Компьютерные технологии и лесная отрасль

Под термином ГИС понимают электронную карту города, метро, дорог, лесного массива. Если карта метро - просто картинка, то это еще не ГИС. ГИС принципиально отличается тем, что помимо картинки есть доступ к базе данных (БД) об объектах, изображенные на этой картинке. Итак, по своей сути ГИС - это карта + БД + анализ. Причем, электронные карты хранятся слоями: отдельно вода, дорога, административное деление, лес. То есть, мы можем просматривать только ту информацию, которая нам нужна, не загромаджуючы изображения объектами других слоев. Основное преимущество ГИС в том, что к электронным картам привязаны базы данных. Информация об объектах электронной карты, хранящейся в БД, называется атрибутивной. Она дополняет саму карту. Таким образом, ГИС-технологии состоят из информационно-атрибутивной (в нашем случае, таксационных) базы данных и пространственно распределенной повидильнои картографической базы данных, совмещенные между собой и с которых в программном режиме можно наблюдать и печатать необходимые исходные документы, а также справочную информацию по запросу.

Электронные карты намного удобнее бумажных. Их не нужно чертить, в них очень просто вносятся изменения, они не изнашиваются, легко тиражируются. Шарова структура позволяет просматривать информацию, которая недоступна на бумажных картах, и можно выбрать для печати или передать по электронной почте нужный фрагмент карты. С помощью ГИС решается широкий спектр задач. ГИС являются специализированные, то есть созданные под конкретную задачу, как это сделано в лесоустройству, и универсальные. Кстати, их приобрел институт УкрНИИЛХА.

Возможности ГИС очень большие, однако их реализация требует значительных затрат: труд программистов, поиск готовых или создание новых электронных карт, создание атрибутивных баз данных или увязка карты имеющимся БД, технические средства и т.д. Сейчас ГИС - это один из секторов рынка программных средств наиболее быстро развивается. Мировым лидером по разработке и поставке программного обеспечения является компания ESRI. Она поставляет такие программные продукты как ARC / INFO, Arc / View Gis и другие, составляющие 36%, второе место заняла компания Intergraph Corporation - 16%, третье - SmallWorld - 7%. Всего в мире есть 32 поставщики, а программных продуктов более 200. 

Почему ГИС пришел в лес

Использование ГИС-технологий в лесоустройству позволяет до 30 процентов сократить по сравнению с традиционным методом, затраты на обновление документов при камеральной обработке, значительно снизить по сравнению с существующей бумажной технологии, трудоемкость работ и срок их выполнения. Это дало возможность лесоустройству сохранить объемы работ при сокращении численности работающих, которая за последние 10 лет уменьшилось на одну треть, в том числе полевых работников - на более половины (60 процентов).

Кроме того, оперативно выполняются задания Госкомлесхоза по выдаче ему той или иной справочной агрегированной информации по лесному фонду. Лесохозяйственным органам и предприятиям ГИС-технологии позволяют осуществлять компьютерную поддержку ведения хозяйства, в том числе путем оперативного поиска и анализа информации, содержащейся в ГИС-продуктах, существенно сократить время для принятия управленческих решений в лесхозах и лесничествах, нивелировать проблему дефицита кадров . Когда Госкомлесхоза потребовалась срочная аналитическая информация по Карпатскому региону последствиями наводнения стихии, или информация, скажем, о лесные культуры в разрезе областей и предприятий за два десятилетия т.д., то такую информацию лесоустройству смогло оперативно предоставить только через ведение, обновление повидильного банка данных и освоения геоинформационных систем. Ведь их эксплуатация связана с обязательным ежегодным внесением текущих изменений в таксационные и картографической базы данных и актуализацией таксационные характеристики лесного фонда в соответствии с естественного роста.

Программа информатизации лесного хозяйства в Украине не принималось. ГИС-технологии создавались в лесоустройству согласно утвержденной в 1993 году Минлесхоза Украины "Программой компьютеризации отрасли". Было поручено "Укрдержліспроекту" создать и ввести в эксплуатацию банк данных "Лесной фонд Украины". Реализуя эту программу, специалисты ПО "Укрдержліспроект" с 1994 года провели на ПК разработку специализированного прикладного программного обеспечения для двух баз - повидильнои таксационных характеристики земельных участков лесного фонда и нормативно-справочной информации. В основу создания картографической базы данных положены программные разработки Днепропетровского научно-производственного объединения "Орбита". Все три информационные базы составляют основу банка данных "Лесной фонд Украины".

