МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛЕСНОЙ КАРТЫ

УДК 630*182.58
МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛЕСНОЙ КАРТЫ
Русинова Н.В., Мазуркин П.М., Фадеев А.Н.
Марийский государственный технический университет, Йошкар-Ола, e-mail: kaf_po@mail.ru
Специфика содержания описания древостоев полностью зависит от полноты информации, содержащейся в базе данных геоинформационной системы и от характера выводимого отчета по данному описанию. Предложенная конвертация картографической информации и описания древостоев по участкам леса для геоинформационной системы «Карта 2000» позволяет идентифицировать и графически интерпретировать информацию по участкам леса в семантике и графическом представлении объектов электронной карты.
Ключевые слова: участок леса, конвертация данных, геоинформацпонная система, электронная карта
CONSTRUCTION OF AN ELECTRONIC THEMATIC WOOD CARD Rusinova N.V., Mazurkin P.M., Fadeev A.N.
Mari state technical university, Yoshcar-Ola, e-mail: kaf_po@mail.ru
Specificity of the maintenance of the description of forest stands completely depends on completeness of the information containing in a database of geoinformation system and from character of the deduced report under the given description. The offered converting of the cartographical information and the description of forest stands on sites of wood for geoinformation system «the Card 2000» allows to identify and graphically to interpret the information on wood sites in semantics and graphic representation of objects of an electronic card.
Keywords: wood site, converting of given, geoinformation system, electronic card
Специфика содержания таксационного описания древостоев участков леса полностью зависит от полноты информации, содержащейся в базе данных и от характера выводимого отчета по данному описанию. В качестве лесохозяйственной информационной базы в Лесной службе Республики Марий Эл на период лесоустройства с 1994 г. по 2004-2006 гг. выступала гео-информационная система автоматизированное рабочее место (АРМ) «Лесфонд» ООО НВФ «ЛабМастер» (г. Екатеринбург).
Краткое описание АРМ «Лесфонд». АРМ «Лесфонд» предназначен для автоматизации повседневной деятельности специалистов лесного хозяйства с использованием персонального компьютера. АРМ содержит набор баз данных по лесному фонду в соответствии с действующей инструкцией по лесоустройству [1].
Исходными материалами для создания картографической части базы данных могут быть как готовые (и используемые в настоящее время) лесоустроительные планшеты, планы лесонасаждений, так и аэрофотоснимки, используемые при лесоустройстве. В программе АРМ «Лесфонд» квартал рассматривается как самостоятельная неделимая единица. Картографическая информация (контуры всех выделов и кварталов) не отделима от таксационных данных. Поэтому при удалении номера квартала из состава базы данных удаляется таксационное описание всех его выделов и их границы. По этой же причине есть возможность со-
хранения квартала в его состоянии на данный момент времени.
С помощью операции импорта можно вернуть в состав базы данных скопированные ранее кварталы. В АРМ «Лесфонд» система хранения номеров выделов такова, что при удалении какого-либо выдела номера всех последующих выделов уменьшаются на единицу. При этом получается так, что на место удаленного выдела перемещается следующий за ним выдел. Таким образом, выде-лы связаны между собой только нумерацией.
Актуализация совмещенных лесотаксационных баз данных выделов заключается во внесении изменений, произошедших в лесном фонде в результате хозяйственной деятельности на территории лесхоза, а также стихийных бедствий. Важной целью актуализации является автоматическое получение информации о текущем состоянии лесного фонда по формам государственного учета лесного фонда [1]. В результате актуализации лесхоз получает такое состояние базы данных, при которой в нее занесены все изменения, произошедшие в лесном фонде с момента лесоустройства по настоящее время. Если процесс актуализации начат, но изменения внесены не полностью, а за какой-то отдельный год (например, 1998), то такая база данных считается актуальной на этот год. В таком случае отчетность, получаемая с помощью программ, относится к тому году, за который полностью внесены изменения (база данных актуальна на 01.01.1999).
