Методика построения электронной тематической лесной карты

sexy teacher

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 геоинформационная 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.

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 сохранения 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, выделы 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. 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, L — 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 *.to

АРМ «Лесфонд» выполняет комплекс работ только на маломощных персональных компьютерах класса 386, 486 в операционной системе MS-DOS, 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 Pentium 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 *.sit (более старый формат) картографической информации является текстовым документом с кодировкой в Windows.

При этом был разработан классификатор объектов электронной карты, позволяющий легко идентифицировать лесохозяйственные объекты в электронной карте по породному составу и группе возраста, что является новшеством в сфере визуализации таксационной информации на электронной карте.

В ходе конвертации картографических данных путем перерасчета координат в систему 42-го года была получена карта Кокшамарского лесничества Кокшайского лесхоза Республики Марий Эл. 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». Она аналогична ГИС «TopoL_L», 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 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.

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 GPS-приемником и предварительно обработанных в специальной программе.

Нанесение на электронную карту и определение координат взаимного расположения деревьев и пней возможно с помощью «Геодезического 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.

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.

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 конвертаторов 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 деревьев 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.

Геодезические работы