Реферат информационные технологии в лесном хозяйстве

Обновлено: 17.05.2024

- применять возможности Microsoft Excel для решения задач природопользования.

Обзор информационных технологий и вычислительных систем в лесном хозяйстве. Внедрение современных информационных технологий в лесную отрасль. Представления о применении ГИС технологий в лесном хозяйстве России.

Информационные технологии использования данных и документов лесоустройства.

Динамика лесного фонда лесничеств, текущие изменения, их виды и влияние на результат хозяйственной деятельности в лесничестве. Информационное программное обеспечение государственного лесного реестра, государственной статотчётности и отчётности по передаче полномочий.

Актуализация информации об участках лесного фонда. Схемы актуализации. Компьютерные программы автоматизации расчётов по актуализации таксационной характеристики насаждений.

Внесение изменений в совмещённые базы данных повыдельной информации, книги таксационных описаний, планшеты, книги учёта участкового лесничества, государственного лесного реестра. Подготовка данных для внесения в государственный лесной реестр лесничества.

Информационные технологии дистанционной оценки лесного фонда и результатов лесопользования (мониторинги: лесопожарный, лесопатологический и лесопользования).

Определение объектов, целей и средств информационных технологий. Современное производство и информационные технологии. Эффективность информационных технологий.

Проблемы информатизации лесного хозяйства.

Современные требования к информационной базе лесного хозяйства и лесоустройства, государственный лесной реестр, лесной мониторинг, кадастровая оценка лесов. Требования к формированию тестовых (цифровых) и пространственных (графических) характеристик таксационных выделов.

Основные виды прикладного программного обеспечения: редакторы текстов, табличные процессоры, издательские системы, системы управления базами данных (СУБД), подготовки презентаций, программы для статистического анализа данных, системы автоматизированного проектирования, обучающие программы, электронные справочники.

Основные программы Microsoft Office: Word, Excel, Power Point. Access.

Использование программы Microsoft Excel и Word для решения задач природопользования. Табличный редактор Excel как инструмент анализа статистической информации. Основные инструменты программы Microsoft Excel. Процесс создания таблиц. Простейший статистический анализ данных. Использование формул. Автоматизация расчетов с использованием формул.

Создание различных диаграмм средствами Microsoft Excel.

Практические занятия

Знакомство с одной из ГИС – программ, применяемых в лесоустроительных предприятиях.

Формирование и реализация системы простых запросовв ГИС.Создание тематических карт (по группам возраста, по классам бонитета, по типам леса,по болезням и вредителям леса и др.)

Решение с помощью выбранной ГИС – программы отдельных прикладных лесохозяйственных задач: проведение отвода лесосек, проектирование участков лесных культур и пр. в картографической базе данных ГИС.

Решение задач природопользования с использованием программы Microsoft Excel и Word.

Литература:

Методические указания

Лесное хозяйство РФ – государственная отрасль, система управления которой состоит из нескольких уровней. В отрасли также существуют и другие потенциальные потребители ГИС технологий. Это, прежде всего лесоустройство – специальная служба, выполняющая инвентаризацию лесов и подготавливающая проекты развития для предприятий лесного хозяйства, и, кроме того, авиалесоохрана, экологические и лесопатологические экспедиции, научно-исследовательские учреждения. В процессе лесоустройства на каждый объект составляются таксационные базы данных, формируются и выводятся на печать различные табличные формы. Кроме текстовых документов, в состав выходной документации лесоустроительного проекта входят картографические материалы. Тесная связь информационных процессов в лесоустройстве и лесохозяйственной деятельности поставила задачу разработки соответствующих программных средств, позволяющих решать весь комплекс задач компьютеризации лесного хозяйства. Географические информационные системы в лесном хозяйстве – это современные автоматизированные системы, позволяющие соединить несколько баз данных (таксационную и картографическую). Планово-картографические материалы, применяемые в лесном хозяйстве в настоящее время, составляются на основе данных натурных лесоустроительных работ и камерального дешифрирования аэрофото- и космических снимков. Перечень планово-картографических материалов включает:

1) планшеты лесоустройства;

2) планы лесничеств;

3) производные от перечисленных материалов.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие задачи решаются с использованием ГИС в лесоустроительной практике?

2. Для решения, каких задач предназначены табличные процессоры?

3. Как с помощью Excel построить график?

4. Охарактеризуйте возможности текстового процессора Microsoft Word?

5. Что понимается под базой данных лесосечного фонда?

Тема 11. Средства телекоммуникации

знать:

- средства телекоммуникационного обмена.

Средства телекоммуникационного обмена.

Internet – службы: World Wide Web, электронная почта, телеконференции.

Web – серверы отрасли.

Литература:

Дополнительная: (4), с. 170-193; (5), с. 305-337; (3), с. 262-286

Методические указания

Задача обмена информацией стояла перед человеком во все времена его существования. С появлением компьютеров человек получил мощный инструмент накопления и обработки информации и эти задачи стали еще более насущными. С появлением компьютеров возникла проблема передачи информации между ними. В настоящее время при использовании персональных компьютеров время распределяется следующим образом: 60 % - обработка информации; 35 % - коммуникация между людьми; 5 % - доступ к мировой информационной сети. Компьютерные коммуникации необходимы для обмена информацией между компьютерами.