Вывод информации в АРМ «Лесфонд». Информация по границам таксационных выделов и кварталов записывается в виде ряда точек, образующих ломаную линию, но при этом они не создают замкнутый контур, но считаются полигонным выделом. Замыкание ломаной линии (полилинии) производится между последней и первой точкой списка координат линии. Кроме этого, в файле задаются линейные объекты (линейный выдел - река, ручей, линии электропередач, дорога и т.д.) в виде отрезков.
Запись координат таксационного выдела и квартала состоит из следующих строк:
а) название полигона и его номер (квартал, полигонный выдел);
б) тип объекта (Р - полигон, Ь - линия-отрезок), цвет закраски полигона, цвет полилинии, количество точек в полилинии, толщина линии;
в) координаты абсцисс и ординат через запятую.
Необходимо отметить, что координатная ось ординат обратного порядка, то есть при стандартном отображении размещения картографической информации требуется зеркальное отражение по оси ординат.
Таксационное описание выводится в файл с расширением *.1о (рис. 1).
Лесничество Косододсвде,лесхоз Кокшайскхк, область Марий-Эл Дата: Пятница, 13 февраля 2004 КВАРТАЛЫ: все
ЯМ- КЄКШЮВШ5,
у________
категория лесов: Эксплуатирует* леса мест.
ПЛОЩАДЬ, В ГА
СОСТАВ ПОДРОСТ ПОДЛЕСОК ПОКРОВ. ПОЧВАІ РЕЛЬЕФ ОСОБ. ВЫДЕЛА
ТИП
ЛЕСА
ТУМ
ЗАПАС СЫРОСТ ЛЕСА КБМ
ОБЩ ВТ.Ч
НА НА ПО
ГА ВЫ- •'XT
ДЕЛ ПОР.
ЗАПАС НА ВЫДЕЛЕ В КБМ
СУ
ХО
СТОЯ
РЕ-
ДИН
ЗАХЛАМЛ
ЕД,
т
ОБЩ
ЛИК-
ВИД
ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ
РАСПОРЯЖЕНИЯ
1 1 120.0
10С+Е+Б
1 19
2 2
СЧЕР 0.8 220 26400 26400
АЗ
С 60 19 18 3
Е 60 19 18
Б 60 19 18
Подрост: 10Е, Возраст -15 лет, Высота - 2.0 ж. Количество - 2.0 т. шт/га
Подлесок: М& редкий
120
12 031% Выборки: 15
1 2 2.1 10С+Б 1 12 С 35 12 10 2 1 2 СЧЕР 0.8 110 231 231
Б 35 12 10 АЗ
1 3 12 7СЗБ 1 14 С 50 14 14 3 2 3 СДМ 0.8 140 168 118
Б 50 14 14 А4 50
1 4 40.0 8С2Б 1 15 С 35 15 14 2 1 1 СЧЕР 0.7 130 5200 4160
Б 35 15 14 АЗ 1040
1 5 1.7 4СЗЕЗБ 1 12 С 40 12 10 2 1 3 СДМ 0.6 80 136 54
Рис. 1. Вид файла таксационного описания в эмуляции MS-DOS
АРМ «Лесфонд» выполняет комплекс работ только на маломощных персональных компьютерах класса 386, 486 в операционной системе М8-Э08, но современное развитие техники привело к её устареванию и невозможности её применения в операционных системах Windows 2000 и выше, а также на более мощных машинах класса Репйиш II.
Таким образом, возникла необходимость перевести картографическую информацию и таксационное описание по лесному фонду Кокшайского лесхоза в другой формат, который позволял бы манипулировать картографической информацией на основе таксационного описания и создавать новые картографические слои
в электронном варианте, и способные работать на современных операционных системах.
Конвертация картографической информации. По своей структуре обменный формат *.sxf или *.811 (более старый формат) картографической информации является текстовым документом с кодировкой в Windows (рис. 2).
При этом был разработан классификатор объектов электронной карты, позволяющий легко идентифицировать лесохозяйственные объекты в электронной карте по породному составу и группе возраста (рис. 3), что является новшеством в сфере визуализации таксационной информации на электронной карте.
