронних карт на основ! люовпорядних планшет1в, растрових даних та даних ДЗЗ (ортофотоплашв та косм1чних зшмюв територп); створення нестандартних картограф1чних матер1атв (карт люових дор1г, карт розподшу люу за певними критер1ями, карт, що вщображають динамшу використання люу, презентацшних карт для швестор1в тощо);
- створення векторних тематичних шар1в на основ! люовпорядних карт;
- розширена надбудова для здшснення функцш редагування - змши форм юнуючих иросторових об'екпв, а також !х стилютичного зображення на картах (рис. 4);
Рис. 4. Функцюнальш можливосп Г1С сервера (редагування меж видшу).
- робота з граф1чними та табличними даними;
- автоматичний пошук дшянок люового фонду та шформацп про них за допомогою розширених запит1в за р1зними критер1ями: складом деревостану, вшом, д1аметром, висотою тощо;
- шдивщуальне управлшня картами, шарами, окремими типами граф1чних даних (точка, лшя, полной) - !х перемщення, об'еднання, змша взаемного представления;
- отримання анал1тичних ведомостей за тим чи шшим люництвом, кварталом, люовим видшом, групою видшв; комплексний просторовий анал1з даних (виб1р оптимальних мюць для буд1вництва люових дорщ визначення вщсташ вивозу люу тощо);
- здшснення статистичних обчислень та вщповщно створення графтв, д1аграм, г1стограм за наявною шформащею;
- друк листав карт з шдивщуальним оформлениям ¿з застосуванням таблично! !нформац!!;
- розмежування доступу кожного користувача до здшснення операцш, що визначаеться адм!н!стратором;
- п!дтримка принципу мережевого доступу в режим! кл!ент-сервер;
- оперативне резервування, в!дновлення та шдтримка над!йно! безпеки !нформац!йних pecypciß.
висновки
Г1С-сервер л!согосподарсько! галуз! - це програмний комплекс з п!дтримкою необмежено! к!лькост! повнофункц!ональних автоматизованих робочих мюць з розмежуванням piBHiß доступу кожного з них до наявних просторових даних, що дозволяе здшснювати одночасну роботу в режим! кшент-сервер, волод!е розширеною Г1С-функц!ональн!стю, ор!ентований на яюсне та оптимальне вир!шення прикладних та наукових задач в сфер! люового господарства i прийняття оперативних та ефективних управл!нських ршень.
В робот! представлено результати розробки Г1С-сервера люогосподарсько! галуз! Укра!ни, охарактеризовано наявш планово-картограф!чн! матер!али, арх!тектуру комплексу з конкретними АРМ р!зно! функц!ональност! та правами доступу, його функц!ональн! можливосл. На баз! програмного продукту ArcGIS Server реал!зовано п!лот-проект Г1С-сервера окремого л!сництва.
Реал!зац!я такого Г1С-сервера та под!бних йому представляеться найб!льш д!евою у пор!внянш з використанням настшьних локальних систем. Завдяки використанню Г1С-сервера досягаеться централ!зована та узгоджена робота з просторовими даними, а також п!дтримуеться !х ц!л!сн!сть. Г1С-сервер дозволяе наглядно демонструвати результати роботи органам державного управлшня, громадськост!, потенц!йним швесторам, а також забезпечуе !нформац!йну взаемодда з !ншими в!домствами та оргашзащями.
Список лггератури
1. Создание интегрированной многоуровневой ГИС мониторинга лесных пожаров и прогнозирования динамики лесных ресурсов / [H.A. Абушенко, И.Н. Владимиров, A.B. Татарников, С.А. Тащилин, А.К. Черкашин] // Тезисы докладов конференции. - Иркутск: СО РАН, 2002.
2. Ходаков В.Е. Архитектура Web-ГИС лесничества / В.Е. Ходаков, М.В. Жарикова // Вестник ХНТУ. - 2009. - №1(34).
3. ГИС Лесные ресурсы, спутниковая навигация на базе Formap / НПО ДО "БЕЛИНВЕСТЛЕС". [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://belinvestles.by/Inf%20P0.html. - 14.04.2011.
4. Российская система дистанционного мониторинга лесных пожаров / [Д.В. Ершов, Г.Н. Коровин, П.П. Шуляк и др.] // ArcReview. - 2004. - №4(31).
5. Барладш О.В. Використання геогнформацшних технологш для картограф1чного забезпечення актуальними даними люового господарства / О.В. Барладш, В.П. Скавронський, О.Ю. Скляр // Сучасш досягнення геодезично! науки та виробництва. — 2010. — № 1(19). — С. 227-232.
6. Барладш О.В. Геошформащйний тдхщ та проблематика щодо оновлення планово-картограф1чних матер1ал1в з використанням аеро- та kocmíhhhx 3hímkíb / О.В. Барладш, Л.1. Миколенко, О.Ю. Скляр // Геодез1я, картограф1я i аерофотозшмання. - Вил. 71. - С. 185-191.
Барладин А.В. Разработка ГИС-сервера лесохозяйственной отрасли Украины / А.В. Барладин, С.И. Арефьева, О.Ю. Скляр // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия: География. - 2011. - Т. 24 (63). - № 3 - С. 24-32.
Рассмотрена проблематика разработки и внедрения ГИС-сервера лесохозяйственной отрасли Украины, определена его оптимальная структура в условиях современного состояния отрасли с характеристикой конкретных автоматизированных рабочих мест в архитектуре комплекса и его функциональных возможностей. Охарактеризованы планово-картографические материалы, особенности использования данных дистанционного зондирования Земли для нужд ГИС-сервера лесохозяйственной отрасли. Произведена разработка пилот-проекта ГИС-сервера на базе отдельного лесничества. Ключевые слова: ГИС-сервер, геинформационные технологии, лесное хозяйство, лесоустройство
Barladin O.V. The Ukrainian Forest Management GIS Server Development / O.V. Barladin, S.I. Arefyeva, O.Yu. Sklyar // Scientific Notes of Taurida National V. I. Vemadsky University. - Series: Geography. - 2011. - Vol. 24 (63). - № 3 - P. 24-32.
The problems of the Ukrainian Forest Management GIS Server Development and Implementation are considered. The optimal structure and functionality of GIS Server given the modern state of Forest Management are defined. The structural feature of specific Automatic Workstations in the complex architecture is described. The use of Cartographic Materials and Remote Sensing Data for the needs of the Ukrainian Forest Management GIS Server is characterized. Made the GIS Server Pilot Project Development based in the separate forestry.
Keywords: GIS server, GIS technologies, Forest Management, forest regulation
Поступила вредакцию 15.04.2011 г.
