WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Федеральный уровень: учет и генерализация изменений из регионов

Актуализация картографического материала и данных лесного фонда на начало текущего года

Ежегодное внесение текущих изменений в цифровую карту лесонасаждений

6

Контроль данных

Взаимный контроль КБД и таксационной БД, визуально-аналитический контроль КБД, проверка баланса площадей в таксационной БД

Контроль вводимой информации с сохранением истории вносимых изменений

Вычисление и увязка площадей, формирование таблицы данных о площадях

Лесоустроительные ГИС-технологии направлены на обновление данных о границах первичных учётных единиц – таксационных выделов. В качестве источников информации о произошедших изменениях в границах используются планово-картографические материалы предыдущего лесоустройства, топографические карты и аэрофотоснимки. Установлена особенность указанных технологий - ввод картографических материалов в ГИС посредством сканерного метода, этапы которого подробно рассмотрены в тексте диссертации. Выявлены методы, применяемые в лесоустроительных технологиях, которые целесообразно включить в разрабатываемую геоинформационную технологию актуализации данных ТД лесного фонда. Одним из таких методов является контроль вводимых пользователем данных.

Изучен процесс внесения изменений в нормативно-справочную информацию и границы лесохозяйственных предприятий в ГИС TopoL. Выявлены функциональные возможности геоинформационной системы, которые необходимы при внесении изменений в данные территориального деления лесного фонда.

Проанализированы технологии актуализации данных ТД лесного фонда с привлечением сканерного метода, разработанные и эксплуатируемые в ЦЭПЛ РАН и во Всероссийском научно-исследовательском институте лесоводства и механизации лесного хозяйства (ВНИИЛМ). Ввиду значительных временных затрат на ввод, привязку и трансформирование бумажных топографических карт при использовании сканерного метода сделан вывод о нецелесообразности применения метода при ежегодной актуализации данных ТД. Немаловажным является устранение разнородного характера первичного потока информации путем формализации входных данных, несущих информацию об изменениях. В качестве альтернативы бумажным топографическим картам предлагается использовать цифровые.

Подвергнуты анализу современные отечественные (TeleAtlas Россия, "НарисуйКа") и зарубежные (Google Maps, Digital Vector Maps и др.) технологии сбора обновлений цифровых карт по сети Интернет на предмет возможности применения их методических подходов в технологии ежегодной актуализации данных ТД лесного фонда; результат представлен в тексте диссертации в виде таблицы.

Во второй главе диссертации изложена разработанная геоинформационная технология актуализации данных ТД лесного фонда. Определен состав базовых блоков на основании результатов проведенного в первой главе анализа и обобщения технологий лесоустроительных предприятий, актуализации данных ТД с привлечением сканерного метода и сбора обновлений карт по сети Интернет. В составе технологии выделены шесть базовых блоков: создание растровых карт, сбор информации об изменениях данных ТД, внесение изменений, контроль данных, формирование тематических материалов, передача актуализированных данных (рис.1).

Рис. 1. Блок-схема технологии актуализации данных ТД лесного фонда

Создание растровых карт (1-й базовый блок). Была проведена автоматизация процесса создания цифровых растровых карт границ ТД лесного фонда на территорию субъектов Федерации, позволившая уменьшить время создания карт, формализовать их содержание и оформление за счет сокращения количества выполняемых пользователем операций и включения в процесс картосоставления дополнительных возможностей. Предпосылками к уменьшению времени создания карт является текущее положение с их построением: для 81-го субъекта РФ требуется 410 карт, что предполагает значительные временные и людские затраты. В зависимости от нагрузки подписями населенных пунктов и гидрографической сети создание одной карты занимает у одного специалиста от двух до пяти восьмичасовых рабочих дней. Формализация содержания и оформления карт выполнена для предотвращения ошибок, связанных с влиянием человеческого фактора, приводящего к недостаточности или избыточности содержания, изменению условных обозначений, корректировке макета карты.

Обоснован выбор геоинформационной системы ArcView GIS 3.x в качестве программного обеспечения создания растровых карт. Проведено расширение функциональных возможностей ГИС ArcView за счет реализации дополнительных программных модулей (скриптов), написанных на объектно-ориентированном языке программирования Avenue. В главе представлена технологическая схема автоматизированного создания растровых карт.