Какая система лучше

Характерными чертами созданных нами ГИС-технологий является совмещение баз данных, использование единой нормативно-справочной информации, возможность использования разработок как на повидильному уровне, так и интегрировано в зависимости от иерархии (то есть лесничество, лесхоз, объединение, комитет), возможность получения информации на определенную дату в связи с решением вопроса ежегодного обновления баз данных при непрерывном лесоустройству и актуализации характеристики лесного фонда.

Автоматизированная картографическая система под названием "АИКС-лесхоз", разработанная специально для лесохозяйственного профиля и использована нами, по сравнению с типичными инструментальными лицензионными программными комплексами или пакетами, такими как, например в УкрНИИЛХА, имеет определенные отличия как положительного, так и негативного характера. Преимуществом является то, что она технологически отработана, проста в пользовании или эксплуатации, снимает проблему режима секретности в связи с тем, что созданная в условной системе координат, и относительно дешевая. Недостатки этой картографической системы заключаются в том, что она разработана в операционной системе DOS (а типичные пакеты функционируют в системе Windows. Топологически не завершена (под топологичнистю подразумевается пространственная увязка и контурная завершенность полигонов), поскольку уже несколько лет из-за нехватки финансирования прекратились работы по завершению и сопровождение системы; требует модификации программа изготовления карт-схем лесхозов, для использования на высшем уровне и обеспечения совмещения земель лесного фонда с землями других ведомств необходима конвертация этой картографической базы в международную географическую систему координат, механизм которого нами уже решен помощью пакета ArcView.

Таблица 1. Объемы созданной ВО "Укрдержліспроект" повидильнои автоматизированной картографическую базу данных.

На июнь 2002 производственное объединение "Укрдержліспроект" создало и эксплуатирует атрибутивную, или так называемую тематическую повидильну таксационные база данных, которая действует по всей территории лесного фонда Госкомлесхоза, а также частично по лесному фонду АПК, Минэкоресурсов и других ведомств общей площадью 7,4 млн. га с количеством таксационных выделил 2,3 млн. шт.

Повидильна картографическая база данных создана лесоустройству на 59 процентов территории лесного фонда Госкомлесхоза, а также частично по лесному фонду Минэкоресурсов и других ведомств общей площадью 4,3 млн. га (табл. 1). При ее эксплуатации были получены в автоматизированном режиме планово-картографические материалы по лесохозяйственных предприятиях АР Крым, Ровенской, Хмельницкой областей, а также по Карпатском биосферном заповеднике и Национальном природном парке "Синевир".

Стоимость создания и ежегодное обновление в процессе непрерывного лесоустройству картографической повидильнои базы данных в расчете на 1 тыс. га площади лесного фонда отражена в табл. 2. При этом удельная доля затрат на материалы, амортизацию оборудования и получения документов составляет более половины от того, что потрачено на создание и обновление самих повидильних баз данных. Привлекают внимание также расходы на создание картографической базы данных с использованием пакета SmallWorld, которая в 11 раз превышает стоимость использования комплекса "АИКС-лесхоз".

Таблица 2. Сравнение стоимости создания и обновления картографической базы данных "Укрдержліспроектом" и УкрНИИЛХА.

~

А что там, в базе, лежит?

Необходимо отметить, что сейчас мы работаем над разработкой реляционной тематической базы данных, отвечающей требованиям так называемых "открытых" систем. Наличие соответствующего интерфейса доступа к реляционной базы позволит пользователям без специальной подготовки получать справочную информацию на любой запрос без специальных приложений. Но переход на организацию и ведение только реляционной базы данных сегодня представляется проблематичным за недостаточного количества мощной вычислительной техники как в лисовпорядному объединении, так и на местах, в органах лесного хозяйства.

Реализованные лесоустройству разработки и накопленный специалистами нашего объединения объем информации о лесной фонд должен служить всей отрасли, чего пока, увы, нет. Есть только первые попытки специалистов лесохозяйственного производства отойти от рутинной системы и перейти на использование возможностей компьютерных технологий.

Таблица 3. Объемы внедрения лесоустройству ГИС-технологий в лесохозяйственное производство.