3XF 3.0 4 546
// ТОПОГРАФИЧЕСКАЯ КАРГА //ЛЕСА ГУСТЫЕ (KEY^7/41)
Р000 БЕРН // ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЫСОТА - 25м
Р001 0.L-32-039-2-2A OBJ 71111100 SQR
Р002 1 KEY 458793
Р101 08188502 0.1287180 6
Р102 0 8203048 0.1287180 5206181 2380839
Р103 0 8203047 0.1308997 5206106 2380903
Р104 0 8188505 0.1308998 5206113 2380923
Р109 5199356.6 2376216D 5206168 2381003
Р110 5208620.7 23764031 5206265 2380961
Р111 5208431.0 23859150 5206181 2380939
Р112 5199166.9 2385737.7 SEM 1
Р116 1 1 25
Р117 1 //МОСТЫ (KEY:6/434)
Р118 1 OBJ 62310000 VEC
Р119 1 KEY 393630
Р120 1 2
Р207 50000 5207754 2379350
DAT 4 5207794 2379470
II ОЗЕРА (KEY: 3/4,3 * 65536 + 4= //СТАНЦИИ (KEY:6/183)
//196612) OBJ 62130000 DOT
II КАЧЕСТВО ЮДЫ -ЩЩЗ KEY 393399
// ХАРАКТЕР БЕРЕГОВОЙ ЛИНИИ - 1
//ПОСТОЯННАЯ 5205731 2378440
// АБСОЛЮТНАЯ ВЫСОТА - 546м //ПОДПИСЬ ГОЮ ДА (KEY,; 256/2)
OBJ 31120000 SQR // ПОДПИСЬ ВЫРАВНЕНА ПО ВТО-
KEY 196612 //РОЙ КООРДИНАТЕ И НАХОДИТСЯ
S //НАД МЕТРИКОЙ ОБЪЕКТ А
5202894 2378715 II ТИП ШРИФТА 5, КОД ЦВЕТА -101, ТЕКСТ - «Б ЕН»
5202876 2378775 OBJ 88000000 ТГГ
5202844 2378795 KEY 16777218
5202784 2378790 .AID RIGHT BOTTOM
5202740 2378713 1
5202744 2378668 5203728 2377794
5202804 2378655 >БЕН
5202894 2378715 SEM 2
SEM 3 14 5
33 100 94 101
36 100 END
Рис. 2. Пример представления данных в формате *.sxf
Ель-2 Сосна-4 Ясень-5
Рис. 3. Представление основной породы древостоя в ГИС «Карта 2000»
В ходе конвертации картографических данных путем перерасчета координат в систему 42-го года была получена карта Кок-шамарского лесничества Кокшайского лесхоза Республики Марий Эл (рис. 4).
Конвертация лесоустроительных данных в ГИС «Карта 2000». Для сводки и сопоставления данных лесоустройств
1994 г. и 2004-2006 гг. была выбрана наиболее современная географическая информационная система «Карта 2000» КБ «Панорама» [2]. Она аналогична ГИС «ТороЬ_Ь» [3], но с более мощным географическим интерфейсом обработки и представления векторных объектов электронной карты с использованием различных проекций.
Наиболее сложной задачей по конвертации данных являются данные лесоустройства 1994 г. в АРМ «Лесфонд», обменные форматы которого представлены в текстовом формате кодировки MS-DOS. С этой целью в лаборатории УНИРС «Землеустройство и земельный кадастр» была разработана программа преобразования и подготовки этих данных в обменные форматы, используемые в ГИС «Карта 2000», а именно *.sxf (*.sit), *.mif/*.mid и *.shp.
Из всего многообразия обменных форматов данной системы был выбран формат *.sxf, в котором можно хранить координатную информацию по объектам с различной типологией и локализацией (точечной, площадной, линейной, символ и т.п.).
