Информац_технологии_Черных_2000

- 11 -

АРМ-таксатора ("Леспроект");

•автоматизированная система управления лесными ресурсами - АСУлесные ресурсы (КарНИИЛП);

•автоматизация научных исследований (вузы, НИИ) и другие. В 1990 году создан отраслевой фонд алгоритмов и программ

(ОФАП) [44]. Перечисленные выше комплексы программ и системы сыграли большую роль в информатизации отрасли.

Техническая база средств вычислительной техники в лесном хозяйстве, по сравнению с прошлыми годами, имеет тенденцию к улучшению количественного и качественного состава как в центральном аппарате Федеральной службы лесного хозяйства России (далее - Рослесхоз), так и в органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации.

Внастоящее время в среднем на один орган управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации (вместе с лесхозами) приходится около 20 персональных компьютеров (далее ПК). В центральном аппарате Рослесхоза - 97 ПК. Однако в отрасли сохраняется острый недостаток современных компьютеров: в ряде органов управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации и государственных лесоустроительных организациях острый дефицит ПК и периферийного оборудования.

Программное и техническое обеспечение приобретается органами управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации,

как правило, самостоятельно. В результате использующееся в отрасли фрагментарное и разнородное программное обеспечение не может служить основой для создания единой Информационной системы лесного хозяйства России (далее ИСЛР).

В то же время проводится совершенствование информационного обеспечения отрасли. Разрабатываются программное обеспечение и организационные мероприятия для проведения государственного учета лесного фонда по состоянию на 01.01.98. Подготовлен к приемке в опытную эксплуатацию пакет прикладных программ "Бухучет". Разработано ПО автоматизированной обработки и составления сводной отчетности по бухгалтерскому учету и внедрено в 45 органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации, в 48 используется для обмена информацией электронная почта. Составлен и распространен справочник адресов электронной почты. Установлен WEB-сервер ПО "Авиалесоохрана" в ИКИРАН, организована WEB-страница в глобальной сети Интернет. Тем не менее, отсутствует комплексный подход к созданию единой информационной системы Рослесхоза на всех уровнях, с организацией и ведением совмещенных баз данных, внесением изменений, с планированием хозяйственной деятельности и ведением отчетности на основе автоматизированного документооборота.

В 1997 г. создан Совет по информатизации лесного хозяйства России, организованы комиссии по направлениям, на которые возложены функции координации и управления процессом информатизации лесного хозяйства. Однако координация работ по информатизации лесного хозяйства все еще

- 13 -

создаваемыми Роскартографией, Комитетом по земельным ресурсам и другими ведомствами. В этих целях Федеральной службе лесного хозяйства России необходимо создать постоянно действующую комиссию по определению требований к отраслевым геоинформационным системам, проектам стандартов цифровых и электронных лесных карт, экспертизе наработанных ГИС-технологий, обеспечению их вхождения в единое геоинформационное пространство Российской Федерации.

Создаваемые стандарты должны включать в себя общепринятые спецификации типа протоколов сетевого обмена, классификаторы, условные знаки, возможности конвертации в другие программные продукты, единую структуру создаваемой информации.

В настоящее время лесное хозяйство интенсивно оснащается средствами вычислительной техники и передачи данных. Однако следует отметить, что в отрасли нет достаточного количества подготовленных кадров по разработке и эксплуатации автоматизированных систем (АС), нет квалифицированных преподавателей в этой области. Первые разработки комплексов программы отдалены от пользователя, плохо продукоментированы.

Основными причинами, сдерживающими широкое внедрение информационных технологий в лесном хозяйстве, являются:

•слабое потребление информации о лесных ресурсах на уровне предприятия, связанное с низкой квалификацией ИТР в области современных информационных технологий;

•несовершенство технологических систем в лесном хозяйстве;

•слабая методологическая проработка вопросов управления лесными ресурсами;

•отсутствие проектов автоматизации управленческой и производственной деятельности в лесном хозяйстве;

•неналаженность четкого управления разработками программного обеспечения.

Следует отметить, что проводником научно-технического прогресса в отрасли является лесоустройство.

