Управление землепользованием
Шрифт:
Рис. 1.6. Взаимосвязанные звенья в ГИС-системе
Представим краткий комментарий к рисунку 1.6. В общем случае важная задача по приобретению ПО ГИС и компьютерного оборудования достаточно хорошо определена. Однако часто руководители ГИС-проектов упускают из виду важность обеспечения требуемой квалификации будущих пользователей приобретаемого ПО. Специалистам, занимающимся внедрением ГИС для управления земельными ресурсами, следует также помнить, что сбор необходимых данных занимает немало времени и обходится дорого, а организационные проблемы являются
Информация о земельных ресурсах в базе данных ГИС является географически привязанной, т. е. связанной с конкретной точкой на поверхности Земли (местоположением). При осуществлении этой пространственной привязки возможно использование привычной системы координат, которая определяется через широту и долготу местоположения и основана на выбранном эллипсоиде (поверхности, моделирующей реальную форму Земли). В этом случае координаты местоположения вычисляются относительно экватора и линии с нулевой долготой, проходящей через обсерваторию в Гринвиче. Практическое применение при построении БД ГИС по земельным ресурсам находят и множество других координатных систем. ПО ГИС всегда предоставляет возможности трансформации географической привязки от одной координатной системы к другой, причем основные проблемы здесь обусловлены искажениями, которые возникают при отображении на плоскости реальных объектов, расположенных на шарообразной поверхности Земли. Этими вопросами занимается специальная наука – математическая картография, в рамках которой разработаны методы использования различных цилиндрических, азимутальных и других проекций.
Географическая информация о земельных ресурсах связывает их различные свойства и характеристики с определенным местоположением. В качестве таких свойств нередко выступают физические параметры: высота над уровнем моря, влажность почвы, температура. Это могут быть и признаки, задаваемые согласно конкретной классификации: тип растительности, тип землепользования, категория земель и т. д. В данный список включают также характеристики и частоту различных природных и антропогенных явлений, например наводнений, суховеев, оползней, наблюдаемых в определенных местоположениях. Для подобных свойств или характеристик какого-либо местоположения используется общий термин «атрибуты». Атрибуты наряду с местоположением (пространственной графической информацией) рассматриваются в ГИС-технологиях как обязательные составляющие географических сведений, хранящихся в БД ГИС. В связи с этим первый принцип построения БД ГИС состоит в том, что пространственно распределенная географическая информация об определенной территории хранится в атрибутивно-графическом виде.
Другим базовым принципом организации пространственной информации в ГИС является послойный (рис. 1.7), который очень нагляден и хорошо соотносится с приемами традиционной картографии. Он заключается в том, что многообразная информация об управляемой территории строится в виде серии тематических слоев, отвечающих конкретным потребностям ЛПР. При этом каждый такой слой объединяет пространственно и тематически однородные объекты, образующие в БД ГИС самостоятельную единицу.
С технической точки зрения ГИС структурирует и организует цифровые географические данные о земельных ресурсах из БД. Как уже было сказано, в БД ГИС хранится информация о положении и атрибутах географических объектов, а также отношениях между ними. БД представляет собой свод (хранилище) взаимосвязанных данных и необходимых для их поддержки и использования компьютерных средств, а система управления базами данных (СУБД) – программный комплекс для обеспечения хранения, поддержания целостности, редактирования и восстановления данных, а также доступа к ним и оперирования ими. СУБД являются существенной частью всех ГИС, они позволяют организовывать географические данные в структурированной форме, что помогает решать множество технических проблем, не связанных непосредственно с управлением землепользованием.
Рис. 1.7. Послойное хранение информации в БД ГИС
Развитие
В общем случае процесс принятия решения при управлении землепользованием можно условно разделить на три фазы: осознание проблемы, формирование альтернатив и, наконец, выбор окончательного решения. Анализ большинства из доступного на рынке коммерческого ПО ГИС отечественного и импортного производства показывает, что оно имеет тенденцию к фокусированию на первой фазе процесса принятия решений. Эти программные средства имеют уникальные ресурсы для расширения возможностей ЛПР по сбору и представлению информации, необходимой для осознания существующих проблем землепользования. Реализация первой фазы принятия решения в среде ГИС обеспечивает выполнение важнейшей задачи первоначального накопления, классификации и представления геопространственной информации о земельных ресурсах. Однако для пользователей стандартного ПО ГИС возникают определенные трудности при реализации остальных фаз процесса принятия решения.
В последние годы пользователями ГИС для информационной поддержки принятия управленческих решений в области землепользования наиболее успешно внедряется и используется информационно-справочная функция ГИС, обеспечивающая интерактивную реализацию обработки, например, следующих запросов: какая информация есть в БД ГИС об отображаемом объекте землепользования; где находятся объекты землепользования с заданными характеристиками; информация о каких объектах землепользования, расположенных в данной точке пространства, есть в БД ГИС?
Такие запросы позволяют получать оперативную информацию о текущем состоянии объектов анализа, находящихся на определенной территории. Это дает специалисту, работающему в среде ГИС, наглядное представление о пространственном распределении влияющих на управление землепользованием процессов и явлений, информация о которых отображается на мониторе компьютера в картографическом виде.
Однако информационно-справочной функции явно недостаточно для выполнения основной задачи ГИС – информационной поддержки принятия управленческих решений. Для эффективного управления большое значение имеет прогноз последствий принимаемых решений по управлению землепользованием, который целесообразно проводить на основе имитационного моделирования. В связи с этим в соответствующих ИАС, создаваемых на базе ГИС, кроме информационносправочной функции необходимо широко внедрять и функцию моделирования. Это означает, что ГИС целесообразно интегрировать с различными имитационными и расчетными моделями. Наличие таких моделей в составе ИАС даст возможность оперативно оценить несколько сценариев развития процессов и явлений на анализируемой
территории, которые определяются управленческими решениями по землепользованию. Анализ на основе интеграции ГИС и систем моделирования позволяет обосновывать пространственные решения по управлению землепользованием, например:
– применяя методы моделирования, создать новые объекты землепользования и/или атрибуты существующих объектов землепользования на основе информации, присутствующей в БД ГИС;
– используя БД ГИС как основу модели реального мира, продемонстрировать развитие процесса Р в течение времени Т для заданного сценария S.
ГИС дает возможность удовлетворить и другие информационные потребности ЛПР, например:
– подсчитать, сколько раз встречаются объекты типа А на определенном расстоянии от объектов типа В;
– вычислить функцию F в местоположении X;
– вычислить геометрические характеристики объектов землепользования (площадь, периметр);
– определить результат пересечения или перекрытия различных видов пространственных объектов, в первую очередь площадных;