WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

УДК 528.9:577.4

ПОДОЛЬСКАЯ АЛЕКСАНДРА СЕРГЕЕВНА

ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ АКТУАЛИЗАЦИИ ДАННЫХ

ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ДЕЛЕНИЯ ЛЕСНОГО ФОНДА ДЛЯ

МОНИТОРИНГА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ

Специальность 25.00.35 – Геоинформатика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2009

Работа выполнена на кафедре прикладной экологии

Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Малинников Василий Александрович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Цветков Виктор Яковлевич

доктор технических наук

Захаров Валерий Николаевич

Ведущая организация – ФГУП «Государственный научно-исследовательский и производственный центр «Природа» (ФГУП «Госцентр «Природа»)

Защита диссертации состоится « 4 » июня 2009 года в 10 часов

на заседании диссертационного Совета Д.212.143.03 при Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва, Гороховский пер., 4, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии.

Автореферат разослан « 28 » апреля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Климков Ю.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Накопленный опыт современных технологий сбора и обработки данных о горимости лесов, состоянии грозовых разрядов и метеорологической информации позволил разработать действующую информационную систему дистанционного мониторинга Федерального агентства лесного хозяйства (ИСДМ-Рослесхоз), - аэрокосмическую систему федерального уровня, включающую наземные наблюдательные пункты, воздушные патрули и космические средства слежения за лесными пожарами. В структуре системы выделены блоки мониторинга пожарной опасности, лесопатологии, лесопользования и лесовосстановления.

Для блока мониторинга пожарной опасности особое значение имеет актуальность данных территориального деления (ТД) лесного фонда, под которыми понимают данные о границах лесохозяйственных предприятий, авиационных подразделений и зон мониторинга пожарной опасности, а также связанные с ними атрибутивные и справочные данные. Относительно границ территориального деления лесного фонда осуществляется пространственная идентификация детектированных по спутниковым данным очагов лесных пожаров. Границы территориального деления подвержены ежегодным изменениям, связанным с организацией новых, упразднением старых, разукрупнением или объединением авиаподразделений/лесхозов; отнесением территории лесного фонда к космической, авиационной или наземной зонам мониторинга.

Происходящие изменения требуют учета в структуре ИСДМ, что обуславливает необходимость разработки геоинформационной технологии ежегодной актуализации данных территориального деления лесного фонда до наступления пожароопасного сезона. Актуализированные данные применяются в ИСДМ при оперативном мониторинге лесных пожаров, а также имеют большое значение для решения ряда научно-исследовательских задач по оценке углеродного бюджета, динамики, состояния лесов и биоразнообразия на основе данных государственного учета леса.

Законодательно актуальность темы определил принятый в 2006 г. новый Лесной кодекс Российской Федерации, согласно которому вместо лесхозов основными территориальными единицами управления в области использования, охраны, защиты, воспроизводства лесов становятся лесничества и лесопарки. Перевод лесхозов в лесничества был реализован в регионах, что позволяет в настоящее время интегрировать полученные от субъектов данные нового деления в ИСДМ.

Целью диссертационного исследования является разработка геоинформационной технологии, осуществляющей ежегодную актуализацию данных территориального деления лесного фонда Российской Федерации в структуре ИСДМ-Рослесхоз, первоначально созданной в интересах охраны лесов от пожаров.

Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:

  • изучение, анализ и обобщение лесоустроительных технологий обновления планово-картографических материалов и современных технологий сбора обновлений цифровых карт по сети Интернет;
  • разработка блок-схемы современной геоинформационной технологии актуализации данных ТД лесного фонда, состава и содержания ее базовых блоков; регламента работы технологии как части ИСДМ;
  • исследование зависимости возникновения лесных пожаров от молний; применение актуализированных данных о границах авиаподразделений при комплексной обработке данных грозопеленгации, спутниковых и метеонаблюдений для прогноза возникновения лесных пожаров от молний;
  • апробация разработанной технологии актуализации данных ТД лесного фонда к пожароопасному сезону 2009 г. на тестовом регионе России.

Объектом исследования является разработка новой технологии актуализации данных территориального деления лесного фонда РФ. Предмет исследования территориальное деление лесного фонда РФ, принципы его организации, способы и периодичность обновления данных. В практической части предметом исследования является тестовый регион, в границах которого представлены все типы изменений данных ТД и виды зон мониторинга пожарной опасности.

Методы и средства исследований опираются на современные теоретические и практические основы геоинформационных систем и способов передачи информации о происходящих изменениях объектов местности, методы пространственного и статистического анализа, подходы объектно-ориентированного программирования. В работе учитываются исторически сложившиеся принципы лесного хозяйства России, его развития во времени и современное состояние.

Состояние изученности проблемы. В первой главе приводится обзор состояния проблемы по материалам научных публикаций и Лесного кодекса РФ 2006 г.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

  • Проведен анализ современного состояния данных о границах территориального деления лесного фонда, лесоустроительных технологий обновления планово-картографических материалов на базе ГИС, обобщен опыт технологий сбора обновлений цифровых карт по сети Интернет;
  • Разработана геоинформационная технология ежегодной актуализации данных территориального деления лесного фонда для задач мониторинга пожарной опасности;
  • Впервые проведено исследование и предложена методика комплексной обработки данных грозопеленгации, спутниковых и метеонаблюдений для прогноза возникновения лесных пожаров от молний.