Для передачи информации от одного компьютера к другому с использованием компьютерной вычислительной сети можно использовать:

1) электронную почту;

2) информационную сеть Интернет;

3) поисковые системы;

4) общение в реальном времени.

World Wide Web – наиболее новая и самая быстро развивающаяся сегодня служба Internet, имеет почти неограниченный потенциал в плане сбора, распространения и изучения информации. Информация на Web- серверах хранится в виде набора документов. Каждый документ содержит гипертекстовые ссылки, с помощью которых пользователь может обращаться к информации в других документах по данной теме. Такая технология позволяет наряду с текстом включать в Web- документы графику, звук и видеоизображения. Гипертекстовые ссылки – это выделенные фрагменты документа, позволяющие переходить к другому документу, содержащему связанную информацию.

Для работы в телеконференциях используют почтовые программы (Qutlook Express).

Электронная почта (Е-mail) – наиболее распространенный сервис Интернета. Широкую популярность электронная почта завоевала потому, что имеет несколько преимуществ перед обычной почтой:

Электронная почта позволяет:

2) пересылать письма на другие адреса;

3) включить автоответчик, на все приходящие письма будет автоматически отсылаться ответ;

Для работы с электронной почтой необходимы специальные почтовые программы (почтовый сервер и почтовый клиент). Почтовые серверы работают на узловых компьютерах Интернета, а почтовые клиенты должны быть у каждого пользователя. Простейший почтовый клиент – программа Microsoft Qutlook Express.

Geoinformation mapping in regions of Russia: materials V of the All-Russian scientific and practical conference (Voronezh, on September 19–22, 2013) / Under Nesterov’s edition by Yu.A. Voronezh: Digital Polygraphy publishing house, 2013. 184 p. (in Russian).

3. Фомин В.В., Залесов С.В. Географо-генетический подход к оценке и прогнозированию лесных ресурсов с использованием ГИС-технологий // Аграрный вестник Урала. 2013. № 12 (118). С. 18–24.

Fomin V.V., Zalesov S.V. Geographic and Genetic Approach to the Evaluation and Prediction of Forest Resources Using GIS-Technologies // Agrarny`j vestnik Urala. 2013. № 12 (118). Р. 18–24 (in Russian).

4. Федосова О.И., Чумаченко С.И. Организация непрерывного лесоустройства на примере Филипповского лесничества Владимирской области // Научно-техническая конференция МФ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Мытищи: 2017, С. 49–51.

Fedosova O.I., Chumachenko of S.I. Organization of continuous forest management on the example of Filippovsky forest area of the Vladimir region // The MF MSTU scientific and technical conference of N.E. Bauman. Mytishchi: 2017, Р. 49–51 (in Russian).

5. Гриднев А.Н. Непрерывное лесоустройство – основа устойчивого природопользования // Природа без границ: материалы II Международного экологического форума. Владивосток, 2007. С. 61–64.

Gridnev A.N. Continuous forest management – a basis of steady environmental management // Nature without borders: materials II of the International ecological forum. Vladivostok, 2007. P. 61–64 (in Russian).

6. Kou W., Liang C., Wei L., Hernandez A.J., Yang X. Phenology-Based Method for Mapping Tropical Evergreen Forests by Integrating of MODIS and Landsat Imagery. Forests. 2017. 8. P. 34.

7. Nestola E., Sanchez-Zapero J., Latorre C., Mazzenga F., Matteucci G., Calfapietra C., Camacho F. Validation of PROBA-V GEOV1 and MODIS C5 & C6 fAPAR Products in a Deciduous Beech Forest Site in Italy. Remote Sens. 2017. 9. P. 126.

8. Чермных А.И. Оплетаев А.С. Анализ повыделенной геобазы с использованием SQL-запросов для определения статистически достоверной информации на примере ГИС MapInfo // Леса России и хозяйство в них. 2013. № 1 (44). С. 53–54.

Chermnyuh A.I., Opletaev A.S. Forest data-base analis with SQL-question for investigate statistic true information in GIS-MapInfo // Lesa Rossii i xozyajstvo v nix. 2013. № 1 (44). Р. 53–54 (in Russian).

9. Чермных А.И., Оплетаев А.С., Залесов С.В. Возобновительные процессы под пологом лиственничников в лесах ХМАО-Югры // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2012. № 31. С. 78–82.

Chermnykh A.I., Opletaev A.S., Zalesov S.V. The Renewable Processes under the Canopy of Larch Forests in the Khanty-Mansiysk-Ugra // Aktual`ny`e problemy` lesnogo kompleksa. 2012. № 31. Р. 78–82 (in Russian).

Информационные технологии – это совокупность методов и средств, используемых для сбора, хранения, обработки и распространения информации. Современное состояние информатизации лесного хозяйства позволяет надеяться на быстрое и повсеместное внедрение геоинформационных программ на производственные объекты [1–3].

