Информац_технологии_Черных_2000

- 251 -

данными по которому мы не располагали). После устранения небольшого числа ошибок все 6 ходов замкнулись с неплохими невязками (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Типовые ошибки в геоданных

Очевидно, все они являются типичными описками и в значительной степени вызваны рукописным способом заполнения геожурналов.

При сравнении контуров окружных границ, вычерченных на плоттере в масштабе лесоустроительных планшетов (1:10 000) с самими планшетами на проклеенной бумажной основе, наблюдается следующая типовая картина: контуры, построенные по геоданным, оказываются во всех случаях несколько больше тех, которые мы видим на бумажных планшетах. Таким образом, бумажные планшеты имеют склонность к "усадке", и многократное "перекалывание" границ от одного лесоустройства к другому приводит к постепенному уменьшению контуров. Величина уменьшения размеров контуров в направлениях север-юг и запад-восток для данных планшетов составила от 0,5 мм до почти 2 мм (от 5 до 20 м на местности).

Что же касается площадей планшетов, то только в одном из них (8-м) площадь внутри геохода является действительной площадью планшета. Для этого планшета площадь, вычисленная по геоданным, точно совпала с площадью, определенной землеустройством.

Теперь о геоданных, которые задают позднейшие "прирезки" к контурам базового землеустройства. Они, как правило, не образуют замкнутых контуров, а начинаются и заканчиваются в некоторой точке базового геохода, и проблем с этими геоданными оказалось несоизмеримо больше.

Геоходов, определяющих замкнутые контуры в "прирезках", оказалось только три, и все - в 3 планшете. Самый большой замкнутый геоход этого типа - это "окно" в 17 квартале. После исправления одной ошибки он замкнулся с хорошей невязкой:

длина хода (периметр) (м): 2396.5; линейная невязка абсолютная (м): 1 О; линейная невязка относительная: 1 / 2335.

Однако при попытке встраивания его в топооснову выяснилось, что он приближается к ситуации, изображенной на планшете только после разворота хода на 4° по часовой стрелке (рис. 7.48). Возможно, в геоданных

- 252 -

не было учтено магнитное склонение.

Два других контура находятся в квартале 84 (полностью состоящем из "прирезок").

Рис. 7.48. Контур геохода:- - с планшета показан пунктиром; — развернутый геоход средствами ГИС — сплошной линией

В участке 1 все геоданные оказались перепутаны вследствие того, что при переписывании по колонкам в столбце углов поворотов хода произошел сдвиг на одну строку. Вычисленный по этим данным ход мало напоминал замкнутый контур (рис. 7.49) После перевычисления румбов ход замкнулся:

длина хода / периметр (м): 1560.5; линейная невязка абсолютная (м) : 0. б; линейная невязка относительная: 1/2812.

Второй контур - участок 2 - после исправления первого и получения его точки привязки сразу занял свое место:

длина хода/периметр (м): 631.2; линейная невязка абсолютная (м): 0.1;

линейная невязка относительная: 1/> 10000.

■

- 253 -

Рис. 7.49. Пунктиром показан геоход, построенный по исходным данным, сплошной линией - геоход вокруг участка 1 после исправления ошибок и пересчета румбов, а также геоход вокруг участка 2

Контуры, построенные по геоданным (показаны сплошными линиями), не вполне совпадают с контурами с планшетов (показаны пунктиром). К сожалению, для контуров "прирезок" такая ситуация наблюдается достаточно часто. Еще хуже, когда даже после проверки и исправления явных ошибок контур все равно не приходит в заданную точку базового геохода. Таких ходов встретилось достаточно много. Единственный положительный результат, который при этом можно получить, - это то, что такими геоданными нельзя пользоваться в качестве опорных при выполнении отводов. На рис. 7.50 показан пример подобной ситуации у границы первого и второго планшетов.

Рис. 7.50. Прирезка площадей на границе первого и второго планшетов (сплошной линией показан ход, построенный по геоданным, а пунктиром - контуры с планшетов)

Еще одна интересная ситуация была обнаружена на границе 3 и 4 планшетов. Все геоданные замкнулись с хорошими невязками (меньше 1 метра), но контур прошел не через ту точку, через которую он проходит на бумажном планшете (рис. 7.51). На планшете граница лесного фонда на 60 м дальше и площадь соответствующих выделов больше.

- 254 -

Рис. 7.51. Граница между } и 4 планшетами (пунктиром показано место ответвления границы, как это изображено на планшете)

После завершения обработки геоходов остальные данные, составляющие топооснову лесничества: квартальные границы, просеки, реки, различные трассы и дороги, вводились с помощью планшета-дигитайзера и "вшивались" в окружные границы, построенные по геоданным. Те участки прирезок к базовым геоходам, которые оказались настолько некорректными, что их не удалось использовать, были также оцифрованы на планшетедигитайзере. Затем контуры были сшиты, исключены перекрытия, проверена и построена топология контурной сети. На рис. 7.52 представлена цифровая топооснова Данковского лесничества.

Рис. 7.52. Цифровая топооснова Данковского лесничества, созданная средствами ГИС начального уровня

Практика подтвердила работоспособность технологии и программного обеспечения при выполнении практических задач. Эта технология позволяет эффективно и при минимальных трудозатратах обработать имеющиеся геоданные и использовать их для уточнения топоосновы. Краткий перечень основных практических результатов:

•Построение замкнутых окружных границ планшетов по геоданным позволяет оценить корректность самих геоданных и исправить описки, которые были внесены в них при многократном переписывании.

•Построение контуров "прирезок" к основным ходам, как и для окружных границ, позволяет оценить корректность геоданных относительно

- 255 -

базовых геоходов, исправить описки и. кроме того, выявить нестыковки геоданных по азимутам.

•Построенные по геоданным окружные ходы позволяют уточнить границы планшетов и исключить накопившиеся в процессе многократного "перекалывания" смещения окружных границ.

•Геоданные позволяют также выявить различные качественные несоответствия между границами, изображенными на планшетах, и геоданными, их описывающими. Решение этих проблем возможно лишь с привлечением дополнительных источников данных либо при проведении натурных измерений.

•Исправление ошибок в самих геоданных позволяет с большей надежностью использовать их в качестве опорных данных при выполнении различных отводов.

•Для геоданных, которые не удалось привести к корректному виду камеральными методами, следует сделать вывод о невозможности их использования в качестве опорных данных и необходимости их уточнения в натуре.

•Использование технологии сшивания окружных границ смежных планшетов с получением системы окружных границ планшетов всего лесничества в целом в единой системе координат позволяет не только уточнить топооснову лесничества, но и выявить нестыковки окружных рамок смежных планшетов на этапе создания топоосновы.

•Создание топоосновы всего лесничества в целом в единой системе координат позволяет исключить дополнительную операцию сшивки планшетных рамок отдельных планшетов.

•Использование более точной топоосновы лесничества, построенной с использованием геоданных, в дальнейшем позволяет существенно повысить точность выполняемых на ее основе отводов, в том числе с использованием программных средств ГИС.

7.4.3. Связь картографической и таксационной баз данных в npoq)aMMe VEL

Краткое описание программы VE-L

Программа VE-L позволяет обеспечить связь между данными картографической базы данных программы VectEdit и таксационными данными, хранящимися в системе L. Реализована эта связь с использованием возможностей многозадачного режима графической операционной среды Microsoft Windows. Использованный подход основан на возможности совместной работы и взаимодействия нескольких программ в среде Windows (программа VectEdit), возможности запуска в этой среде одновременно нескольких сеансов выполнения DOS-программ (программы системы L, в которой хранятся повыдель-ные лесотаксационные базы данных).

Используемый программный комплекс - это прежде всего инструментарий, который может быть настроен в соответствии с конкретными потребностями и использован для решения различных ле-

- 256 -

сохозяйственных задач. Интерфейс взаимодействия с пользователем, с одной стороны, достаточно прост, с другой - имеет большие возможности настройки. В целом весь комплекс может быть весьма эффективен при творческом использовании заложенных в нем возможностей.

Программа VE-L в этом комплексе является своего рода интегратором, обеспечивающим взаимодействие между программой VectEdit для работы с картографической базой данных и программами из пакета лесотаксационной базы данных L. При запуске программа VE-L берет на себя управление программой VectEdit, динамически перестраивая ее меню, а также частично управляет программами пакетаL.

Фактически программы VE-L пользователь не видит - он видит несколько измененную программу VectEdit с заголовком главного окна VectEdit + L, из которой исключены функции редактирования картографических данных и в которую добавлены функции визуализации результатов запросов. Сеансы DOS для генератора запросов системы L и для программы подготовки таксационных описаний запускаются из меню

VectEdit + L.

Меню VectEdit + L содержит вызов диалога настройки параметров связи и способов показа результатов запросов. Имеется доступ к настройкам видов линий VectEdit. Полностью доступны функции создания окон увеличенного просмотра, увеличения /уменьшения/ "прокрутки" картографического изображения в окнах VectEdit + L. Пользователю предоставляются два рабочих режима программы: в режиме запросов он может выполнять запросы по таксационным данным и в цвете показывать характер пространственного распределения полученных результатов, сопровождаемый развернутой легендой, изменять масштаб просмотра, измерять расстояния, подготавливать отводы, получать их площади и геоданные для построения и натуре, встраивать геоходы в картографическую базу данных и т.п.; дополнительный режим Карта позволяет интерактивно продвигаться по карте на экране и видеть номера кварталов, выделов и их площади.

Функцию просмотра таблиц таксационного описания, результата выполненного запроса и получаемых геоданных программа VE-L перекладывает на стандартный текстовый редактор Write оболочки Windows, он же выполняет и печать полученных документов. Функции просмотра также вызываются из меню VectEdit+L.

В программе VE-L реализована автоматическая генерация легенды электронной карты, получаемой в результате запроса к лесотаксационной базе данных "L". Интеллектуальный модуль генерации легенды в каждом случае воспроизводит наиболее информативный ее вариант с учетом имеющихся входных данных и содержания настроечных таблиц, при наличии текстовых справочных данных раскрывает коды базы данных "L" в виде текстов (например, названий пород или классов бонитета) либо выдает непосредственно значения из таблицы результата запроса с предписанным для них цветом, либо при отсутствии в настроечных данных предписанного

- 257 -

цвета пытается определить его значение через величину результата. Легенда автоматически форматируется (как цветовые клетки, так и тексты) и в случае, когда она не помещается по высоте экрана, может быть просмотрена методом прокручивания.

В программу введены средства, позволяющие автоматизировать процедуру подготовки контуров отводов участков леса непосредственно из сеанса работы с совмещенной базой данных прямо на экране компьютера. При этом появляется возможность мгновенного получения площади отводимого участка, измерения его геометрических размеров, получения в текстовом файле редактора Write геодезических данных как самого отводимого полигона, так и геохода для его привязки к имеющимся ориентирам.

Автоматизирована процедура печати твердых копий картографических документов, получаемых в результате запроса к лесотаксационной базе данных "L" или при проектирования отводов участков леса. Для этого используется графический редактор Paintbrush, причем печатаемые документы могут содержать легенду, краткое название запроса либо значение площади отводимого участка.

Автоматизирован ряд вспомогательных операций, что снимает с пользователя системы необходимость подстройки параметров программ вручную: программа автоматически определяет имя файла номеров выделов, автоматически подстраивает параметры ориентации страницы при просмотре и печати документов через редактор Write (результата запроса к БД "L", таксационного описания и геоходов), автоматически копирует площади выделов в буфер обмена для использования их в экранном калькуляторе. Более естественно задается масштаб картографической БД. Дополнительные настраиваемые возможности позволяют автоматически устранять излишнюю страничную разбивку и пустые строки в документах, конвертируемых в формат редактора Write из системы "L".

Принципиальная схема работы с программой VE-L

В процессе работы программа VE-L переходит из одного рабочего состояния (режима) в другое. Переход из одного режима в другой и возврат в исходный режим инициирует пользователь, выбирая те или иные пункты меню VE-L.

Сразу после старта программа находится в пассивном режиме и ожидает, пока Вы не выберете через меню Файл - > Открыть файл типа Ant с границами объекта из картографической базы данных.

После выбора файла границ программа переходит в свой основной режим - режим выполнения запросов. Этот режим мы считаем основным, потому что из него возможен переход во все остальные режимы. Например, выполнив пункт меню Окна— "Закрыть все", Вы вновь попадете в пассивный режим. Из режима запросов через различные пункты меню Файл вызываются программы системы L и текстовый редактор Write с документами, полученными в процессе работы программ системы L - это тоже отдельные

- 258 -

режимы работы программы VE-L. Текстовый редактор Write позволяет не только просматривать полученные документы, но и распечатывать их на принтере, используя все гибкие настройки печати в Windows. И, наконец, вызывается специальный режим Карта, в котором Вы можете, оперируя мышкой, просматривать номера и площади выделов прямо на экране.

Типовая последовательность работы с программой VE-L может иметь следующий вид: после открытия файла программа автоматически выполняет необходимые настройки VectEdit и показывает диалог настройки VE-L, в котором необходимо задать соответствующие параметры. С этого момента программа переходит в режим запросов. В окне DOS вызывается генератор запросов системы L и выполняется необходимый запрос. Далее можно просмотреть полученный результат запроса в виде полноэкранной таблицы уже в Windows, при необходимости распечатать эту таблицу и затем, вернувшись в VE-L,посмотреть пространственное размещение и распределение по заданным классам (выделяется цветом и сопровождается легендой) отобранных выделов. Кроме того, можно, используя возможности масштабирования VectEdit и задания окон просмотра, увидеть интересующий участок карты в крупном масштабе, повторить раскраску в этом масштабе. Далее переходим в режим Карта, позволяющий указывать мышкой интересующие выделы, получая в ответ в информационной строке экрана их номера вместе с номером квартала, а также площадь выдела. Наконец, если понадобилось таксационное описание по интересующему выделу, можно вернуться в режим запросов, вызывать в окне DOS функцию подготовки таксационного описания, затем функцию просмотра полученного описания и посмотреть в полноэкранном формате типовую таблицу, сформированную программой системы L. Затем можно распечатать таксационное описание.

Данковское лесничество Опытно производственное п\х объединение"Русский лес» Данковское лесничество

Рис,7.53. Выборка сосняков старт

Выбрав интересующие участки леса, пользователь может выполнить подготовку контуров отводов участков леса непосредственно из сеанса работы с совмещенной базой картографических и лесотаксационных данных прямо на экране компьютера. Описанная выше типовая последовательность

- 259 -

является лишь иллюстрацией, на практике пользователь может работать в такой последовательности, которую найдет более полезной. Управление программой и переходы из режима в режим, как правило, не вызывают трудностей у пользователя. Описание системы Ve-L и ее настройки приведено в "Инструкции пользователя

Рис. 7.54. Выборка сосняков по бонитетам и полнотам на отдельном планшете

Для ОЛХ "Русский лес" были разработаны, например, следующие варианты запросов, реализуемых в ГИС:

выборка вырубок и несомкнувшихся культур; выборка лесных культур и их таксационная характеристика;

выборка несомкнувшихся еловых культур и распределение по классам бонитета;

выборка еловых молодняков возрастом до 10 лет; выборка еловых молодняков возрастом от 11 до 20 лет;

выборка еловых молодняков возрастом от 11 до 20 с долей участия ели от 4 до бед.;

выборка сосняков старше 80 лет и их таксационная характеристика; выборка сосняков, включенных в РГП, старше 80 лет с запасом более

250 м3/га;

распределение сосняков, включенных в РГП, старше 80 лет по классам товарности и группам запасов (170-250, >250 м7га и т.д.

Представленный список запросов далеко не полный и может быть расширен. На рис. 7.53- 7.55 приведены примеры тематических лесных карт, которые получены с использованием программы Ve-L для визуализации пространственных запросов. Большое количество стандартных запросов не решает проблему пользователя при получении тематических карт. Нужен универсальный язык запросов, например, как в АРМ "Лесфонд" (см. раздел.7.3).

7.4.4. Некоторые возможности прикладного использования ГИС лесхоза

- 260 -

Информационная система на основе повыдельного банка лесотаксационных данных позволяет выполнять большое количество различных задач, в частности:

просматривать, корректировать исходные документы -данные таксационных описаний;

работать с Базой Данных "Таксационные описания" (просмотр, поиск, дополнение, корректировка, справки);

работать с системой запросов (сколь угодно сложный запрос с применением логической формулы);

подготавливать, корректировать, распечатывать выходные документы произвольной формы;

просматривать, корректировать, распечатывать подготовленные аналитические карты;

подготавливать, просматривать, распечатывать произвольные аналитические карты;

работать с картами выделов и кварталов как объектами геоинформационной системы.

Так, например, можно проанализировать структуру породного и возрастного состава лесных массивов по площади и запасу, получить перечень кварталов / выделов, удаленных от какой-либо дороги на определенное расстояние или с определенным диапазоном любого параметра таксационных описаний, получить выкопировку из планшета группы выделов, провести деление полигона выдела на два и более с перерасчетом площади и всех характеристик таксационного описания на каждый новый полигон.

Большие возможности информационная система "Таксационные описания" представляет для отбора выделов в лесохозяйственные мероприятия, например в рубки ухода. При этом формируется сложный запрос, в котором отбираются выделы с определенным породным составом, возрастом и полнотой в соответствии с рубками ухода, как это сделано на рис. 7.55, для Коробовского лесничества леспаркхоза "Горки", существующими нормативами и схемами рубок ухода. Используя действующие нормативы и схемы, получаем карту рекомендуемых мероприятий.