Основные результаты, выносимые на защиту:

  1. Структура, блок-схема и регламент работы геоинформационной технологии актуализации данных ТД лесного фонда, состав и содержание базовых блоков;
  2. Цифровые растровые карты границ ТД лесного фонда по субъектам РФ;
  3. Web-интерфейсы сбора информации об изменениях данных ТД лесного фонда, размещенные на сервере ИСДМ; ГИС-интерфейсы редактирования справочников, границ и атрибутов для блока внесения изменений данных ТД;
  4. Технологическая схема и комплекс программных модулей проведения контроля данных;
  5. Методика комплексной обработки данных грозопеленгации, спутниковых и метеонаблюдений для прогноза возникновения лесных пожаров от молний.

Практическая значимость. Результаты исследований автора по теме диссертации (разработанные инструкции, интерфейсы сбора и внесения изменений, цифровой векторный слой границ территориального деления лесного фонда, тематические материалы) используются в блоке мониторинга пожарной опасности ИСДМ и производственном процессе в Центре по проблемам экологии и продуктивности лесов (ЦЭПЛ РАН) и ФГУ “Авиалесоохрана“, что подтверждено документально актами ввода в опытную эксплуатацию.

Апробация работы. Результаты диссертационного исследования докладывались на: ежегодных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК (2006 - 2009 гг.); открытых Всероссийских конференциях «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)» (Москва, 2005-2008 гг.); Международной конференции по картографии и ГИС (Боровец, Болгария, 2006 г.); научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2006 г.); 4-ой Международной конференции «Аэрокосмические методы и геоинформационные технологии в лесоведении и лесном хозяйстве» (Москва, 2007 г.); 3-ем Международном семинаре «Интеграция информации и ГИС – 2007» (Санкт-Петербург, 2007 г.); Всероссийской конференции с международным участием «Пожары в лесных экосистемах Сибири» (Красноярск, 2008 г.). Будет сделан доклад на Международной научно-технической конференции «Геодезия, картография и кадастр – ХХI век», посвященной 230-летию основания Московского государственного университета геодезии и картографии (Москва, 2009 г.).

Публикации. Содержание диссертации изложено в 11-ти публикациях, три из которых помещены в рекомендованных ВАК России журналах. Результаты исследования по теме диссертации отражены в отчетах лаборатории мониторинга лесных экосистем Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН о научно-исследовательской работе, выполненной в рамках Государственного Контракта № МГ-02.06/23К между Рослесхозом и ЦЭПЛ РАН.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, списка сокращений, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержит 160 страниц машинописного текста, 13 таблиц, 56 рисунков и 4 приложения с иллюстрациями. Список литературы включает 124 наименования, в том числе иностранные публикации и Интернет-источники.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю работы доктору технических наук, профессору Малинникову Василию Александровичу и кандидату технических наук, заведующему лабораторией мониторинга лесных экосистем ЦЭПЛ РАН Ершову Дмитрию Владимировичу за внимание и помощь в работе. Автор признателен коллегам по лаборатории мониторинга лесных экосистем ЦЭПЛ РАН за рекомендации и замечания, способствовавшие улучшению работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, поставлена цель и сформулированы задачи исследования.

В первой главе представлен обзор современного состояния данных о границах территориального деления лесного фонда и существующих технологий их актуализации.

Новое лесное законодательство России 2006 г. обусловило передачу большинства полномочий РФ в области лесных отношений на землях лесного фонда органам государственной власти субъектов Федерации. В настоящее время процесс перехода права собственности РФ на лесхозы субъектам завершен. Установление границ и определение количества лесничеств и лесопарков было предписано осуществлять Рослесхозу по предложениям органов исполнительной власти субъектов.

Административно до принятия Лесного кодекса РФ 2006 г. общее руководство и координация всех работ по авиационной охране лесов осуществлялись Центральной базой ФГУ "Авиалесоохрана". Согласно новому Лесному кодексу, полномочия по охране лесов начиная с 2007 г. в полном объёме переданы субъектам Федерации, в которых организованы государственные учреждения по авиационной охране лесов, разрабатывающие свои варианты функционирования Авиалесоохраны. Зонирование лесного фонда РФ по способу мониторинга пожарной опасности производится путем выделения зон наземного, авиационного и космического мониторинга. Отнесение территорий лесного фонда к зонам мониторинга производится согласно рекомендациям Рослесхоза.

В диссертации выполнен анализ технологий отечественных лесоустроительных предприятий с учетом особенностей российской отрасли лесного хозяйства, для которой разрабатывается технология актуализации данных ТД в структуре ИСДМ-Рослесхоз. Проанализированы три технологии обновления картографических лесоустроительных материалов на базе ГИС Центрального, Северо-Западного и Западно-Сибирского лесоустроительных предприятий. Результаты анализа представлены в сводной таблице сравнения (Таблица). В основе технологий других отечественных лесоустроительных предприятий лежат схожие методические подходы.

Таблица.

Сравнение лесоустроительных ГИС-технологий обновления карт

Характеристика

ГИС TopoL

Центрлеспроект

ЛУГИС

Севзаплеспроект

ЛесГИС

Запсиблеспроект

1

Базовая ГИС

ГИС TopoL

WinGIS, WinMap

MapInfo

2

Источники

информации об

изменениях

Планшеты

предыдущего лесоустройства, аэрофотосники, геоданные

Аэрофотоснимки, абрисы снимков

Абрисы снимков,

топографические карты

3

Ввод картографических данных

Сканирование исходных материалов

Сканерный

метод

Сканирование абрисов и

топографических карт

4

Уровень внесения

изменений

Выдел

Выдел

Выдел

5

Ежегодное внесение

изменений

Региональный уровень: учет и генерализация до уровня региона текущих изменений из лесхозов.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»