Информационные технологии позволяют увеличивать эффективность природоохранных и хозяйственных функций лесного хозяйства в несколько раз благодаря возможности быстро и без ошибок обрабатывать большие массивы информации, получать аналитическую статистику по лесному фонду, обрабатывать и проектировать лесохозяйственные мероприятия на больших территориях в кратчайшие сроки. В развитии информационных технологий в лесном хозяйстве заинтересованы все участники лесной сферы, от конечного пользователя лесными ресурсами до госорганов управления лесным фондом.

Цель исследования: проанализировать используемые в лесном хозяйстве информационные технологии для поиска путей дальнейшей автоматизации ведения лесного хозяйства в России.

Материалы и методы исследования

В процессе исследования были изучены законодательные акты, научные статьи по изучаемой проблеме [2–4]. Проанализировано использование программных комплексов MapInfo, ArcGis, Qgis, Excel, Лесфонд, ЛесГис, TopoL, АИС ГЛР в лесном хозяйстве, изучена документация на данные программные комплексы. Проведено сравнение затрачиваемого времени на выполнение стандартных запросов вручную и при использовании информационных технологий.

Результаты исследования и их обсуждение

Традиционная организация лесоустройства подразумевает периодическое, желательно 1 раз в 10 лет, а фактически до 20 и более лет, установление характеристик лесных насаждений и земель лесного фонда, проектирование мероприятий по их использованию, охране, защите и воспроизводству лесов. Статичный характер информации о лесном фонде является главным недостатком существующей системы лесоустроительных работ.

Для решения ситуации с актуальностью лесоустроительной информации следует полностью переходить на использование геоинформационных систем (ГИС) и ведение БД лесных участков. Средний арендуемый лесной участок в РФ состоит из пяти тысяч выделов, обработать таксационные описания, провести анализ и принять проектные решения без использования информационных технологий невозможно в разумные сроки, вследствие чего арендаторы с развитием электронно-вычислительных машин до современного уровня стали активно использовать ГИС и БД при ведении лесного хозяйства [3].

В настоящее время в Российской Федерации нет законодательно утвержденных работающих ГИС технологий, комплексно автоматизирующих все этапы и элементы деятельности предприятий лесного хозяйства. Тем не менее внедрение ГИС в отрасли ведётся активно [4], но децентрализованно. Понимание необходимости этих технологий растет быстро и на всех уровнях.

Во всех регионах РФ используются разные подходы к информатизации лесного сектора, начиная с использования специализированных программных комплексов Лесфонд, ЛесГис, TopoL, заканчивая применением отдельных программных продуктов общего назначения Qgis, MapInfo, ArcGis, Excel.

Применение информационных технологий для решения текущих задач анализа и обработки информации о лесном фонде основано на анализе таксационных описаний и планшетов по отдельности или совместно. В результате оцифровки бумажных материалов лесоустройства создаются электронные базы данных (БД). Сформированные БД могут быть использованы до следующего тура лесоустройства на арендуемом участке.

Появление современных ГИС позволяет реально перейти от традиционного лесоустройства к непрерывному с минимальными трудозатратами. Современные электронно-вычислительные машины позволяют обрабатывать и анализировать огромные объемы структурированных данных по состоянию лесного фонда. Не стоит забывать про возможность анализа спутниковых снимков на необходимую территорию. Данные космосъёмки при анализе лесного фонда активно применяются во всем мире [6, 7].

Проведение непрерывного лесоустройства позволит обеспечить:

- высокую эффективность лесохозяйственного производства и рациональное непрерывное пользование лесными ресурсами;

- максимальную реализацию проектов организации и развития лесного хозяйства, составленных по материалам базового лесоустройства, с учётом изменений в лесном фонде, происходящих в течение ревизионного периода вследствие осуществления лесопользования, лесохозяйственной деятельности, а также иных воздействий на лес и лесную среду;

- выявление в полном объеме и постоянное уточнение ресурсов древесины по всем видам пользования лесом с учётом интенсивности лесопользования, мест проведения мероприятий, устранения и локализации факторов, неблагоприятно воздействующих на рост и развитие насаждений, их экологическое состояние;

- более гибкое и оперативное управление всеми производственными процессами (начиная от органов контроля, заканчивая конечным пользователем лесного участка) с переходом на электронные формы обмена между ними и другими заинтересованными;

- получение достоверных сведений о состоянии лесов и рациональном использовании лесных ресурсов на арендованных участках лесного фонда, росте и формировании отдельных насаждений, принятии оперативных мер по устранению недостатков в ведении лесного хозяйства, осуществлении лесозаготовок, других пользований лесом и нежелательных тенденциях в динамике лесного фонда;

- повышение достоверности материалов базового лесоустройства, очищение их от ошибочной информации, сокращение затрат труда на проведение очередного лесоустройства и ведение документации по учёту лесов и лесного кадастра.

Особую ценность материалы непрерывного лесоустройства приобретают при разработке для арендаторов проектов освоения и ведения лесного хозяйства на арендуемых участках лесного фонда. Использование ЭВМ, безусловно, может быть эффективным и на подготовительном этапе заключения арендных отношений для получения экспертных оценок лесного фонда, подбора участков, в наибольшей степени удовлетворяющих потребности арендатора и владельцев лесного фонда.