Конвертация таксационных данных по выделам. Конвертация таксационных данных по выделам из текстового формата (см. рис. 1) выполнялась при помощи программы, разработанной в MS Access. Были получены следующие виды таблиц, приведенные на рис. 5:
1) организации - наименования лесхозов и лесничеств, а также их идентификационный номер в коде объекта;
2) общая - таксационная информация выделов по площади, типу объекта, общему запасу на выделе и запасу древесины на 1 га с условием идентификации по коду объекта;
3) ярус - информация по ярусам древостоя на выделе, включающая такие показатели, как высоту, породный состав, класс и группу возраста, бонитет, полноту, запас на 1 га, общий запас на выделе, объемы сухостоя, редин, единичных деревьев, захламленность общая и ликвидная с условием идентификации по коду объекта;
4) почва - информация по типу условий местопроизрастания (ТУМ) и типу леса с условием идентификации по коду объекта;
5) древостой - информация по каждой породе яруса по показателям: породе, возрасту, высоте, диаметру, классу товарности и запасу на выделе с условием идентификации по коду объекта и ранжированию по записи.
Рис. 5. Схема взаимосвязи таблиц таксационного описания древостоев в базе данных Access
Код объекта состоит из четырех составляющих и 9 разрядов (123456789): 789 - номер выдела; 456 - номер квартала; 3 - номер лесничества; 12 или 2 - номер лесхоза.
Классификатор для ГИС «Карта 2000» по идентификации и графической
интерпретации. Трансформация карты таксационного выдела и прорисовка границ лесосеки выполняется по набору опорных точек, полученных ОР8-приемником и предварительно обработанных в специальной программе (рис. 6).
Рис. 6. Трансформация карты квартала
Нанесение на электронную карту и определение координат взаимного расположения деревьев и пней возможно с помощью «Геоде -зического редактора» ГИС «Карта 2000» с последующим представлением их в виде точечных объектов «дерево» и «пень», и введением таксационных показателей в семантику объектов электронной карты квартала (рис. 7).
Таким образом, для построения электронной карты необходимо визуально определить
местоположения на выделе различных природных и антропогенных объектов (деревья, пни, овраги и т.д.) с одновременным измерением у них основных математических (длина, площадь и т.д.) и таксационных (диаметр, высота и т.д.) показателей. С помощью такой карты становится возможной закладка виртуальной (временной или постоянной) пробной площадки внутри выдела с последующим её выносом на местность (рис. 8).
Рис. 7. Нанесение на карту объектов исследований
Рис. 8. Расположение пробной площади на лесоустроительной карте Кокшайского лесничества РМЭ
Для анализа пространственного размещения деревьев и пней на участке леса пробная площадка разделена на ленты размером 10^20 м. Количество лент зависит от размеров пробной площадки, но не должно быть менее пяти, то есть минимальные размеры пробной площадки составляют 20^60 м.
С помощью разработанных конвертато-ров появляется возможность сопоставлять и анализировать информацию, полученную по одному объекту в разные интервалы времени. Это особенно важно при оценке качества выполненных рубок ухода (прореживания или проходных) на основе изменения площадей произрастания деревьев в биогруппах и закономерностях размещения де-
ревьев и пней на участке леса, что позволит управлять ростом и развитием леса на выделе и на группе выделов с учетом влияния природных и антропогенных факторов.
Подробнее о моделировании: набрать в Google «Мазуркин Петр Матвеевич». Статья подготовлена и опубликована при поддержке гранта 3.2.3/12032 МОН РФ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Руководство по использованию демонстрационной версии пакета программ АРМ «Лесфонд»: рук. разработчика. - Екатеринбург: ООО «Лаб Мастер», 2000. - 14 с.
2. Геоинформационная система «Карта 2000»: рук. пользов. - Ногинск: КБ «Панорама», 2001. - 12З с.
3. Лесные ГИС-технологии в программе TopoL_L -ГИС TopoL. - М.: ООО ЛесИС, 200б. - З19 с.

Узнать ЦЕНУ

Оставьте вашу заявку и Вы узнаете
ЦЕНУ выполнения диссертации, дипломной, курсовой, реферата