ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ЛЕСОВ
advertisement
ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ЛЕСОВ УДК 630*582 Методика и практический опыт создания электронного атласа интерактивных карт информационно-справочного типа по данным государственного лесного реестра Н. В. Малышева, Т. А. Золина, Н. А. Владимирова, Н. Э. Райченко, С. А. Попик – Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства Изложены методика и практический опыт подготовки off-line версии атласа интерактивных карт информационно-справочного типа, составленных по данным государственного лесного реестра для Центрального и Северо-Западного федеральных округов. Подготовка атласа предусматривает составление электронных карт в программной среде ArcGis-ArcMap версия 10 и конвертирование готовых макетов в формат SVG, пригодный для интерактивной работы с помощью Веб-браузеров. Ключевые слова: электронный атлас, интерактивные карты, Интернет(Веб)-браузеры, геоинформационные системы (ГИС), ГИС-технологии, SVGформат, государственный лесной реестр, Веб-картографирование. THE TECHNIQUE OF CREATION AND EXPERIENCE OF INTERACTIVE I&R TYPE MAP ATLAS BASED ON STATE FOREST REGISTER N. V. Malysheva, T. A. Zolina, N. A. Vladimirova, N. E. Rajchenko, S. A. Popik All-Russian research Institute for Silviculture and Mechanization of Forestry The technique and experience on creation of the off-line version of the interactive I&R type map atlas based on state forest register for the Central and Northwest federal districts are stated. Preparation of the atlas provides digital mapping by ArcGis-ArcMap version 10 and converting the ready frames into the SVG format usable for interactive work by Web browsers. Key words: electronic atlas, interactive maps, Web-browser, GIS, GIS-technologies, ArcGIS, SVG-format, state forest register, Web-mapping. 3 ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ ИС-технологии и картографические ресур- Г Специалисты, занимающиеся управлением сы, созданные с их помощью, – современный лесным хозяйством страны, заинтересованы в инструментарий, который широко применя- визуализации и пространственном представле- ют для управления различными видами деятель- нии информации государственного лесного реес- ности во всем мире. Активно развивается новое тра – характеристик земель лесного фонда, осо- научное направление, связанное с интеграцией бенностей использования, охраны, защиты и ГИС и интернет-технологий [1]. воспроизводства лесов в простой, понятной и В условиях реформирования системы управ- легко воспринимаемой форме. Согласно квали- ления лесным хозяйством России, в связи с введе- фикационным требованиям, они должны вла- нием в действие Лесного кодекса с 01.01.2007 г., деть ситуацией, оперативно получать и готовить возрастает значение стратегического планирова- сведения о лесных ресурсах страны, решать ин- ния и оперативности управления, а также появ- формационно-справочные задачи. Обучение ра- ляется насущная потребность использования боте с пространственными данными в среде ГИС электронных картографических ресурсов в дея- требует специальных знаний и не входит в пере- тельности федерального и региональных звеньев чень их обязательных навыков. Поэтому при со- отрасли. здании атласа избран следующий методический В течение ряда лет научный коллектив кар- подход: тографов ФБУ ВНИИЛМ проводит прикладные карты для информационно-справочных исследования, цель которых – совершенствова- целей создают квалифицированные специалис- ние информационного обеспечения управления ты в среде ГИС на основе цифровых баз данных, лесным хозяйством федерального уровня за счет и они содержат всю необходимую атрибутивную практического использования программных информацию; средств ГИС для создания карт по данным отрас- пользователь воспроизводит карту по за- левой отчетности и сведениям государственного просу с помощью стандартных инструментов и лесного реестра. не связан программно с ГИС. Государственный лесной реестр (ГЛР) пред- Создание автономной off-line версии атласа ставляет собой систематизированный свод доку- целесообразно также по следующим причинам. ментированной информации о лесах, их исполь- При работе с готовыми картами у пользовате- зовании, охране, защите, воспроизводстве, о лес- лей, не являющихся ГИС-специалистами и не ничествах и лесопарках (ст. 91 Лесного кодекса имеющих профессиональных знаний в этой об- РФ). Ведение государственного лесного реестра ласти, возникает ряд других затруднений. Они, во всех субъектах РФ осуществляют региональ- например, обусловлены тем, что аппаратные ные органы исполнительной власти и органы ме- конфигурации компьютеров пользователей раз- стного самоуправления, а подведомственные ор- нообразны, различна