Основной задачей развития информационного внедрения в лесное хозяйство можно считать задачу по созданию совмещенной таксационно-картографической базы данных всех лесничеств, которая позволяла бы вносить в них текущие изменения и иметь актуализированную информацию о лесном фонде.

Ведение непрерывного лесоустройства позволит минимизировать затраты на проведение лесоустроительных работ, так как все изменения в лесном фонде будут вноситься в процессе текущих работ в лесном секторе. Лесничий будет вносить произошедшие изменения по лесному фонду в БД ГИС-системы вместо нанесения на бумажный планшет, по трудозатратам это эффективней. К началу следующего тура лесоустройства в лесничестве будет готовая БД, которую останется только актуализировать по возрасту насаждения с учётом естественного прироста древесины за прошедший временной период.

Программа управления базами данных должна позволять выполнять следующие функции:

- просматривать таксационные описания выделов и окрашенные по преобладающим породам карты-схемы лесничеств в масштабе от 1:200 000 до 1:10 000;

- печатать на принтере схему квартала в масштабе от 1:50 000 до 1:10 000;

- вносить любые текущие изменения как в таксационную, так и картографическую базу данных;

- отбирать данные из таксационной и картографической баз по запросам пользователя и получать для просмотра и печати ведомости соответствующих выделов с их таксационной характеристикой;

- проводить по мере внесения текущих изменений учёт лесного фонда, получать для просмотра и печати его данные по формам ГЛР;

- осуществлять материально-денежную оценку лесосек.

Таким образом, созданные базы данных лесничеств дают возможность оперативного поиска нужной лесоустроительной информации [8, 9] и формирование необходимого документа отчётности с минимальными трудозатратами исполнителя. Например, отбор спелых и перестойных насаждений хвойных пород с учётом категорий защитности по лесничеству займёт не более 5 мин, тогда как по бумажным таксационным описаниям на это уйдёт не менее 5 ч, а с записью данных – несколько дней. Как видим, помощь БД в организации и анализе лесохозяйственных работ огромна. Получение данных учёта лесного фонда по формам ГЛР занимает обычно несколько дней, по уч. лесничеству – неделю, а по лесничеству – месяц. На основе баз данных на это уйдёт 5 мин. Использование табличных редакторов и ГИС-систем для повыделенного анализа лесного фонда уже внедрено практически во всех лесничествах.

По мнению авторов, необходимо разработать единую ГИС программу для лесной отрасли, организовать подготовку общих нормативов ведения баз данных, которые затем будут использованы для ведения непрерывного лесоустройства. В таком случае затраты были бы во много раз меньше, чем в настоящее время, а внедрение информационных технологий в отрасль будет эффективнее.

Заключение

Таким образом, использование специализированной программы ГИС лесопользователем и лесничеством практически автоматизирует подготовку документов, необходимых при использовании лесов, исключает повторное внесение информации в повыдельную базу данных лесничества, обеспечивает ее поддержание в актуализированном состоянии, иными словами, обеспечивает непрерывное лесоустройство.

Предлагаемые решения по внедрению ГИС в лесную отрасль уже опробованы частью арендаторов и грамотными лесничими. Для общего внедрения осталось разработать единые нормативы, провести централизацию процесса, поручить лесничим и арендаторам вносить изменения в БД своих лесных участков в процессе хозяйственной деятельности и урегулировать законодательно процесс актуализации лесоустроительных материалов на основе БД ГИС с внесёнными в них изменениями за ревизионный период.

1.1. Нормативно-правовые основы информатизации лесного хозяйства рф

Основные направления применения информационных технологий в лесном хозяйстве и лесоустройстве сложились в конце 1990-х гг. В ряде документов долгосрочного планирования (Концепции устойчивого управления лесами,1998 г, Концепции развития лесного хозяйства РФ на 2003-2010 г.г.) основной задачей управления лесами определено стремление к устойчивому управлению. Принципы устойчивого управления лесами составляющие теоретическую основу современного лесного хозяйства подразумевают разработку новых подходов к организации лесопользования, учету, оценке лесных ресурсов. Для совершенствования процессов сбора, хранения и управления информации о лесах рекомендуется создавать автоматизированные системы управления, облегчающие поиск правильных решений, обеспечивающих гибкое и качественное управление предприятиями и их частями [Герасимов]. Для обеспечения управления предполагается использование современных математических методов моделирования, оптимизации и принятия решений с применением современной вычислительной техники. Информационные технологии, в частности ГИС-технологии, определены в качестве современных инструментов управления лесами.

1.2. Предполагаемая последовательность информатизации

В Концепции информатизации лесного хозяйства России (1995 г) приводится предполагаемая последовательность информатизации. При этом выделяются следующие стадии работ:

выбор программного обеспечения, его тестирование, сертификация, разработка технологий использования программного обеспечения в лесном хозяйстве и лесоустройстве;

при выполнении очередного лесоустройства результаты полевых работ при камеральной обработке вводятся, хранятся и обрабатываются с помощью программного обеспечения, итогом лесоустроительных работ является геоинформационная база данных; на основе которой выполняется лесоустроительное проектирование;

в лесхозах приобретается компьютерная техника (при консультативной поддержке лесоустройства), устанавливается программное обеспечение, передаются базы данных, проводится обучение специалистов;

сотрудниками лесхоза с помощью баз данных и программного обеспечения выполняется внесение текущих изменений на хозяйственную деятельность, учет лесного фонда, обработка материалов лесного и лесосечного фонда.

