Методика создания геоинформационной базы данных для особо охраняемых природных территорий

Геоинформационная база данных (БД) является современным инструментом для инвентаризации особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Общемировая и отечественная практика насчитывает немало примеров создания подобных баз [3,4,5,6]. Геоинформационная база объединяет в себе картографическую базу и базу атрибутов, что позволяет осуществлять более наглядное предоставление информации [2]. БД охраняемой территории включает в себя помимо природной составляющей так же и антропогенные источники воздействия на нее, что позволяет выявлять количественные и качественные показатели антропогенной трансформации природной среды [1]. В 2015 году нами был изучен опыт создания баз геоданных и создана «Геоинформационная база данных ООПТ Огурдинский бор» на основе, которой была сформулирована методика по созданию геоинформационной базы данных для ООПТ.

Создание геоинформационной базы данных осуществляется в несколько этапов (рис. 1.).

Для создания полноценной БД первоначальна, требуется осуществить сбор исходных материалов об особо охраняемой природной территории (законные акты, научные сведения, фондовые материалы, лесоустроительные материалы, топографические карты, космические снимки и др.).

Сбор исходных данных для создания геоинформационной базы данных

Создание атрибутивной базы данных

• •    Создание и заполнение основной таблицы на основе таксационного описания

Создание картографической базы данных

• •    создание цифровой картографической основы (набора растровых и векторных слоев с границами объекта лесоустройства; дорожной, гидрографической, квартальной сетью, населенными пунктами, топографическими картами):

• •    векторизация (оцифровка) лесоустроительных элементов.

Создание геоинформационной базы данных

• •    совмещение атрибутивных и картографических баз данных.

Представление результатов

• •    создание набора тематических карт:

• •    подготовка к печати карт (расстановка условных знаков, определение стилей и цветов линий, символов, штриховок), таксационных описаний, таблиц, отчетов:

• •    печать выходных документов.

Рис. 1. Этапы создания геоинформационной базы данных

В качестве исходных данных предлагается использовать лесоустроительные материалы (лесоустроительные карты или планшеты) и таксационные описания с характеристиками выделов каждого квартала. Из программы SASPlanet можно получить космические снимки для данной территории спутников Google. Яндекс и Роскосмоса форматов *jpg. *bmp уже с готовой пространственной привязкой. Так же из этой программы можно получить топографические карты масштабов 1:25000 формата *ecw уже с пространственной привязкой.

Далее осуществляется геоинформационная обработка данных, создание атрибутивной, картографической баз и объединение их в единую базу.

Первоначально осуществляется перенос информации из таксационных описаний в электронный вид. Операции выполняется с 170

помощью программы MS Excel. Нужно создать столбцы с характеристиками каждого выдела (номер квартала, номер выдела, площадь в га, состав, особенности выдела, подрост, подлесок, ярус, элемент леса, возраст, высота, диаметр, класс возраста, группа возраста, бонитет, тип леса, тип лесоустройства, полнота, запас общий на выделе в м3, класс товарности, запас на выделе сухостоя в м3, хозяйственные распоряжения; и рекреационные характеристики: тип ландшафта, класс эстетической оценки, рекреационная оценка, класс устойчивости, проходимость, просматриваемость, стадия дигрессии) всего 30 столбцов. Затем создаются строки с соответствующими выделами. Таблица создается для удобства использования и обработки информации в других программах.

Создание картографической базы начинает с оцифровки лесоустроительных карт или планшетов на сканере и сохранение в формате *jpg. Затем оцифрованные изображения обрабатываются в программе Easy Trace 7.99 Pro, производится обрезка и сшивка в единое изображение формата *tiff. В качестве основного программного обеспечения для создания базы данных используется программа ArcGIS 9.3 (ESRI). В АгсМар загружаются космические снимки, топографическая карта и лесоустроительные материалы. Следующим шагом идет пространственная привязка, она осуществляется путем привязки лесоустроительных материалов к топографической карте по границам кварталов. Далее в ArcCataloge создаются shp-файлы со следующими именами: границы ООПТ, экосистемы, болото, населенные пункты, антропогенные источники воздействия — тип объекта Polygon; дороги, ЛЭП, реки, антропогенные источники воздействия — тип объекта Polyline. После созданные слои добавляются в АгсМар.

Оцифровку лесоустроительных материалов следует осуществлять методом «цифрование по подложке». С помощью инструмента Редактор создается новый объект для слоя «границы ООПТ». После данные слоя «границы ООПТ» экспортируются, переименовываются в слой «кварталы» и добавится в АгсМар. Далее в режиме Редактора этот полигон разрезается на полигоны-кварталы. Для слоя «кварталы» создается и заполняется атрибутивная таблица со следующими полями: № квартала (тип: короткое целое и разрядность 5) и описание (тип: текст и разрядность 254). Следующим действие является экспорт данных слоя «кварталы», присвоение ему имени «выдели» и добавление в АгсМар. Дальше, как и с кварталами, аналогичная работа проделывается с выделами. квартал разрезается на отдельные полигоны-выделы.

Завершающей операцией является создание и заполнение таблицы атрибутов для слоя выделы. создаются 30 полей таких же. как в таблице MS Excel. Далее в режиме Редактора АгсМар производится копирование информации из таблицы Excel в атрибутивную таблицу.

Заключительным этапом является подготовка БД к использованию, создание пользовательских продуктов. Создаются новые слои на основе данных таксационных описаний выделов по основным характеристикам древостоя: бонитет, тип леса и другие, рассчитываются основные показатели. Для каждого значения присваивается свой определенный символ^ характеризующий ту или иную характеристику поля. В качестве символов следует выбирать различные цвета. После чего создается ряд тематических карт для ООПТ. Для этого в режиме компоновки программы АгсМар нужно создать основные элементы карты: само картографическое изображение, стрелка севера, условные знаки, масштабная линейка. В конце следует экспортировать карты из программы на компьютер в формате *jpg.

По завершению работ мы получаем базу геоданных нацеленную на решение множества природоохранных задач. К ним относятся: информационное обеспечение полевых обследований; обработка, хранение и вывод данных обследований; составление программы экологического мониторинга; прогнозирование антропогенной трансформации природной среды; составление плана благоустройства; управление территорией; экологическое образование и просвещение.