Состав и содержание программных модулей. Для проект-шаблона под управлением ArcView было написано пять взаимодействующих программных модулей: 1) Создание видов с предопределенным набором данных. Определен и обоснован выбор необходимых и достаточных общегеографических и тематических цифровых слоев для создания карт просмотра и внесения изменений. 2) Определение параметров проекции. Проведен выбор и обоснование применяемой равновеликой цилиндрической проекции с учетом назначения и масштаба карт. В состав программного модуля включен разработанный алгоритм определения для каждого субъекта Федерации центрального меридиана и стандартной параллели, которые применяются при автоматическом формировании файла проекции. 3) Построение координатной сетки. Программный модуль позволяет строить и оформлять географическую сетку без участия пользователя. 4) Расстановка подписей элементов общегеографического и тематического содержания в автоматическом режиме сокращает количество выполняемых пользователем операций. 5) Подготовка листа компоновки карты к растеризации разделена на две части – интерактивную и автоматическую. Участие человека минимизировано и заключается в выборе типа растровой карты: авиаподразделения, лесхозы или зоны мониторинга. Остальные операции по оформлению и установке размера листа компоновки, разрешения растеризации и создания файла привязки проводятся в автоматическом режиме. Файл привязки создается для установления системы отношений между внутренними пиксельными координатами цифровой растровой карты и географическими координатами в ГИС.

При растеризации выбор формата хранения карт осуществлялся исходя из распространенности файловых форматов, определения наилучшего соотношения размер/качество и минимизации объема для передачи карт по сети Интернет. На рис. 2 представлены примеры созданных цифровых растровых карт границ лесхозов на территорию Забайкальского края.

Перспективой модернизации блока создания цифровых растровых карт является обеспечение его работы под управлением ArcGIS 9.x.

а)

б)

Рис. 2. Цифровые растровые карты границ лесхозов Забайкальского края: а) карта просмотра, б) карта внесения изменений

Сбор информации об изменениях данных ТД лесного фонда (2-й блок) осуществляется посредством сети Интернет и заключается во взаимодействии с уполномоченными органами исполнительной власти субъектов РФ в области лесного хозяйства. Последовательность сбора информации состоит из четырех этапов:

1. Просмотр материалов по состоянию данных о границах территориального деления лесного фонда субъекта за прошедший пожароопасный сезон (ПС) осуществляется на созданных и размещенных на сервере ИСДМ-Москва Web-интерфейсах (рис. 3а). Материалы включают справочники лесхозов и авиаподразделений; растровые карты границ ТД, созданные в рамках первого базового блока; формы регистрации, содержащие обобщенные и классифицированные по типам изменения.

2. Отображение изменений региональными органами лесного хозяйства в случае обнаружения несоответствия между материалами за прошедший ПС и современным состоянием данных о границах ТД согласно разработанной инструкции.

3. Передача информации об изменениях в границах территориального деления лесного фонда субъекта обратно на сервер ИСДМ.

4. Получение информации об изменениях из субъекта РФ.

а) Web-интерфейс

б) ГИС-интерфейс

Рис. 3. Интерфейсы: а) сбора информации об изменениях, б) внесения изменений

Внесение изменений (3-й блок) в три типа данных: границы территориального деления, а

трибутивные данные слоя границ ТД, справочники лесхозов и авиаподразделений. С учетом специфики и взаимосвязанности данных спроектированы и разработаны ГИС-интерфейсы внесения изменений, функционирующие под управлением геоинформационной системы мониторинга лесных пожаров (ForsGIS - Fire Objects and Remote Sensing GIS), входящей в состав ИСДМ (рис. 3б).

Функциональные возможности интерфейса редактирования справочников помимо стандартных операций создания, удаления записей и сохранения изменений включают контроль данных. Интерфейс внесения изменений в границы и атрибуты располагает всеми необходимыми и достаточными операциями пространственного редактирования. Разработаны и представлены в тексте диссертации в виде блок-схем сценарии работы пользователя при редактировании данных ТД лесного фонда.