В органах управления лесами федерального уровня устанавливается независимое программное обеспечение для контроля лесопользования.

В указанных нормативно-правовых документах геоинформационные системы (ГИС) рассматриваются как современный инструмент для хранения и обработки информации о лесах.

1.3. Использование информационных технологий в лесном хозяйстве (управлении лесами) рф

Технологии создания и использования геоинформационных данных для управления лесами продолжают непрерывно развиваться. Также постоянно добавляются новые источники информации и формируются направления практического применения информационных технологий.

Так, в конце 90-х гг. основными задачами применения ГИС-технологий в лесном хозяйстве считались: автоматизация отдельных видов камеральных лесоустроительных работ (в основном связанных с созданием и размножением лесных карт), стандартизация ряда операций по оформлению карт, повышение точности картографических измерений, расширение возможностей наглядного представления результатов; возможность постоянного обновления атрибутивных и картографических баз данных при ведении непрерывного лесоустройства 1 ; переход на цифровые носители [Черных].

Реформирование лесного хозяйства, требует новых подходов и методов обработки и представления информации о лесах, повышения точности и оперативности обработки данных, возможности совмещения пространственных данных о лесах с данными других ведомств, увеличения объемов обрабатываемой информации. Развитие ГИС и смежных технологий (средств обработки данных дистанционного зондирования, пространственного анализа, спутникового геопозиционирования, Интернет-технологий) за последнее десятилетие способствует решению задач управления лесами современными техническими средствами. Ожидается, что ГИС и другие информационные технологии в лесном комплексе кроме традиционных задач (лесоустройство, обработка материалов лесосечного фонда) будут использоваться для реализации новых направлений – государственной инвентаризации лесов, мониторинга лесопользования, кадастровой оценки лесов.

За последнее десятилетие применение информационных и, в частности ГИС-технологий в лесном комплексе стало, подобно методам таксации одним из универсальных средств обработки информации.

ГИС-технологии применяются практически во всех направлениях современного лесного хозяйства:

Основные задачи использования ГИС-технологий в отраслях лесного комплекса

1. В лесном хозяйстве (лесничествах):

- поиск информации в базах данных (таксационные описания, фрагменты лесных карт, ведомости, отчеты), вывод на экран, печать

- внесение текущих изменений в базы данных (после пожаров, рубок, изменения границ, уточнения таксационных характеристик, инвентаризации лесных культур и пр.),

- обработка данных лесосечного фонда (материально-денежная оценка лесосек, печать бланков и ведомостей, абрисы и технологические карты делянок)

- составление ежегодного учета лесного фонда по лесхозу

2. В лесоустройстве (организациях, выполняющих лесотакационную инвентаризацию лесов, лесоустроительное проектирование):

- создание атрибутивных и картографических БД (Обработка растровых изображений, создание векторных изображений, условных знаков, автоматизированное определение площадей полигонов, создание, ведение атрибутивных баз данных),

- вывод документов – печать карт. такс. описаний (с учетом стандартных форматов),

- лесоустроительное проектирование (расчеты главного и промежуточного пользования, расчеты допустимых размеров пользования лесом по видам, составление планов рубок, составление ведомостей, отчетов по данным лесоустройства, расчет арендной платы),

- выборки, запросы к ГИС базам данных, создание тематических карт

- выполнение ежегодного учета лесного фонда ГУЛФ

- обработка материалов лесосечного фонда

3. В лесозаготовительном комплексе (а также при управлении лесами):

Теоретически возможности ГИС-технологий для решения задач лесного комплекса достаточно обширны и сложны. Правда, до производственного их применения по ряду причин еще далеко.

Перспективные направления использования ГИС-технологий в лесном комплексе:

- планирование стратегического управления лесами (прогнозирование состояния лесов при разных сценариях управления).

- тактическое планирование лесозаготовок (выбор лесосек в автоматическом режиме с учетом дорожной сети, грунтов, лесотаксационных характеристик, расчетных лесосек).

- планирование дорожной сети и экономическое обоснование строительства дорог (учет местоположения, времени строительства, строительных стандартов дорог, анализ экономической целесообразности строительства, принимая во внимание устойчивость поверхности и склонов, расчет выемок и насыпей, … строительные требования)

- оценка воздействия лесопользования на окружающую среду (стоимость древесины, экологического ущерба)…

- оценка природных ресурсов на основе обработки данных дистанционного зондирования. ГИС – для географической привязки информации, оценка резервных лесов и др. природных ресурсов.

- интегрированное управление ресурсами – комплексный анализ значительных территорий с учетом многих факторов

Перспективность перечисленных и подобных им возможностей для лесного хозяйства очевидна, но для практической реализации необходима разработка технологий, использование более дорогостоящего программного обеспечения и участие высококвалифицированных кадров.