1.2. Основные направления информатизации лесного хозяйства

Процесс информатизации лесного хозяйства затрагивает все его сферы, связанные с получением, сбором, обработкой, анализом и созданием на их основе новой информации для принятия конкретных решений.

В 1990 году во ВНИИЦлесресурсе разработана концепция информатизации лесного хозяйства страны, в которой определены и сформулированы четыре направления информатизации отрасли на перспективу:

1. Разработка научно-методических основ информатизации:

• при автоматизации организационно-хозяйственного управления

- 14 -

лесным хозяйством;

•государственном контроле лесов;

•лесопользовании;

•борьбе с пожарами;

•лесозащите;

•лесоустройстве;

•оценке и прогнозе за состоянием северных лесов;

•разработке нормативной базы.

2.Разработка программно-технических средств.

1)Разработка или адаптация ППП автоматизации организационноэкономического управления лесным хозяйством по разделам:

• лесопользование;

• охрана и защита леса;

• наука и техника;

• кадры;

• проектирование и капитальные вложения;

• материально-техническое обеспечение;

• внешние экономические связи.

2) Разработка АРМов специалистов лесохозяйственных предприятий. 3) Разработка САПР (лесоустройство, лесовосстановление, охрана и

защита леса, лесомелиорация, строительство лесохозяйственных дорог).

4)Разработка комплекса программ для автоматизированного составления карт.

5)Разработка комплекса программ для введения повыдельного банка данных (ПБД).

6)Разработка ППП для обработки информации при мониторинге лесов.

7)Развитие и разработка экспертных систем, интеллектуальных

ПППиИПС.

3. Создание инфраструктуры информатизации лесного хозяйства:

1)система связи и передачи данных;

2)локальные вычислительные сети;

3)локальные базы данных и знаний;

4)отраслевая вычислительная сеть;

5)отраслевой фонд алгоритмов и программ (ОФАП);

6)система обучения и подготовка кадров. 4. Информатизация мониторинга лесов. Создание:

1)головных и региональных центров сбора, обработки и анализа информации при мониторинге лесов;

2)совмещенных баз тематических и картографических данных;

3)дистанционных систем изучения и картографирования лесов;

4)системы экологического мониторинга лесов;

5)системы лесопатологического мониторинга лесов;

6)системы учета текущих изменений в лесном фонде (пожары, стихийные бедствия, антропогенные факторы и др.);

-15 -

7)системы аэрокосмического слежения за состоянием, динамикой лесного фонда и устойчивостью лесов в зонах экологической напряженности.

В соответствии с концепцией информатизации лесного хозяйства России, утвержденной Рослесхозом 20 декабря 1995 г, вновь определены основные направления Программы, которые разделены на три группы:

1)организационные и координационные мероприятия;

2)проекты создания первой очереди информационной системы Рослесхоза;

3)научное сопровождение и учебно-методическая поддержка информатизации отрасли.

В первой группе мероприятий первоочередным является создание Совета по информатизации с рабочими группами по направлениям деятельности Рослесхоза. В эту группу мероприятий входит также решение следующих задач:

• создание и ведение отраслевых классификаторов;

• согласование структуры и форматов информационных массивов;

• тестирование и сертификация использующегося программного обеспечения (далее ПО);

• создание базы данных об информационных ресурсах (о базах данных

иПО);

•создание и ведение архивов информационных массивов федерального уровня;

•создание экспертных групп и комиссий по оценке и сертификации программных комплексов;

•выбор приоритетных направлений и разработка ПО;

•проведение конкурсов (тендеров) и других мероприятий по выбору перспективного, базового ПО, технического обеспечения, организаций - системных интеграторов;

•планирование централизованных средств Федеральной службы лесного хозяйства России на поэтапную информатизацию отрасли,

•распределение и контроль целенаправленного использования финансовых средств;

•издание и распространение рекомендаций, методик по использованию ПО, вопросы организации учебных курсов по различным направлениям ПО и другие задачи.

