Гис для охраняемых территорий Бельгии

(по материалам статьи Барбары Дегрут и Мартина Херми, GIS Europe, июнь 1998)

В Бельгии, одной из самых густозаселенных стран мира, высок приоритет защиты еще сохранившихся естественных территорий. Но нередко возникают трудности в управлении и исследовании заповедников, так как трудно найти исчерпывающую информацию об этих объектах. Чтобы создать полноценный централизованный источник данных по центральной области Vlaams-Brabant (Рис. 1), который объединит реляционную базу данных с географической базой данных, основывающейся на картах, правительство привлекло к работам университетскую исследовательскую группу. Цель состоит в том, чтобы помочь администраторам окружающей среды и исследователям более эффективно защищать природные заповедники и идентифицировать другие экологически интересные области, которые правительство должно покупать и сохранять.

Рис. 1

В области Vlaams-Brabant (Рис. 2) приблизительно 1300 гектаров зарезервировано под заповедники. Из них 553 гектаров принадлежат государству и управляются Администрацией по управлению окружающей средой, природой, землей и водой, которая относится к Министерству фламандского сообщества. Помимо управления заповедниками, правительство проводит политику, направленную на то, чтобы приобретать экологически ценные области и наилучшим способом сохранять их и управлять ими. Эта работа включает: оценку экологического значения областей и идентификацию наиболее важных из них; планирование управления; изучение последствий этих действий для окружающей среды; планирование и продолжение закупок земель для новых заповедников.

Рис. 2

Чтобы успешно справляться с этими задачами, требуется много данных. Управляющие должны знать, какие виды живут в области, где точно они живут, насколько они редки, насколько обширна их среда обитания, какие здесь типы почв, и много других дополнительных сведений. Им также нужны данные в разных масштабах: детальные для планирования действий по управлению в конкретном заповеднике, но более мелких масштабах - для оценки и сравнения заповедников. В настоящее время, они должны искать данные в целом ряде источников, и даже когда они находят то, что нужно, зачастую эти сведения неполны.

Географический подход

Для большей эффективности Администрация объединила свои усилия с Лабораторией исследований леса, природы и ландшафтов в Университете Лёвена. Идея состоит в том, чтобы вся информация об окружающей среде была в централизованной автоматизированной системе, откуда администраторы и исследователи смогут легко ее извлекать.

Новая система состоит из реляционной базы данных (Microsoft Access) и географической базы данных (ArcView GIS от ESRI). Большая часть данных в реляционной базе пространственно распределена и может отображаться в географической базе данных. Но ГИС сама по себе не является реляционной базой данных, и чтобы лучше работать с табличными материалами, нужные таблицы в Access необходимо было связать с соответствующими картами ArcView GIS, используя общие поля.

Это позволяет пользователям легко вводить и запрашивать данные, отображать их в таблицах или графически и выполнять стандартные ГИС операции типа создания накладок и буферов.

На первой стадии проекта университетская группа разработала структуру системы. Вторая текущая стадия состоит в заполнении базы данных, начиная с государственных заповедников. На последней стадии будет создан удобный в работе интерфейс, чтобы пользователи, не знакомые с базами данных, могли обновлять и использовать реляционную базу данных.

Исследователи будут также разрабатывать инструментальные средства, которые пригодятся руководителям, ответственным за принятие решений, для определения экологической значимости конкретных областей. Другие инструментальные средства позволят им планировать и развивать стратегию управления районом, или даже помогут в закупках земель, не относящихся к заповеднику. Ожидается, что система заработает к началу года. Проект должен быть полностью закончен к 1 марта 1999 г.

Для заполнения базы данных используется информация природоохранных ассоциаций, университетов и ведомств, выполняются дополнительные полевые работы. Также собираются и оцифровываются бумажные карты. После того, как группа закончит компилировать данные для государственных природных заповедников, она перейдет к другим заповедникам. В базу будут включены данные и о других экологически ценных областях, которые еще не защищены законом.

“Но некоторые животные более равны, чем другие... “

Сохранение природы понимают как сохранение генетического разнообразия (или “биоразнообразия”), но когда охраняемые ресурсы ограничены, все среды обитания и виды требуют равного внимания. Поэтому, чтобы правильно оценить условия и направление работ, необходимо использовать критерии типа редкости разнообразия, области и естественности. Чтобы дать возможность пользователям применить эти критерии, в базе данных содержится следующая информация:

• Для каждого места содержатся сведения о резидентных видах: растения, птицы, млекопитающие, рыбы и бабочки. Включены количества (кроме видов растений) и даты картирования, чтобы можно было следить за изменениями.

• Редкость в стране и в мире для каждого вида.

• Карта биологической оценки по результатам систематической съемки растительности в пределах Бельгии в масштабе 1:25 000 — для оценки разнообразия сред обитания.

• Абиотические условия — почвы, водные пути и качество вод.

Подробные сведения по каждой области содержатся в географической базе данных, и система включает детальные планы зонирования, юридический статус охраняемых областей, данные о том, какие проекты там выполняются, где есть какая-либо угроза для окружающей среды (Рис. 5). Такие конкретные и более общие основания могут помочь процессу принятия решения. Объединяя информацию базы данных с аэроснимками и собственным знанием ландшафта, администраторы могут создавать базовые охраняемые модули, управление которыми ведется сходным образом. Система содержит детальный план управления каждым охраняемым земельным участком, с описанием действий, их близких - и долгосрочных целей, даты, когда эти действия были запланированы и выполнены.

Администраторы могут прослеживать, как их действия сказываются на окружающей среде. Проводя опись видов, обнаруживаемых в каждом охраняемом объекте, включая популяции животных и растительные сообщества, можно следить за изменениями их численности и разнообразия. Можно учитывать эту информацию при разработке стратегий управления объектами.

Рис. 5

Закупка новых участков для охраны

Кроме охраны существующих заповедников, правительство хочет определить те уязвимые природные участки, которые следует приобрести. Но закупки новых заповедных участков занимают много времени и требуют много административных данных. Новая система и в этом случае оказывается полезной, поскольку содержит эти данные.

На самом базовом уровне в ней есть кадастровые карты. Они показывают нужные земельные области, но проекция этих карт неудобна для наложения на другие карты. Поэтому после того, как университетская группа их оцифровала, нужно было исправить геометрические искажения кадастровых карт и преобразовать их координаты, чтобы они соответствовали топографическим картам. Для этого применялась растяжка (кусочное преобразование, которое сохраняет прямые линии), чтобы кадастровые земельные участки максимально точно соответствовали топографическим картам масштаба 1:10 000.

Система содержит и другие инструменты, необходимые для ведения закупок, и включает сведения о земельных участках, находящихся в собственности и сданных в аренду, адреса владельцев, даты каждого этапа в процессе закупки. Информация структурирована на двух уровнях в каждой из баз данных. Сначала запрашивается информация по всему заповеднику. Затем можно запросить более детальную информацию о земельных участках в пределах заповедника, об объектах охраны, или о кадастровых единицах. Географическая база данных обеспечивает тремя видами карт: границы заповедников в целом, кадастровые земельные участки каждого заповедника и объекты охраны в каждом заповеднике (пример по лесному массиву Родебос приведен на рис. 3). Можно также добавлять имеющиеся карты, охватывающие целую область, например, почвенные карты или ортофотоизображения (Рис. 4, карта кадастровых участков, наложенная на аэрофотоснимок массива Родебос).

Рис. 3

Информация о заповедниках, кадастровых земельных участках и объектах охраны находится в реляционной базе данных в форме таблиц. Администраторы, чтобы избежать дублирования, также могут импортировать данные из внешних таблиц. Например, внешняя таблица содержит список всех видов растений со сведениями об их редкости, таксономической классификации и т.д. Администраторы могут использовать этот список для заполнения таблицы по видам растений в выбранном заповеднике, или чтобы при необходимости добавить информацию к другим таблицам.

Рис. 4

Результаты

Выбор работы в Access или ArcView GIS зависит от требуемого способа представления результатов — в виде графики или в форме таблицы. В ArcView Вы выбираете нужную карту или карты. Это может быть карта, показывающая контуры всех заповедников или карты охраняемых объектов конкретного заповедника. Затем Вы можете обратиться к необходимым таблицам и запросам Access. В случае связи типа "одна-к-одной" таблицы соединены с атрибутивными таблицами карты, а в случае отношений "многие к одной" — связаны с ними.

На этом этапе Вы можете выполнить пространственный или атрибутивный запрос и провести пространственный анализ. Так, при пространственном запросе об определенных местах, отображаемых на экране, Вы, например, можете спросить: "Какие редкие виды птиц живут в этой природной области?" При атрибутивном запросе отображается данный массив атрибутов, например, "в каких охраняемых объектах нужно провести сенокос в этом месяце?" Типичный пространственный анализ мог бы состоять в том, что в ответ на вопрос “Какие почвы встречаются на данной охраняемой территории?" выполняется наложение почвенной карты на карту охраняемых объектов. В дальнейшем предполагается разработка полностью интеллектуальной системы, то есть экспертной системы, заменяющей специалиста. А пока система поможет экспертам принимать лучшие решения по защите естественных ландшафтов центральной Бельгии.

© Copyright Data+, Inc.

http://www.dataplus.ru/win/ARCREV/Number_10/7_Belg.htm