Ожидаемое развитие ГИС-технологий в лесном комплексе связывается, с одной стороны с новыми техническими достижениями - применением смежных технологий (спутникового геопозиционирования, интеренет-технологии, фотограмметрии), аппаратных (GPS, КПК, геодезические и лесотаксационные приборы) и программных средств и пространственных данных (материалы открытого доступа, пространственные базы данных, космические снимки высокого разрешения).

Направления лесного хозяйства, где применение новых ГИС-технологий – лесоустройство, лесная таксация, государственная инвентаризация лесов, мониторинг (экологический, лесопользования, пожарной опасности, болезней…), сертификация лесов, ландшафтно-экологическое планирование, изучение ООПТ, земельный кадастр.

Рациональное использование, воспроизводство, охрана и защита, повышение продуктивности лесов – это сложная и требующая срочного решения задача. Планы и решения по сбережению и рациональному использованию лесных ресурсов и их эксплуатации нередко противоречивы и принимаются в обстановке столкновения интересов и с высокой степенью неопределенности. Географические информационные системы дают возможность людям, занимающимся лесным хозяйством, интегрировать и использовать имеющиеся источники картографической и табличной информации для повышения качества принимаемых решений.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….
3
ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ГИС В ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО ………….
4
ОСНОВНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГИС…………………………………………………………….
6
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЛЕСОВ НА БАЗЕ ГИС……………………….
10
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………
19
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..
20

Файлы: 1 файл

Реферат.docx

Министерство образования и науки РФ

Институт естественных наук

Кафедра экологии и природопользования

Студент группы ЭПбп-141

Доцент, д.н. Рулёва О. В.

ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ГИС В ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО ………….

ОСНОВНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГИС…………………………………………………………….

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..

В настоящее время ГИС-технологии активно внедряются в лесном хозяйстве, прежде всего в лесоустройстве, при систематическом обновлении информационной базы лесного фонда и лесных ресурсов, ведении лесного реестра, организации мониторинга, контроле за лесоэксплуатацией.

Для работы с пространственно распределенной информацией используют геоинформационные системы (ГИС), обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение пространственно- координированных данных. Геоинформационная система содержит сведения о пространственно выраженных объектах в форме их цифровых векторных, растровых и других представлений.

ГЛАВА 1. ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ ГИС В ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ГИС-технологии – это мощный набор программных средств для создания и редактирования географических баз данных, для целей пространственного анализа, поиска, представления и управления данными. Эти средства могут использоваться для поддержки разнообразных функций управления лесными ресурсами, в т. ч. разработки долговременной стратегии поставок древесины, составления прогнозов динамики запасов, выбора системы лесозаготовки, проведения визуального ландшафтного анализа с наложением делянок, решения споров относительно границ собственности, установления границ естественных местообитаний, моделирования сценариев распространения лесных пожаров, осуществления тактического планирования по тушению пожаров и т. д.

Использование ГИС при планировании управления на уровне лесосеки (делянки) при лесозаготовках основывается на возможности их применения для целей пространственного моделирования. Пространственные модели лесов используют как абсолютные, так и относительные географические привязки лесных массивов в проектировании и проверке стратегий лесозаготовок как части процесса планирования лесного хозяйства. ГИС позволяет учесть размещение отдельных лесонасаждений, разработать графики лесозаготовок, отобразить разработки в картографическом виде. Одновременно с этим географическая привязка участков позволяет учесть экономические и физико-географические особенности участков.

Применение ГИС существенно облегчает проектирование лесных дорог в части оценки альтернативных вариантов дорожной сети, учитывающих место положение, время строительства, строительные стандарты дорожной сети и другие факторы. Планирование дорожной сети в лесу определяет надежность оценок возможных годовых объемов лесозаготовки. В сочетании с характеристиками лесонасаждений, такими как видовой состав и запасы деловой древесины, ГИС-технологии обеспечивают оперативный анализ выгодности проекта строительства дороги на основе экономических оценок, учитывающих затраты и эффект от строительства. Одновременно решаются другие прикладные задачи, такие как анализ устойчивости дорожного полотна и склонов с учетом рельефа местности и характера почвогрунтов, расчеты объемов выемки и насыпи грунта, анализ просматриваемости, оценка воздействия на природную среду, анализ потоков транспортных средств и др.

Дистанционное зондирование для целей оценки лесоресурсного потенциала также включает элементы ГИС-технологий. Очевидна потенциальная значимость цифровой информации дистанционного зондирования для обновления характеристик лесного фонда. В то же время, чтобы практически использовать этот ценный источник информации, данные спутниковых изображений, полученных, например, на основе обработки космических снимков в среде ERDAS, должны получить географическую привязку и быть откорректированы с учетом рельефа и связаны с такой технологической инфраструктурой, как ГИС. Подобный подход целесообразен при решении задач планирования лесопользования в условиях недостатка информации о состоянии лесного фонда, проблем, связанных с первичными лесами и др.