Так, несмотря на проведенные целевые семинары в Сарнах, Фастове, Виннице, Борисполе, а также разъяснительную работу лисовпорядникив относительно условий и преимуществ внедрения ГИС-технологий, на протяжении 1996-2002 годов передачи повидильних баз данных и программного обеспечения осуществлено лишь в двух лесохозяйственных об 'соединениях (отделы лесного хозяйства) и 14-ти лесохозяйственных предприятиях общей площадью лесного фонда 461 тыс. га (табл. 3), что составляет около 7% общего объема. Кроме того, наработки по лесоустройству переданы отраслевым учебным заведениям общей площадью лесов 136,8 тыс. га (табл. 3).

И это несмотря на то, что передаются эти компьютерные системы почти бесплатно. Мы берем с пользователей только символическую плату за обучение их специалистов, обновления баз данных и компенсацию расходов на поездку наших работников на места. Причин здесь несколько, в том числе недостаточное обеспечение предприятий компьютерной техникой, отсутствие подготовленных специалистов, психологическая неготовность к использованию новейших технологий, консерватизм органов управления и другие.

Кроме охарактеризованного пакета ГИС-технологий, который использует "Укрдержліспроект", в течение последних шести лет институт УкрНИИЛХА вместе с Харьковской лисовпорядною экспедицией осваивают другой программный продукт ГИС-технологий под названием SmallWorld. Атрибутивная начинка используется та же, что и в "Укрдержліспроекті. Картографическим комплексом служит импортный типичный индустриальный лицензионный программно-аппаратный пакет, который, в общем, лишен тех недостатков, которые имеет ГИС "АИКС-лесхоз", но дорогой (табл. 2, 4) и сейчас применяется для создания картографической базы данных только на 2 - х предприятиях (внедрение которого в лесхозы еще не начиналось.

Куда идём

Применение не одного, а нескольких ГИС-технологий в области имеет как положительные, так и негативы. Позитивы заключаются в том, что для возведения данных по стране не требуется конвертация продуктов, а негативы - в том, что для централизованной разработки программного обеспечения в таком случае необходимы будут дополнительные расходы, поскольку каждая ГИС базируется на своем программном комплексе. По нашему мнению, выбор единого системного интегратора необязателен и лучше сосредоточить внимание на разработке единых требований к структуре информации, единых алгоритмов решения задач, средств конвертации, т.е. отраслевых стандартов.

Таким путем пошла Россия. В Украине также для материально-денежной оценки лесосек используются различные версии программ, и лесохозяйственные предприятия сами выбирают приемлемый для них вариант, в зависимости от его годности, трудоемкости и стоимости. При этом следует избегать средств и методов, увеличивающих режим секретности исходных материалов. Кроме того, необходимо учитывать то, что средства обработки ныне постоянно совершенствуются и, как правило, дорожают. Чтобы не отставать от прогресса, необходимо хотя бы раз в пять лет обновлять или совершенствовать программно-аппаратный комплекс и постоянно повышать квалификацию работников.

Чтобы принять решение относительно того, каким путем дальше развивать в лесоустройству и внедрять в лесное хозяйство ГИС-технологии, в табл. 4 изображены два вероятные пути с учетом денежных затрат, которые на это потребуются. Но в любом случае, то есть независимо, каким путем дальше развиваться ГИС-технологии в отрасли, необходимо решить задачи преодоления режима секретности, приобретение электронных топографических карт и координат на земле гослесхозов, которые не имеют госактов права на постоянное пользование землями. В случае, когда лисовпорядному объединению не будут выделены целевые средства на приобретение нового программного комплекса, "Укрдержліспроект" вынужден будет продолжить работы по модернизации системы "АИКС-лесхоз" и конвертации ее в формат ArcView. 

Таблица 4. Пути дальнейшего развития ГИС-технологий в лесоустройству Украины.

Кроме того, есть и ряд предложений по реализации проблем текущего момента относительно дальнейшего развития компьютерных технологий в лесной отрасли государства. Так, исходя из Указа Президента Украины от 1 августа 2001 № 575 "Об улучшении картографического обеспечения государственных и других нужд в Украине", предлагаем разработать на уровне Госкомлесхоза программу внедрения ГИС-технологий в лесное хозяйство и план поэтапного ее осуществления. При этом должны быть определены типовой состав задач, реализуется.