Контроль данных (4-й блок). Моделирование вероятных ошибок при внесении изменений в атрибутивную и справочную информацию позволило разработать приемы контроля данных и комплекс программных мер для выявления пользовательских ошибок. Выделено два вида контроля данных – контроль кодов и названий. Контроль кодов происходит по трем уровням - ограничение длины кода, контроль разрешенных символов и состава кода (рис. 4). Контроль названий заключен в проверке разрешенных символов и первой буквы названия. Дополнительным контролем является выявление дублированных записей.

Рис. 4. Технологическая схема контроля кодов

На рис. 4 представлена технологическая схема проведения контроля кодов, реализованная для справочников. Ограничение длины кода начинается с подсчета количества символов в коде, далее выполняется сравнение полученного количества с эталонным. Если количества совпадают, то контроль кодов переходит на второй уровень. В противном случае контроль данных обнаруживает ошибку и возвращает пользователя к редактированию записей справочника. Уровень контроля разрешенных символов выявит ошибку при выявлении в коде любых символов, кроме цифр. В завершении проводится проверка состава кода, для которой формируются подстроки из введенного пользователем кода лесхоза или кода авиаподразделения. Затем подстроки сравниваются со значениями полей административного кода или авиабазы. На схеме используются условные обозначения: I = 1 – справочник лесхозов, I = 2 – справочник авиаподразделений; J = 1 – административный код субъекта РФ, J = 2 – код лесхоза или авиаподразделения, J = 3 – код авиабазы.

Комплекс программных модулей контроля данных интегрирован в ГИС-интерфейсы редактирования атрибутов и справочников.

Формирование тематических материалов (5-й блок) заключается в создании отдельных слоев границ лесхозов, авиаподразделений, авиабаз и зон мониторинга. В рамках базового блока применяется метод нормализации для получения табличных структур, в которых каждый лесхоз/лесничество, авиаподразделение, авиабаза или зона мониторинга появляются однократно, т.е. исключается избыточность информации.

Передача актуализированных данных ТД лесного фонда (6-й блок) в ИСДМ, базовые блоки технологии и многолетний архив данных. Переданные в ИСДМ данные используются в блоках мониторинга пожарной опасности, лесопатологии и в ГИС мониторинга лесных пожаров. Актуализированные данные поступают в три базовых блока технологии: создание растровых карт, сбор информации об изменениях и внесение изменений. Многолетний архив данных территориального деления создается с целью их применения в различных научных исследованиях.

Во второй главе диссертации представлен разработанный регламент работы технологии, устанавливающий сроки функционирования базовых блоков с учетом дат начала (1 апреля) и окончания (31 октября) пожароопасного сезона.

Третья глава посвящена использованию актуализированных данных авиаподразделений при прогнозе возникновения лесных пожаров от молниевых разрядов. Глава включает описание методики комплексной обработки данных грозопеленгации, спутниковых и метеонаблюдений, а также анализ полученных результатов. Прогноз возникновения лесных пожаров от молний выполнен по метеорологическим станциям Росгидромета, имеющим привязку к авиаподразделениям.

Разработана методика обработки данных, состоящая из следующих этапов: формирование тестового набора данных грозопеленгации, спутниковых и метеонаблюдений; районирование территории России по преобладающим источникам возникновения пожаров на природную (грозы) и антропогенную зоны; создание экспериментальных наборов данных пожаров и гроз; статистический анализ данных грозовых разрядов, очагов пожаров и классов пожарной опасности (КПО); получение математических зависимостей числа возникших от гроз лесных пожаров. Технологическое решение методики показано на рис. 5.

Рис. 5. Технологическая схема обработки данных

Предварительная обработка. Сформированы тестовые наборы данных метеонаблюдений, грозопеленгации и очагов детектированных пожаров за 2005 и 2006 гг. на территорию России, доступных посредством подсистем ИСДМ.

Проведено районирование территории России на природную (грозы) и антропогенную зоны в зависимости от преобладающей причины возникновения пожаров с учетом плотности населения. Экспериментальные наборы данных созданы на территорию с природной причиной возникновения пожаров путем пространственной идентификации молниевых разрядов и детектированных по спутниковым данным очагов лесных пожаров относительно полигонов зон ответственности метеостанций.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






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