Интегрированное управление ресурсами предполагает использование разнообразных источников данных и процедуры комплексного анализа, обычно в больших временных рамках и для обширных лесных территорий. Основная цель состоит в том, чтобы создать план освоения, приемлемый с точки зрения лесоводства, лесоэксплуатации, охраны окружающей среды. Основой плана служит исчерпывающая характеристика лесного фонда, данные о приросте и т.п. Другие показатели, интегрированные с базой данных, включают характеристики возможного воздействия на малонарушенные леса, зоны рекреации, водные ресурсы, биоразнообразие, аттрактивность ландшафта. ГИС позволяет интегрировать все эти характеристики для объективной оценки и проверки альтернативных вариантов освоения. Возможность интеграции множества видов цифровых данных, включая управление базами данных, растровых систем, данных глобального позиционирования (GPS) позволяет использовать существующие возможности и системы управления базами данных для поддержки прикладных задач лесного хозяйства.

Все вышеизложенное позволяет считать целесообразным использование ГИС-технологий в лесном хозяйстве, а также методов и способов ГИС для организации рационального, непрерывного, неистощимого и устойчивого лесопользования.

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ ПРОДУКТЫ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГИС

Среди программных средств имеется большое количество отечественных и зарубежных пакетов программно-технологических комплексов для реализации идей ГИС-технологий, которые постоянно обновляются. В настоящее время имеется широкий выбор инструментальных пакетов программного обеспечения ГИС. Все они отличаются как назначениями, так и требуемыми ресурсами. Ниже приводится краткий обзор ГИС, использовавшихся и используемых в лесном хозяйстве и при проведении лесоводственных и таксационных исследований.

ЛУГИС − автоматизированная компьютерная геоинформационная система, включающая подсистемы для лесоустройства, лесного хозяйства и лесопользователей − ЛУГИС-ЛХ, управления лесным комплексом − WinEKO. В 1988 г. система была утверждена в качестве геоинформационной системы для лесоустройства и компьютерной поддержки ведения лесного хозяйства и организации лесопользования в Ленинградской и Новгородской областях.

GeoGraph/GeoDraw (разработчик − ЦГИ ИГ РАН) − отечественный векторный топологический редактор для создания цифровых карт. Система, использовавшаяся в Восточной Сибири, Поволжье, Прибайкалье, Вологодской и Архангельской областях, Республике Коми для решения вопросов организации и ведения лесного хозяйства, проведения лесоустроительных работ на региональном и локальном уровне в производственном масштабе. GeoGraph для Windows − отечественная ГИС уровня конечного пользователя, позволяющая осуществлять некоторый универсальный общий набор функций ГИС, удовлетворяющий большинство пользователей в различных предметных областях. GeoGraph для Windows позволяет создавать электронные карты или атласы как композиции картографических слоев, выбираемых пользователем (включая векторные и растровые), и связанных с ними таблиц и баз данных, загружать в карту одновременно множество слоев различных форматов, создавать пространственные объекты (точечные, линейные, полигональные) в виде слоев с привязкой к ним таблиц атрибутивных данных, создавать и связывать со слоями цифровых карт множества таблиц, форм для вывода информации об объектах, запросов, тем, графиков и надписей.

Пакет ГИС MapInfo (MapInfo Corporation, Нью-Йорк, США) предназначен для картографической визуализации оцифрованных массивов векторных данных и используется для создания, преобразований и анализа тематических карт стран, регионов, городов и т. д. Введенная в MapInfo карта может быть отображена различными способами, в том числе в виде таблиц, графиков и диаграмм, а также в виде комплексных карт, скомпонованных вместе с легендами, заголовками и другими картографическими атрибутами. Система MapInfo позволяет отображать различные данные, имеющие пространственную привязку. Она относится к классу DesktopGIS. Система дает возможность создавать интегрированные геоинформационные технологии Intergraph MapInfo для DOS, Windows, Windows NT, UNIX, геоинформационные системы, цифровые картографические системы, программные и технические средства формирования и анализа геоинформационных баз данных. По данным большинства обзоров, MapInfo является одним из самым распространенных пакетов для создания различных прикладных ГИС.

Набор универсальных картографических и статистических функций позволяет использовать MapInfo в муниципальном и региональном управлении, полиции, пожарной охране, экологии и других сферах деятельности. Это определило широкое использование данного продукта и в лесном хозяйстве в Западной и Восточной Сибири, Поволжье, Прибайкалье, Вологодской области для целей лесного картографирования, проведения лесоустроительных работ, лесоуправления на региональном и локальном уровне в производственном масштабе.

Программный комплекс TopoL-L сконструирован для обеспечения работы с базами данных любого уровня управления отраслью – от повыдельных баз данных для арендаторов до баз данных лесничеств и регионов для сотрудников региональных и федеральных органов власти в области лесных отношений. Первоначально система использовалась при проведении лесоустройства, для целей лесоуправления в Московской, Костромской и Тверской области. В дальнейшем география использования данного продукта существенно расширилась.

Система TopoL представляет собой универсальную геоинформационную программу, используемую во многих отраслях для решения разнообразных прикладных задач, локализованную для применения в России. Программный продукт позволяет выполнять весь комплекс работ по созданию, редактированию, анализу и использованию цифровых карт местности. Ввод пространственной информации осуществляется любыми известными способами − дигитайзером, по отсканированным изображениям, по геоданным. Анализ атрибутивной и пространственной информации и визуализации результатов выполняется всеми стандартными методами − поиском, построением запросов, формированием тематических карт, включая использование диаграмм. При сравнительно невысокой стоимости она позволяет решать не только большинство задач ГИС, но и задачи анализа данных дистанционного зондирования.