их мощность, быстродей- ганизации Рослесхоза обобщают информацию ствие и установленные программы. Исходя из по регионам на федеральном уровне. Периодич- этого, при подготовке атласа заданы следующие ность предоставления информации – по части требования: форм лесного реестра – ежегодно, по другой – ежеквартально. До настоящего времени картографическое сопровождение и визуализация данных, внесен- атлас воспроизводится на различных платформах, работает во всех популярных операционных системах (ОС) и не требует установки дополнительного программного обеспечения; ных в государственный лесной реестр, отсутство- карты остаются векторными и сохраняют вали. Предложенный методический подход и все свои характеристики: проекцию, масштаб, прикладные исследования по созданию атласа систему координат; лесных карт информационно-справочного типа помогут решить эту проблему. 4 сохраняются все преимущества карт, созданных в среде ГИС: возможность реализации №1 ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ЛЕСОВ пользователем запросов, метричность и возмож- ГИС и экспорт макетов карт (фреймов) в форма- ность перехода от более детальной карты к менее ты SVG (стандарт представления векторных дан- детальной при увеличении или изменении мас- ных). SVG (от англ. Scalable Vector Graphics – мас- штаба, работа со слоями. штабируемая векторная графика) – язык размет- Для удобства работы с содержащейся в базе ки масштабируемой векторной графики, создан- данных информацией карта должна быть интер- ный Консорциумом Всемирной паутины (W3C) активной, т.е. содержать элементы управления, и входящий в подмножество расширяемого язы- обеспечивая отбор пространственной информа- ка разметки XML. SVG предназначен для описа- ции по условию, измерение расстояния, получе- ния двухмерной векторной и смешанной век- ние координат объектов и составление запросов. торно-растровой графики в формате XML [6]. Зачастую интерактивные карты, предназна- Поддерживает как неподвижную, так и аними- ченные для публикации и работы в Интернете, рованную и интерактивную графику, просто ин- создаются в специализированных приложениях, тегрируется с базами данных. Этот открытый относящихся к области веб-дизайна. В послед- стандарт является рекомендацией W3C-органи- ние годы в сети Интернет появилось огромное зации, разработавшей такие стандарты, как количество интерактивных карт, созданных та- HTML и XHTML. В основу SVG легли языки раз- кими инструментами веб-дизайна, как FLASH, метки VML и PGML. Формат SVG подобен про- FLEX или технология ImageMap. При всей внеш- приетарной Adobe FLASH-технологии, с той раз- ней эффектности таких карт многие профессио- ницей, что SVG, в отличие от FLASH, разрабаты- нальные функции, доступные пользователю вается и поддерживается Консорциумом Все- ГИС, в них не реализованы (например, возмож- мирной ность добавления новых тематических слоев, противоположность закрытому бинарному фор- возможность оперативного редактирования и мату FLASH [4]. На сегодняшний день это один обновления и др.). из наиболее популярных и используемых стан- паутины и основан на XML, в Одним из самых простых способов визуали- дартов. Поскольку SVG поддерживается ArcGis зации картографической информации без при- версии 9.3 и выше в качестве экспортного фор- влечения специализированных ГИС-программ мата, появляется возможность создания исход- является использование Веб-обозревателей или ных карт средствами ГИС, а затем экспорт в фор- браузеров. Браузеры входят в стандартный ком- мат, пригодный для последующей работы в ин- плект поставки ОС, работают в любых ОС и не за- терактивном режиме на любом компьютере, где висят от аппаратной конфигурации ПК и его есть интернет-браузер. Таким образом, для ра- мощности. Кроме того, атлас карт создается, боты с картами атласа не требуется установка прежде всего, для информационно-справочных специального программного обеспечения на целей и автономной работы, а размещение карт компьютер пользователя, этот продукт является в сети Интернет и возможность их редактирова- программно-независимым. ния пользователем не предусматриваются (по Конвертирование макетов карт (фреймов) крайней мере, на начальном этапе). Поэтому ис- осуществляется с помощью специальных надст- пользование специализированных коммерчес- роек для ArcGis, опробованных авторами в дру- ких серверных ГИС (таких, как ArcGIS Server [3] гих проектах [2]. Прикладная программа, или + Mappetizer для ArcGis 10.0 (прежнее название Mapserver/KaMap/TileCache/GeoServer) для ви- MapView SVG), предназначенная для Веб-карто- зуализации карт атласа представляется неоправ- графирования по векторным данным, была при- данно дорогим, достаточно сложным в освоении обретена у разработчика – компании Uismedia и требующим специальных знаний. (Германия) [7] и использована для создания ин- связка бесплатных OpenLayers Решением проблемы может стать использо- терактивных справочных лесных карт электрон- вание специальных программных модулей к ного атласа. Mappetizer поддерживает как век- 5 ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ торные форматы, так и растровые. В документа- Формированию целостного представления о ха- ции к программному продукту отмечено, что все рактеристиках лесов и организации управления популярные браузеры, такие, как Internet лесным хозяйством регионов способствует груп- Explorer, начиная с версии 9, Mozilla Firefox, пировка карт в 4 тематических раздела: леса и Opera, Google Chrome, поддерживают SVG-фор- лесные ресурсы; использование лесов; охрана и мат. Вместе с тем, наиболее устойчиво с SVG ра- защита лесов; мероприятия по охране, защите и ботает браузер Mozilla Firefox, имеющий встро- воспроизводству лесов. Каждый раздел содержит енную поддержку формата. Этот браузер предпо- подразделы: чтительно использовать для управления картами 1. Леса и лесные ресурсы нашего электронного атласа. • состав земель лесного фонда; Карты электронного атласа – мелкомас- • целевое назначение лесов; штабные, информационно-справочного типа – • общий запас лесных насаждений; предназначены для информационной поддерж- • запас хвойных насаждений; ки регионального и федерального уровней уп- • запас твердолиственных насаждений; равления лесным хозяйством. Карты ориенти- • запас мягколиственных насаждений; рованы на автоматизированные методы состав- • общая площадь лесных насаждений; ления в программной среде ГИС с использова- • площадь хвойных насаждений; нием баз геоданных, содержащих информацию • площадь твердолиственных насаждений; государственного лесного реестра по субъектам • площадь мягколиственных насаждений. Российской Федерации, организованным по фе- 2. Использование лесов деральным округам, и лесничествам в составе • этих субъектов. Создание карт осуществлено зяйствам; программными средствами ArcGis – ArcMap вер- • сия 10. Пространственной основой для создания карт атласа по субъектам Федерации служил полигональный слой с единицами администра- общий объем заготовки древесины по хоплощади и объемы заготовки древесины арендаторами; • площади и объемы заготовки древесины по договорам купли-продажи; • площади и объемы заготовки недревес- тивного деления Российской Федерации, полу- ных и пищевых лесных ресурсов, лекарственного ченный в составе прочих данных вместе с лицен- сырья; зионным программным обеспечением ArcGIS • площади, используемые для ведения хо- компании ESRI и использованный для научно-ис- зяйства в различных целях (дифференцирован- следовательских целей. Полигональный слой ные по видам использования лесов). единиц территориального управления лесами – 3. Охрана и защита лесов лесничеств и лесопарков – создан разработчика- • ми самостоятельно по картографическим мате- ных лесов; риалам, сопровождающим лесные планы субъ- • ектов РФ. Электронный атлас представляет собой наборы карт, объединенные в тематические разделы и подразделы. Карты дают пространственное представление о количественных и качествен- общая площадь погибших и поврежденплощадь погибших и поврежденных ле- сов в результате воздействия различных антропогенных и природных факторов (раздельно по видам воздействия). 4. Мероприятия по охране, защите и воспроизводству лесов ных характеристиках лесов и составе земель лес- • ного фонда, особенностях использования лесов, ятия; охраны, защиты и воспроизводства лесных ре- • противопожарные мероприятия; сурсов, организации противопожарных, лесоза- • мероприятия по лесовосстановлению и щитных и лесовосстановительных мероприятий. 6 санитарно-оздоровительные меропри- биотехнические мероприятия. №1 ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ЛЕСОВ Структура подразделов атласа, включающих интерактивные карты, идентична структуре вебсайта и представляет собой иерархическую систему HTML-страниц с внедренным в них SVG-кодом и скриптами. На сегодняшний день атлас содержит карты субъектов Российской Федерации и территориальных единиц управления лесным хозяйством (лесничеств и лесопарков) в составе субъектов двух федеральных округов – Северо-Западного и Центрального. Примеры карт, включенных в раздел атласа «Леса и лесные ресурсы» по субъектам и лесничествам в составе субъектов, приведены на рис. 1. Для создания справочных карт атласа использованы предоставленные ФГУП «Рослесинфорг» формы документированной информации, внесенной в государственный лесной реестр по состоянию на 01.01.2011 г. Формы государственного лесного реестра и порядок их подготовки совершенствуются. В 2012 г. принят новый документ, регламентирующий их состав и заполнение [5]. Созданные нами карты не зависят от нововведений в подготовке государственного лесного реестра, так как разработчики при формировании баз геоданных не меняют исходную структуру атрибутивных баз данных и форм ГЛР, а лишь облегчают конечному пользователю визуализацию и анализ этих данных путем создания дружественного интерфейса для работы с картами. Составление карт подразделяется на следующие этапы. • Подготовка картографической базы дан- ных с границами лесничеств и лесопарков и базы данных с границами субъектов Центрального и Северо-Западного федеральных округов. • Обработка данных государственного лес- ного реестра, содержащихся в формах отраслевой отчетности, для загрузки в программную среду ГИС по лесничествам и субъектам выбранных федеральных округов. • Совмещение картографических баз дан- ных с атрибутивными таблицами, содержащими данные государственного лесного реестра по субъектам и лесничествам. Формирование баз геоданных. Рис. 1. Примеры карт, включенных в раздел атласа «Леса и лесные ресурсы» 7 ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИЯ ного лесного реестра. Оформление карт по разделам электронного атласа. • Конвертирование макетов карт (фрей- мов) в форматы SVG. Верстка и отладка электронного атласа. Последовательно каждый из макетов карт по лесничествам и субъектам двух федеральных округов со всеми слоями и базами геоданных экспортированы в формат SVG, пригодный для интерактивной работы с помощью Веб-браузера. При этом сохранены проекция карт, масштаб и связи с базой атрибутивных данных. В программном модуле Mappetizer выбраны элементы интерфейса – навигации и просмотра карт атласа, а также предпочтительный вариант их оформления в формате SVG. Пользователи – специалисты органов управления лесным хозяйством – имеют возможность визуализировать данные государственного лесного реестра и управлять содержанием карт информационно-справочного типа, а именно: • осуществлять навигацию и переключе- ние между разделами, подразделами атласа и картами различной тематики; • подключать или отключать отдельные слои; • изменять масштаб карт без потери ка- чества; • просматривать картографическую (с со- хранением проекции) и атрибутивную информацию по лесничествам и субъектам РФ; • формировать запросы по отбору того или иного пространственного объекта (лесничества или субъекта) и получать данные государственного лесного реестра по выбранному объекту; • визуализировать диаграммы в динами- ческом режиме на карте и с помощью инструмента «Запросы»; • получать координаты объектов и изме- рять расстояние между ними; Рис. 2. Примеры запросов к пространственным и атрибутивным данным интерактивных карт • распечатывать карты и атрибутивную информацию. Примеры формирования запросов к прост- • Подготовка макетов карт по субъектам Центрального и Северо-Западного федеральных ранственным и атрибутивным данным интерактивных карт приведены на рис. 2. округов средствами ArcGis с использованием баз Таким образом, предложенный нами метод геоданных, содержащих сведения государствен- создания интерактивных карт атласа в формате 8 №1 ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ЛЕСОВ SVG и практика его реализации позволяют со- построить логическое выражение для реализа- трудникам органов управления лесным хозяйст- ции запроса, что требуется при работе в среде вом быстро получать картографические и тема- ГИС. Интерактивные карты управляются Веб- тические данные по лесничествам и субъектам в браузерами, сохраняя при этом многие преиму- границах федеральных округов. При этом не тре- щества работы в среде ГИС. Off-line версия атла- буется установка какого бы то ни было специали- са позволяет экономить денежные средства за зированного программного обеспечения, обуче- счет создания дешевого рабочего ГИС-простран- ние сотрудников или обновление компьютерной ства, так как нет необходимости задействовать техники. Пользователь не задумывается о том, дорогостоящее программное обеспечение сер- каким образом организованы данные или как верных ГИС. Список литературы 1. Картографическая база данных и интерактивная карта с границами лесничеств и ле- сопарков для федерального уровня управления лесным хозяйством / Н. В. Малышева, Н. А. Владимирова, Т. А. Золина, Н. Э. Райченко // ArcReview – Современные геоинформационные технологии. – 2010. – №3(54).– С. 21–22. 2. Лурье, И. К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и ци- фровой обработки космических снимков / И. К . Лурье. – М. : КДУ, 2008. – 424 с. 3. http://www.dataplus.ru/Soft/ESRI/ArcGIS/ArcReader/Index.html 4. https://developer.mozilla.org 5. http://www.rosleshoz.gov.ru 6. http://ru.wikipedia.org/wiki/Svg 7. http://www.uismedia.de/mappetizer/en/index.html 9
