3.2. Структура транспортного освоения на базе гис
Общей методологией постановки и решения задачи создания сети лесных автомобильных дорог, является системный анализ, базирующийся на использовании геоинформационных технологий. Применительно к решению прикладных задач эта методология получила название ГИС транспортного освоения.
Как известно ГИС – это геоинформационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственных данных. Основными компонентами ГИС являются картографическая и атрибутивная базы данных, которые имеют свою структуру [10, 12, 38, 39, 47, 72, 82, 83]. В ГИС все объекты распределены по слоям по их принадлежности к элементам содержания топографического плана. Например, структура персональной базы геоданных (БГД) топографической цифровой карты (ТЦК) масштаба 1:200 000 для ArcGIS, соответствует шаблону, созданному на основе классификатора объектов карты данного масштаба следующая: геодезическая основа; рельеф суши; гидрография, гидротехнические сооружения, батиметрия; населенные пункты; промышленные, сельскохозяйственные, социально-культурные объекты; коммуникации и сооружения; растительный покров и грунты; политико-административное деление. Структура тематических слоев топографической цифровой карты масштаба 1:2000 для MapInfo, разработанная ФГУП "ЗапсибАГП" филиалом "Экспедиция № 165", следующая: планово-высотное обоснование; рельеф; гидрография; комплексные объекты; здания; сооружения; места захоронений; трубопроводы; ЛЭП и линии связи; железные дороги; автодороги; мосты; растительность; болота и грунты; границы и ограждения; текст и оформительские элементы.
Для создания многослойных электронных карт в различных отраслях лесного хозяйства для государственной инвентаризации лесов, эффективного планирования хозяйственной деятельности, организации охраны лесов от пожаров и лесонарушений и т.д. разработан в 2009 г. компанией ЗАО Конструкторское бюро «Панорама» классификатор слоев, семантических характеристик и объектов лесного хозяйства. Все объекты в этом классификаторе распределены по слоям по их принадлежности к элементам содержания топографического плана. Описание каждого слоя содержит следующее описание: номер, название и ключ слоя, а также список объектов, принадлежащих слою.
Таким образом, структура и перечень тематических слоев зависит от назначения и масштаба карт. Для разработки проектов транспортного освоения лесов необходимыми тематическими слоями, т.е. картографическими базами данных являются:
геодезическая основа;
рельеф;
гидрография;
населенные пункты;
политико-административное деление;
трубопроводы;
ЛЭП и линии связи;
железные дороги;
автомобильные дороги общего пользования;
лесные дороги;
другие объекты транспортной инфраструктуры;
промышленные, сельскохозяйственные, социально-культурные объекты;
границы лесничеств;
границы арендаторов лесного фонда;
полигоны кварталов;
полигоны выделов;
квартальные просеки.
ГИС позволяет решить значительное число задач транспортного освоения: сбор, хранение, анализ и обработка больших объемов разнородных данных; оперативный доступ и визуализация информации; быстрая и качественная подготовка отчетных материалов. Благодаря модульной организации ГИС допускает независимую модернизацию блоков и расширение функциональности.
Структура ГИС транспортного освоения представлена на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Схема структуры ГИС транспортного освоения лесов
ГИС предназначены для управления большим количеством разномасштабной картографической информации, анализа взаимосвязей объектов в пространстве, управления атрибутными характеристиками объектов. На этапах проектирования и планирования развития сети дорог, ГИС помогают проанализировать различные варианты прохождения трасс автомобильных дорог, проанализировать транспортное обеспечения районов, выступая, в первую очередь, как средство отображения тематических карт и как инструмент пространственного анализа.
В настоящее время активно разрабатываются и внедряются в производство программные и аппаратные средства геоинформационных технологий, создаются и систематически обновляются информационные базы данных лесного фонда и лесных ресурсов, обеспечивающее ведение государственного учета лесного фонда, государственного кадастра, осуществление лесного мониторинга, контроля за лесоэксплуатацией.
Географические информационные системы в лесном хозяйстве – это современные автоматизированные системы, позволяющие соединить несколько баз данных (прежде всего, таксационную и картографическую). Как картографическая, так и таксационная базы являются обязательными и главными составляющими ГИС лесоустройства.
В геоинформационных системах автоматизирован процесс формирования следующих первичных лесоустроительных документов:
Распределение лесного участка по видам целевого использования лесов на защитные (по их категориям) и эксплуатационные леса;
Распределение лесного участка из состава земель лесного фонда на лесные и нелесные земли;
Средние таксационные показатели лесных насаждений;
Характеристика лесных насаждений, в которых разрешена заготовка древесины при различных видах рубок;
Товарная структура лесных насаждений, в которых разрешена заготовка древесины при различных видах рубок;
Ведомость лесотаксационных выделов, в которых допускается заготовка древесины;
Распределение лесной территории по классам пожарной опасности;
Характеристика видов и объемов проектируемых санитарно-оздоровительных мероприятий, связанных с рубкой погибших и поврежденных лесных насаждений;
Площадь земель, нуждающихся в лесовостановлении.
После подготовки повыдельной и картографической информации выполняется так называемое совмещение баз данных. Совмещают базы данных с помощью специальных функций, используя идентификацию каждой элементарной единицы учета этих баз – таксационного выдела.
Для обоснования рациональной структуры сети лесных дорог необходимыми лесотаксационными данными являются, прежде всего, краткое таксационное описание лесоучетных единиц (выделов, кварталов).
Основными характеристиками выделов являются: Номер выдела, Категория земель, Хозяйственная категория – ОЗУ, Бонитет, Тип леса, Тип лесорастительных условий, Состав пород 1 яруса, Ярус, Состав пород 2 яруса, Средний возраст 1 породы, лет, Средняя высота 1 породы, м, Средний диаметр 1 породы, см, Средний возраст 2 породы, лет, Средняя высота 2 породы, м, Средний диаметр 2 породы, см, Средний возраст 3 породы, лет, Средняя высота 3 породы, м, Средний диаметр 3 породы, см, Запас на га, м3, Преобладающая порода, Класс возраста, Группа возраста, Категория защитности, Лесохозяйственные мероприятия, Полнота 1 яруса, Полнота 2 яруса, Состав подроста, Высота подроста, м, Количество подроста, тыс. шт./га, Площадь выдела, га. Некоторые характеристики закодированы в соответствии с лесотаксационными справочниками.
Необходимыми обобщающими показателями являются средние таксационные показатели лесных насаждений (табл. 3.1).
Таблица 3.1