ArcGIS − семейство программных продуктов американской компании ESRI, одного из лидеров мирового рынка геоинформационных систем.

ArcViewGIS − это мощный, легкий в использовании инструмент для обеспечения доступа к географической информации 3

ArcView дает широкие возможности для отображения, изучения, выполнения запросов и анализа пространственных данных. ArcView разработан Институтом исследований систем окружающей среды (Environmental Systems Research Institute, ESRI), изготовителем

В середине октября 2021 года организация Рослесинфорг, специализирующаяся на комплексном решении лесоучетных и лесоустроительных задач в интересах государства, представила устройство для сбора и обработки данных о деревьях. Предполагается, что новый прибор заменит устаревшие зарубежные аналоги. Подробнее здесь.

Рослесхоз создал единую ИТ-платформу для взаимодействия бизнеса и государства

В июле 2020 года Федеральное агентство лесного хозяйства (Рослесхоз) сообщило о создании единой ИТ-платформы для взаимодействия бизнеса и государства. Она станет частью общероссийского цифрового ресурса, который будет создан на площадке Рослесхоза. Система поможет перевести взаимодействие государства и бизнеса в лесной сфере в электронный формат. Так, онлайн-сервис позволит инвесторам выбирать лесной участок на интерактивной карте и получать право пользования им с помощью электронных аукционов.

Создание платформы путем объединения ЛесЕГАИС и ИС дистанционного мониторинга Рослесхоза

2019: Информационные системы лесной отрасли

2018: Испытания RFID-меток для маркировки древесины ценных пород

В ходе испытаний метки дали близкие к 100% результаты идентификации древесины в автомобиле лесовоза и вагоне при считывании стационарным RFID-порталом на расстоянии до 11 метров, а также выдержали испытания на прочность методом удара. Метки повышенной прочности для маркировки бревен и пиломатериалов выдержали постоянную нагрузку в 1,5 тонны и ударную нагрузку до 5 тонн. Другим преимуществом представленных средств маркировки является то, что они не теряют своих свойств при температуре от -40 до +65 градусов.

Интернет вещей для лесорубов

В Финляндии IT-инструменты помогают бизнесу решить четыре важнейших задачи: узнать точно, что и где растет; что заготовлено и когда надо вывезти; что уже вывезли и как использовали. Разработчики рассчитывают в ближайшее время представить сервис для создания цифровой модели леса. Сейчас для этого апробируются две технологии сбора данных – дроны, вооруженные камерами, и беспилотники с лазерами. Как отмечает старший вице-президент Metsa Group Юха Ямпанен, в будущем каждое дерево, растущее в Финляндии, получится смоделировать, и участники экосистемы смогут узнать его местоположение, длину, диаметр, вид и другие данные.

В ленинградских лесах нет интернета, поэтому данные не передаются онлайн, а обновляются в системе еженедельно, но пока этого, как отмечает Иван Козлов, для планирования работы хватает. Лесовозы оборудованы GPS-датчиками, что позволяет контролировать погрузку, разгрузку и доставку.

В большинстве лесных регионов в России нет даже этого. По итогам первого полугодия 2017 года, ущерб выявленной незаконной рубки, согласно информации Минприроды, превысил 4,5 млрд руб., а на деле тот может быть еще больше. Перенять опыт соседей, учитывающих каждое дерево, российским лесозаготовителям мешает ряд причин.

Обнаружение возгораний в лесах - мониторинг лесоизменений

2015: CRM спасает дерево

Огромный, непоправимый вред природе и всей окружающей среде наносит вырубка лесов, из которых в дальнейшем производится бумага. В странах запада используют эко-бумагу. Повторное использование бумаги производится путем расщепления ее на волокна, очистки и изготовления новых чистых листов. Однако, эта тенденция в основной своей части еще не добралась до России. Но, в малой части, можно найти компании, которые производят такую эко-бумагу, а в дальнейшем и продают ее. Но, такое "удовольствие" стоит в два раза больше, чем обычная бумага.

Немного цифр и статистики. Из одного дерева получается 60 кг бумаги, 24 офисные пачки. В одной такой пачке офисной бумаги находится 500 листов, это 2,5 кг. Средняя компания тратит примерно 10-15 пачек в месяц для оформления различной документации, это 5000-7500 листов, это 25-37,5 кг бумаги. Т.е., за 2 месяца средняя компания расходует одно дерево для своих бумажных нужд. Получается, что при самых минимальных затратах компания расходует 6 деревьев в год, это 360 кг бумаги.

По данным Международной ассоциации AIIM:

Для решения всех этих проблем есть одно решение, которое в век цифровых технологий и во времена заботы об окружающей среде подходит для всех компаний. Этим решением является CRM система. CRM система это программное обеспечение для организаций предназначенная для автоматизации стратегий взаимодействия с клиентами. Данная стратегия позволяет повысить уровни продаж, улучшить обслуживание клиентов, путем сохранения информации с самого начала общения с клиентом.

Читайте также: