RUS | ENG || ДонНТУ> Портал магістрів ДонНТУ

Романов Антон Ігорович

ТЕМА МАГІСТЕРСЬКОЇ РОБОТИ: "Створення геоінформаційної системи природоохоронних територій"

КЕРІВНИК: Петрушин Олександр Генадіевич

Реферат з теми випускної роботи

Актуальність теми

Однією з найбільш вдалих спроб для збереження біосфери України є створення мережі особливо охоронюваних природних територій (ООПТ). Серед всіх типів ООПТ заповідна система унікальна по своїй системності, тривалості існування, строгості режиму природо охорони. Спостереження ведуться по уніфікованій програмі, що забезпечує поступовість збору даних. За час існування заповідної системи накопичений унікальний матеріал, але форма зберігання інформації часто не дозволяє його ефективно використати.

З розвитком і широким впровадженням інформаційних технологій усе більше необхідним стає створення електронних баз даних, зберігання й видача даних по моніторингу у форматі, доступному для комп'ютерного аналізу й обробки. Для обробки й зберігання інформації, що збирається в заповідниках, ідеально підходять геоінформаційні системи (ГІС), тому що вони дозволяють включати в аналіз даних територіальні фактори. Також, створення ГІС природоохоронних територій дає можливість вивести адміністративну й господарську інфраструктуру на абсолютно новий рівень, шляхом мінімізації витрат на утримання частин об'єкта та максимізації контролю над процесами усередині розглянутої системи.

Мета дослідження й планований практичний результат

Роботи із проектування, розробки й впровадження в діяльність геоінформаційної системи природоохоронних територій спрямовані на створення цілісного програмного продукту, що дозволяє спостерігати за розвитком об'єкта, управляти його інфраструктурою, здійснювати попередній розрахунок доцільності тих або інших дій з організації процесу роботи, вести облік і класифікацію елементів системи. Алгоритми й архітектуру даної системи планується використати як базову платформу для створення ГІС конкретної заповідної території.

Тому що об'єктом геоінформаційної системи є заповідна територія, то основними завданнями роботи ГІС будуть:

розробка й апробація концепції стійкого розвитку регіону.

рішення завдань з ефективної охороні заповідних територій.

організація наукових досліджень й екологічного моніторингу.

сприяння освітньому розвитку населення в сфері екології.

збереження природно-заповідного фонду.

Отже завданням магістерської роботи буде побудова універсальної багатоцільової системи, що у перспективі буде зберігати й обробляти великі обсяги різної інформації з конкретної природоохоронної території, у зв'язку із чим структура системи буде побудована на інформаційно-логічному принципі, що дозволяє відокремити різні завдання й відповідну їм інформацію в різних структурних блоках.

Кінцевим результатом розробки є програмне забезпечення, що здатне автоматизувати й значно прискорити розвиток робіт у сфері природоохоронної діяльності заповідних територій, а алгоритм його роботи можливо буде використати для створення комплексних ГІС у подібних виробничих сферах.

Огляд досліджень і розробок відносно теми роботи

ГІС - це сучасна комп'ютерна технологія для візуалізації й аналізу об'єктів реального світу, а також подій, що відбуваються на нашій планеті. Ця технологія поєднує традиційні операції роботи з базами даних, такими як запит і статистичний аналіз, з перевагами повноцінної візуалізації й географічного (просторового) аналізу, які надає карта. Ці можливості відрізняють ГІС від інших інформаційних систем і забезпечують унікальні можливості для її застосування в широкому спектрі завдань, пов'язаних з аналізом і прогнозом явищ і подій навколишнього світу, з осмисленням і виділенням головних факторів, а також їхніх можливих наслідків, із плануванням стратегічних рішень і поточних наслідків людської діяльності.

Рисунок 1 - Сукупність компонентів ГІС

Створення карт і географічний аналіз не є чимсь абсолютно новим. Однак технологія ГІС надає новий, більш відповідний сучасності, ефективний, зручний і швидкий підхід до аналізу проблем і рішенню завдань, що постають перед людством у цілому, і конкретною організацією або групою людей, зокрема . Вона автоматизує процедуру аналізу й прогнозу. До початку застосування ГІС лише деякі мали мистецтво узагальнення й повноцінного аналізу географічної інформації з метою обґрунтованого прийняття оптимальних рішень, заснованих на сучасних підходах і засобах.

ГІС зберігає інформацію про реальний світ у вигляді набору тематичних слоїв, які об'єднані на основі географічного положення. Цей простий, але дуже гнучкий підхід довів свою цінність при рішенні різноманітних реальних завдань: для відстеження пересування транспортних засобів і матеріалів, детального відображення реальної обстановки й планованих заходів, моделювання глобальної циркуляції біосфери.

Рисунок 2 - Просторове об'єднання тематичних карт

(gif анімація зроблена за допомогою програмного продукту GIF Animator
містить 6 кадрів, які переміняються через 1.5 секунди)

Будь-яка географічна інформація містить відомості про просторове положення, будь те прив'язка до географічних або інших координат, або посилання на адресу, поштовий індекс, виборчий округ або округ перепису населення, ідентифікатор земельної або лісової ділянки, назва дороги й т.п. При використанні подібних посилань для автоматичного визначення місця розташування або місць розташування об'єкта (об'єктів) застосовується процедура під назвою геокодування.

Для вдалого рішення виробничих завдань і комфортної роботи необхідне включення до складу ГІС наступних елементів:

Апаратні засоби. Це комп'ютер, на якому запущена ГІС. У наш час ГІС працюють на різних типах комп'ютерних платформ, від централізованих серверів до окремих або зв'язаних мережею настільних комп'ютерів.

Програмне забезпечення. ГІС містить функції й інструменти, необхідні для зберігання, аналізу й візуалізації географічної (просторової) інформації. Ключовими компонентами програмних продуктів є: інструменти для введення й редагування географічної інформації; система керування базою даних (DBMS або СКБД); інструменти підтримки просторових запитів, аналізу й візуалізації (відображення); графічний інтерфейс (GUІ або ГІП) для легкого доступу до інструментів.

Дані. Це ймовірно найбільш важливий компонент ГІС. У процесі керування просторовими даними ГІС інтегрує просторові дані з іншими типами й джерелами даних, а також може використати СКБД з метою упорядкування та підтримки наявних у їхньому розпорядженні даних.

Виконавці. Широке застосування технології ГІС неможливе без людей, які працюють із програмними продуктами й розробляють плани їхнього використання при рішенні реальних завдань. Користувачами ГІС можуть бути як технічні фахівці, що розробляють і підтримують систему, так і звичайні співробітники (кінцеві користувачі), яким ГІС допомагає вирішувати поточні щоденні справи й проблеми.

Методи. Успіх та ефективність (у тому числі економічна) у застосуванні ГІС багато в чому залежить від правильно складеного плану й правил роботи, які складаються у відповідності зі специфікою завдань і графіком роботи кожної організації.

Висновки

Запроектована геоінформаційна система є максимально універсальної, тому що специфіка природоохоронної області вимагає обліку безлічі дрібних факторів для кожної відособленої заповідної території. Одним з найбільш перспективних рішень, є набір стандартних просторових матеріалів (карти ґрунтів, різноманітності флори й фауни, підземних вод, кліматичних умов і т.д.), які накладаються один на одного й у сукупності з атрибутивною інформацією у СКБД, утворять цілісну картину ділянки місцевості.

Побудова алгоритмів, для моделювання основних процесів розвитку природоохоронних територій, робить можливим автоматизоване рішення загальних для всіх заповідників завдань моніторингу й планування. Внесення ж у ГІС узкоспециализированных формул (для кожного конкретного біологічного виду) дозволяє здійснювати поглиблене планування для одиничних науково-дослідних робіт у сфері біології, екології й заповідної справи.

Література

Родзин В.И., «Основы экологического мониторинга» - Москва, 1988г.
Чесалов Л.В., «ГИС и картография» - Питер, 1983 г.
Бугаевский Л.М., Цветков В.Я., Журнал "Геодезия и картография". - 2001. - №2. - С. 42-44.

Про автора