ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ ЛЕСОВ

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