Организация работ по реализации Программы проводится одновременно на всех уровнях управления лесным хозяйством: федеральном (центральный аппарат Рослесхоза, организации непосредственного подчинения), территориальном (органы управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации) и локальном (лесхозы, лесничества).

В соответствии с Концепцией информатизации лесного хозяйства России основная роль по внедрению новых информационных технологий отводится государственным лесоустроительным предприятиям (далее ЛУП)

иорганам управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации за счет финансирования из федерального бюджета.

- 16 -

Последовательность внедрения организуется следующим образом. Прошедшее сертификацию ПО (ГИС-технологии, документооборот) инсталлируется в государственных лесоустроительных предприятиях и органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации. Специалисты лесного хозяйства осваивают ПО, адаптируют и создают технологии его использования в лесоустройстве и управлении лесным хозяйством.

ЛУП проводит новое лесоустройство с использованием базового ПО и новых информационных технологий, разрабатывает проект организации и ведения лесного хозяйства. Все материалы вводятся, обрабатываются и хранятся в специализированных базах данных: в совмещенной повыдельной лесотаксационной и картографической базе данных (ТИС). В ЛУП используются совершенные СУБД и ГИС, компьютеры и периферийные средства, позволяющие решать все задачи лесоустройства.

ЛУП оказывает содействие лесхозу в приобретении необходимой компьютерной техники и реализует на ней повыдельную базу таксационных данных, базу планово-картографических материалов, картографический интерфейс ЛИС лесхоза и пакет ПО автоматического документооборота для актуализации баз данных. Таким образом, лесхозам передается скопированный полный материал лесоустройства,загруженный в специализированные СУБД и ГИС. Как правило, в лесхозе необходима более простая ГИС и, кроме того, программное обеспечение оперативного управления лесным хозяйством, автоматизированного документооборота и актуализации баз данных.

ЛУП устанавливает программно-аппаратный комплекс под ключ в лесхозе.

Учебно-методический центр при ЛУП производит сопровождение БД и ГИС, обучение специалистов лесхозов использованию передаваемого ПО.

Каждый лесхоз подготавливает двух-трех квалифицированных пользователей, которые могли бы грамотно использовать возможности СУБД и ГИС.

Лесхоз собственными силами проводит актуализацию баз таксационных и картографических данных на основе ПМО автоматизации документооборота и совмещенной информационной системы. По мере развития материально-технической и методологической базы Информатизации производится переход на автоматизированные методы актуализации информационных систем и БД с использованием средств геопозиционирования, переносных полевых компьютеров и соответствующего ПМО. Этот комплекс ПМО и аппаратных средств вместе со средствами связи образуют локальную информационную систему (ЛИС) лесхоза.

Одновременно программный комплекс по каждому лесхозу устанавливается в соответствующем органе управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации. Стандартизация структуры и форматов баз данных и ПМО позволит создать единую информационную систему на

- 17 -

уровне органов управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации.

Вместе с тем в органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации должны быть ГИС и СУБД, обладающие функциями независимого контроля лесохозяйственной деятельности, такими как использование различных дистанционных методов, мониторинг лесов, средств связи с периферийными лесхозными ЛИС для организации единой распределенной информационной системы.

Одной из наиболее актуальных задач информатизации в органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации является организация автоматизации бухгалтерского учета в единой системе с лесхозами. Построение локальных сетей и электронных систем связи начинается с блоков бухгалтерского учета и финансирования. В дальнейшем к созданной локальной сети подключаются все остальныеблокилесоресурсный, мониторинг лесов, лесохозяйственный, кадровый и т.д.

Система информационного обеспечения защиты и охраны лесного фонда создается по отдельной, более детализированной программе.

Научное и учебно-методическое обеспечение

Базовые программные продукты в регионах могут быть различными, но в этом случае в обязательном порядке все региональные продукты должны иметь единую структуру баз данных, единую систему кодирования данных (СОЛИ-2 и др.), единые форматы входных и выходных данных.

Информатизация Рослесхоза требует соответствующего научного сопровождения, включающего как разработку общесистемных вопросов в области информатизации, так и прикладных вопросов передачи, хранения и переработки информации по лесному хозяйству в соответствии с организационной структурой управления отраслью. Комплексность решения вопросов предполагает теснейшую связь организационно-экономической, бухгалтерской и ресурсной информации, поступающей снизу вверх, с директивно-нормативной и организационно-финансовой информацией, направляемой сверху вниз.

В связи с этим необходимо форсировать продолжение НИР по развитию и поддержанию на новом уровне нормативно-справочной базы и классификаторов по всем задачам лесного хозяйства.

Необходимо провести исследования по созданию новых перспективных информационных технологий лесоустройства и ведения лесного хозяйства, охраны и защиты леса, разработать специальные требования к пакетам прикладных программ (например, к геоинформационным системам, бухгалтерского учета, базам данных, математическим моделям, экспертным системам), которые могут быть рекомендованы к использованию в отрасли.

Важным условием успешной реализации ИСЛР является создание учебно-методических центров внедрения новых информационных

- 18 -

технологий и повышения компьютерной грамотности работников лесного хозяйства, так как основными пользователями информационных систем должны стать специалисты, в настоящее время имеющие ограниченный опыт работы с компьютерами.

Такие центры будут до некоторой степени гарантом стандартизации применяемых программно-аппаратных средств, поскольку будут оказывать методическую, консультационную, учебную помощь, помощь по установке, эксплуатации (поддержанию, заполнению, актуализации и работе) локальных информационных систем.

Для обучения специалистов по использованию ЛИС разных уровней необходима разработка целевых учебных программ, учитывающих степень подготовки обучаемых, их заинтересованность, наличие навыков работы на ПК и другие факторы.

Целесообразно введение специальных курсов по новым информационным технологиям для подготовки студентов в лесохозяйственных вузах и техникумах России.

Успешная реализация вышеперечисленных мероприятий позволит:

•создать типовой сегмент ИСЛР на базовых государственных лесоустроительных предприятиях и соответствующих им органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации, включающий в себя все уровни управления лесным хозяйством и поддержанный обученными специалистами;

•провести формирование банков данных и ГИС для всех уровней управления лесным хозяйством (в базовых органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации);

•выполнить оценку эффективности реализации системы;

•провести переподготовку ИТР лесного хозяйства в области информационных технологий;

•произвести переоценку последующих этапов и внести коррективы в Программу информатизации Федеральной службы лесного хозяйства России.

1.3.Проблемы создания ГИС для лесного хозяйства

1.3.1.Зачем нужны ГИС в лесном хозяйстве?

В настоящее время ГИС-технологии изготовления и применения лесных карт еще не нашли широкого практического применения в лесном хозяйстве России. Основными причинами являются недостаток технических и программных средств, отсутствие финансовых возможностей для их приобретения, низкая компьютерная грамотность отраслевых специалистов. Тем не менее, тенденции мирового развития информационных технологий и их приложения к процессам управления свидетельствует о неизбежности и необходимости широкого применения ГИС в лесном хозяйстве России. Чрезвычайная актуальность вопросов разработки и создания ГИС для лесного хозяйства вытекает не только из принятых федеральных законодательных актов, но и из утвержденной 20.12.95 "Концепции

- 19 -

информатизации лесного хозяйства России", а также "Инструкции по проведению лесоустройства в лесном фонде России" (1995) и других

утвержденных в последние годы отраслевых документов. Краткое описание истории вопроса, состояние разработок и внедрения ГИС-тех-нологий в лесное хозяйство России можно найти в работах [17,80,85]. Рассмотрим сложившееся в отрасли положение, связанное с изготовлением и применением карт, на некоторых примерах.

Планово-картографические материалы базового (первичного, повторного) лесоустройства

Вследствие приведения всех лесов России в известность, из года в год сокращаются объемы геодезических работ, все шире в качестве основы используются планшеты и картографические материалы прошлых лесоустройств на бумажных носителях. Однако хорошо известно, насколько резко теряются показатели точности бумажных карт со временем. Технология работы с аэрофотоснимками остается на уровне 40-50-х годов. В таких условиях применения традиционной технологии очень трудно выполнять требования к объему и точности планово-картографических материалов лесоустройства. В то же время средства современных ГИС позволяют автоматизировать методы построения карт с использованием стереофотограмметрического дешифрирования аэрокосмических изображений и геодезических измерений, совмещать их с любыми картографическими материалами, резко увеличивать производительность геодезических работ с использованием методов геопозиционирования и электронной тахеометрии, вводящих данные непосредственно в ГИС, и т.д., не говоря уже о возможностях полиграфических комплексов на ПК в соединении с ГИС.

Непрерывное лесоустройство

В новой лесоустроительной инструкции записано, что обязательное условие проведения непрерывного лесоустройства - ежегодная (или текущая) актуализация повыдельных банков таксационных данных, созданных на персональных ЭВМ во время базового лесоустройства. А как же наиболее трудоемкая работа по актуализации планово-картографических материалов - остается традиционная технология? По-видимому, в этом одна из причин медленного внедрения непрерывного лесоустройства в отрасли. Корректно выполнять эту работу без применения ГИС практически не возможно. Внедрение методов геопозиционирования будет способствовать дальнейшему увеличению оперативности и точности проведения актуализации планово-картографических материалов.

Управление лесным хозяйством

Регулярная работа с бумажными картами и пространственный анализ лесного фонда в лесхозе резко затруднены не только вследствие ограниченной информации, находящейся на планшетах и планах лесонасаждений, но и просто приводит к их физическому старению. Начавшееся внедрение в практическую деятельность многих лесхозов персональных компьютеров (ПК), благодаря их возрастающей мощности и

- 20 -

доступным ценам, позволяет уже в настоящее время рекомендовать широкое использование ГИС для управления лесным хозяйством. Обычная карта отступает на второй план перед познавательной и конструктивноаналитической деятельностью в компьютерной системе, в которой пространственная визуализация данных (тем или иным способом отобранных в базе данных в результате запросов) служит посредником в диалоге между пользователем и ЭВМ. "ЭВМ-карты" никогда не "портятся", всегда сохраняют заложенную при их создании точность и могут многократно копироваться и репродуцироваться (в том числе и на бумажные носители) без потери качества, отличаются от традиционных картографических произведений отсутствием избыточности, неопределенности, наличием возможности корректного перехода к другим планово-картографическим материалам, а также аэрофотоснимкам, другим изображениям и т.п. В этом случае "ЭВМ-карта" удобна в качестве средства контроля исходной и промежуточной информации, а главное - является инструментом пространственно-структурного анализа не только данных по лесному фонду, но и данных любой другой природы - например, наличия и удаленности от дорог населенных пунктов, рельефа местности и проходимости, наличия речной и болотной систем, почв и сельскохозяйственных угодийит.д. ит.п. Наличие функций материально-денежной оценки лесосек, банков данных материально-технических ресурсов, комплекса программ планирования - отчетности хозяйственной деятельности, работающих на единой совмещенной базе данных ресурсов лесного фонда, позволит автоматизировать документооборот. Таким образом, применение ГИС обеспечит специалистам лесного хозяйства не только выполнение анализа пространственных таксационных данных, но и объективную поддержку принимаемых решений по проведению и оптимизации практических лесохозяйственных и других мероприятий, а также и контроль их качества.

Очевидно, что все затронутые и многие другие проблемы могут успешно решаться лишь при использовании ГИС-технологий.

В процессе построения ГИС должен учитываться ряд особенностей российского лесного хозяйства. Прежде всего, необходимо опираться на традиции русского лесоводства, на принципы и основы, которые заложены и длительное время используются в практике лесоустройства и ведении лесного хозяйства. Необходимо учитывать сложившуюся иерархию системы управления лесным хозяйством России и подготовленность специалистов на каждом уровне управления.

1.3.2. Основные принципы создания ГИС для лесного хозяйства

Задачи сбора, хранения и использования данных о состоянии лесных ресурсов, их рационального использования всегда связаны с интеграцией и синтезом разнородной картографической и фактографической информацией. Источником картографической информации могут быть карты, аэрокосмические снимки, сканерные изображения. Источники