Использование ГИС в лесном хозяйстве и лесной промышленности

Разумное использование, сохранение и восстановление лесов в современном урбанизированном мире становится все более сложной и, в то же время, не терпящей отлагательства, задачей. Планы, решения по сбережению и рациональному использованию лесных ресурсов и связанному с ними бизнесу часто противоречивы и принимаются в обстановке столкновения интересов и с высокой степенью неопределенности. Программное обеспечение ARC/INFO, мировой лидер в географических информационных системах (ГИС), дает возможность людям, занимающимся лесным хозяйством, легко интегрировать и использовать имеющиеся источники табличной и картографической информации для повышения качества принимаемых решений.

Большинство сложностей по управлению лесными ресурсами на базовом уровне в действительности являются информационной проблемой. Используя интегрированную ГИС ARC/INFO, Вы получите гарантию того, что потребности всех лиц, связанных с лесным хозяйством, будут удовлетворены за счет общего и разделяемого доступа к объективной информации. ARC/INFO дает лесникам мощное средство для того, чтобы показать применение принципов стабильного развития и интегрированного управления лесами. Лесоводство было одной из первых отраслей, применивших ГИС, но отнюдь не сразу управляющие действительно осознали ту интегрирующую роль, которую играют ГИС в создании планов, согласовании графиков, принятии важных решений по использованию ресурсов. Результатом явилось массовое применение технологии ГИС в целом, и программных продуктов ESRI, в особенности, в решении многих текущих и стратегических задач отрасли.

Сколько раз Вы хотели, чтобы у Вас была система, которая надежно следит за лесоводческими обязательствами и позволяет легко обновлять лесные кадастры? Сколько раз за последний год пересматривались и перерабатывались Ваши планы освоения? Можете ли Вы себе представить, что Вы задаете лесную делянку и быстро получаете сводку о объемах древесины, распределении видов, сопутствующих продуктах, возможных последствиях для природной среды и естественных местообитаний? Неправда ли было бы удобно иметь возможность распространять плановую информацию по всей организации регулярно и с минимальными усилиями?

С помощью интегрированной ГИС ARC/INFO перечисленное выше - уже не проблемы, которые надо преодолевать, а новые возможности управляющего лесным хозяйством, владеющего нужными средствами и данными. Например, ARC/INFO освободит больше времени профессионалам для анализа альтернативных сценариев и концентрации на решении наиболее сложных проблем, которые действительно требуют их профессионального мастерства.

ГИС ARC/INFO идеально подходит для управления лесным хозяйством

Программное обеспечение ARC/INFO является мощным набором программных средств для создания и редактирования географических баз данных, для целей пространственного анализа, поиска, представления и управления данными. Эти средства могут использоваться для поддержки разнообразных функций управления лесными ресурсами, таких как: разработка долговременной стратегии поставок древесины, пятилетние прогнозы запасов, выбор системы лесозаготовки, расчет строительства дорог с минимальными затратами, проведение визуального ландшафтного анализа с наложением делянок, решение споров относительно границ собственности, установление границ естественных местообитаний, моделирование сценариев распространения лесных пожаров, осуществление тактического планирования по подавлению пожаров и многое другое.

Некоторые из особых свойств ARC/INFO, которые делают это программное обеспечение лидером ГИС в решении задач лесоводческой отрасли, состоят в следующем:

* Мощная и гибкая модель данных

- Интегрированное управление табличными и географическими данными

- Векторная топология (точка, линия и полигон) и растровые модели данных

* Интеграция данных

- Интеграция многих сред (например, растровых и векторных изображений)

- Поддержка стандартных форматов изображений и цифровое отображение

- Взаимосвязь с системами спутниковой привязки (GPS)

- Возможности обмена данными более чем в 30 стандартных форматах

* Автоматическое картирование, составление отчетов и анализ

- Отображение стандартных карт и составление таблиц

- Тематические карты, запросы и виды анализа

* Интеграция баз данных и снабжение стандартами во всей организации

- Прямой доступ к базам данных в среде ГИС

- Поддержка многих стандартных промышленных реляционных баз данных и сетевых функций

- Функции надежной безопасности баз данных

- Возможности управления библиотекой карт

* Комплексный пространственный анализ и возможности запроса

- Перекрытия точка-, линия-, полигон-полигон, связи соседства и близости

- Моделирование по регулярной сетке с применением расширений ARC/INFO

- Анализ линейных сетей. Анализ линейных сетей.

Где ГИС используется в лесоводстве ?

Многие лесоводческие организации открыли для себя настоящую ценность программного обеспечения ARC/INFO в области совершенствования принятия решений и повседневной деятельности. По мере роста потребностей в природных ресурсах, становится настоятельно необходимым, чтобы планы управления природными ресурсами были более понятными, более динамичными, доступными для общественности, и учитывали многие ценности, связанные с лесом, землей и обществом. Программное обеспечение ARC/INFO управляет очень большими географическими базами данных в сплошном безразрывном режиме. Мощная среда данных позволяет интегрировать широкое многообразие прикладных задач, что отвечает современным требованиям планирования лесного хозяйства. С появлением программного обеспечения ArcView, родственного программному продукту ARC/INFO, которое создано для отображения данных и запроса баз данных ARC/INFO, объединенные географические данные стали легкодоступны для всех внутри компании, округа, района, штата, провинции или даже государства.

Планирование стратегического управления

Планирование управления лесами включает составление прогнозов того, как будет будет выглядеть лес в результате тех или иных способов управления. Возможность данного анализа является решающей практически для всех сторон прогноза управления, особенно в области долгосрочных оценок продукции древесины и естественных местообитаний. Прогнозирование включает применение стратегии управления - обычно в виде модели - к лесным ГИС-кадастрам и проектирование результата действия стратегии на лес и другие связанные земельные объекты в будущем. Это означает, что информационные системы лесного хозяйства должны не только описывать текущее состояние леса, но и уметь работать с динамикой освоения лесов и изменениями обширных ландшафтных областей, как на коротком, так и на длинном отрезке времени.

Программное обеспечение ARC/INFO может играть ключевую роль в решении этой прикладной задачи. ARC/INFO запоминает как географическую, так и численную структуру лесов и, с помощью Макроязыка ARC AML, связывает пространственную базу данных с моделями планирования, предоставляя полный контроль пользователю через графический интерфейс. Поэтому конечный пользователь может без труда просматривать базы данных, устанавливать параметры модели, наблюдать за результатами. ARC/INFO дает эффективную возможность добавлять важные параметры, как временные, так и пространственные, в процессе планирования управления. В рамках кадастра и модели Вы можете наблюдать, как может выглядеть лес в будущем через 5, 10, 25 или 100 лет.

Планирование управления - делянки для лесозаготовок

Топологически структурированная база данных программного обеспечения ARC/INFO дает важную информацию для пространственного моделирования лесов. Пространственные модели лесов используют как абсолютные, так и относительные географические привязки лесных массивов в проектировании и проверке стратегий лесозаготовок как части процесса планирования лесного хозяйства. Так как учитывается размещение отдельных лесонасаждений, можно создавать графики лесозаготовок и будущие участки, которые легко преобразовать в карты. Одновременно с этим относительная географическая привязка дает возможность учесть экономические и естественно-природные особенности.

Планирование подходов к лесу и дорог

Планирование дорожной сети в лесу существенно сказывается на надежности оценок возможных годовых объемов лесозаготовки. Главными элементами успешного создания плана подходов служат: учет местоположения, время строительства, строительные стандарты дорожной сети. Однако, проектирование и оценка альтернативных вариантов дорожной сети без применения ГИС становятся трудным делом из-за ограниченности непространственных баз данных.

Прикладные средства ARC/INFO дают возможность планировщикам лесозаготовок в динамическом режиме задавать сроки доступа и расходы на транспортировку древесины в имеющейся кадастровой базе данных для разных вариантов прокладки дорог. В соединении с другими характеристиками лесонасаждений, такими как видовой состав и объемы деловой древесины, становится возможным анализ выгодности проекта сети дорог с точки зрения стоимости заготовленной древесины.

Другие прикладные задачи, решаемые пользователями ARC/INFO при планировании подходов к лесу и дорог, включают:

* Анализ устойчивости поверхности и склонов с применением ARC/INFO TIN

* Расчеты выемок и насыпей

* Анализ видимости

* Расчеты уравнивания и нивелирования

* Исследования коридоров движения

* Оценки воздействия на природную среду

* Интеграция данных съемок с применением ARC/INFO COGO

* Анализ стоимостей и потоков с применением ARC/INFO NETWORK

* Графическое отображение затрат на создание дорог на основе характеристик рельефа, склонов и поверхностей. Графическое отображение затрат на создание дорог на основе характеристик рельефа, склонов и поверхностей.

Дистанционное зондирование и оценка первичных ресурсов лесов

Лесники уже давно оценили потенциальную значимость цифровой информации дистанционного зондирования для обновления лесных кадастров. Тем не менее, чтобы практически использовать этот ценный источник информации, данные спутниковых изображений должны получить географическую привязку, должны быть откорректированы с учетом рельефа и связаны с такой технологической инфраструктурой как ГИС.

Эти требования теперь выполняются, что способствует развитию новых направлений картирования и управления в лесоводстве. Например, организации по лесному хозяйству на северо-западе тихоокеанского побережья США использовали базу данных ARC/INFO совместно с системой по обработке изображений ERDAS, чтобы помочь решению проблем, связанных с первичными лесами - для выяснения где и сколько их есть ,и как учесть их при планировании ресурсов. Управления по ресурсам теперь могут включать данные дистанционного зондирования, используя средство ERDAS-ARC/INFO Live Link, анализировать их совершенными средствами обработки изображений и статистическими программами, а затем интегрировать их с другими ресурсными картами в ГИС.

Интегрированное управление ресурсами

Интегрированное управление ресурсами использует разнообразные источники данных и процедуры комплексного анализа, обычно в больших временных рамках и для крупных лесных территорий. Основная цель состоит в том, чтобы создать план освоения, приемлемый со всех точек зрения. Основой плана служит исчерпывающий рабочий кадастр лесов и система обновления, включающая организацию записей о росте, урожае и т. п. Другие ресурсные показатели, интегрированные с базой данных, включают параметры воздействия на дикую природу, зоны рекреации, воду, качество местности, биоразнообразие, живописность ландшафта. Программное обеспечение ARC/INFO может интегрировать все эти характеристики для более объективной разработки и проверки альтернативных вариантов освоения.

Элемент LIBRARIAN программного обеспечения ARC/INFO дает бесшовное отображение базы данных, но при этом поддерживает стоящую за этим эффективную структуру, образованную листами карт. Эти функциональные возможности позволяют делать запрос и вычерчивание с пересечением листов карты. Одновременно, может обновлять отдельные листы. Группа функций DATADASE INTEGRATOR программного обеспечения ARC/INFO дает возможность прямого доступа к атрибутивным данным, даже если они хранятся в удалении, и позволяет двухсторонний обмен информацией между лесохозяйственным и другими отделами. Все средства ARC/INFO могут работать с информацией с переменными разрешением и масштабами, что упрощает путь от стратегического к рабочему планированию и включение внешних источников информации о ресурсах.

Возможности интеграции

Программное обеспечение ARC/INFO разработано с возможностью интегрировать множество видов цифровых данных, включая управление базами данных SQL, растровые системы, САПР и GPS. Это важно, поскольку позволяет организации сразу использовать существующие возможности и системы управления базами данных (СУБД) для поддержки прикладных задач лесоводства. ARC/INFO имеет встроенные средства для интегрирования табличных данных из широко известных СУБД, таких как DB2, dBASE, INFORMIX, SYBASE и другие. Возможно сопряжение и с другими связанными средами, такими как AutoCAD и технологии работы с растровыми изображениями.

Аппаратные средства

Программные продукты ESRI работают на всех стандартных аппаратных платформах, включая персональные компьютеры, рабочие станции UNIX, компьютеры Macintosh. Поддерживаемые фирмы включают Intel, Data General, Digital, DEC Alpha, Hewlett-Packard, IBM, NEC, Silicon Graphics и Sun. ARC/INFO спроектировано для работы во многих сетевых конфигурациях, связывающих рабочие станции и персональные компьютеры с табличными базами данных. Структура ARC/INFO осуществляет поддержку реально распределенной системы данных, программного обеспечения и приложений. Концепция открытых систем программного обеспечения ARC/INFO и независимость от платформ дают Вам возможность стыковаться с этими системами с помощью передачи данных или динамической интеграции способами согласования SQL программного обеспечения ARC/INFO.

ArcForest

Дистрибьютор ESRI-Canada создал и активно внедряет программный продукт, названный ArcForest - серию разработанных на основе ARC/INFO средств для принятия решения в области лесного хозяйства. ESRI-Canada разработал приложения ArcForest в результате деловых, исследовательских и проектных соглашений с организациями лесной отрасли Канады. ESRI понимает, как важно работать вместе с отдельными людьми и организациями, уже вложившими или планирующими существенные инвестиции в развитие прикладных программ для лесного хозяйства. Тесно сотрудничая с партнерами, связанными с лесоводством, ESRI постоянно расширяет и углубляет работу по развитию имеющихся программ, чтобы лучше удовлетворить потребности людей, занятых в лесном хозяйстве.

ArcForest состоит из нескольких взаимосвязанных модулей и подпроцессов:

Система управления лесами и земельными записями - основа ArcForest. Модуль Records обеспечивает управляемый доступ к базе данных, полноценный набор процедур и средств ее поддержки. База данных использует современные реляционные модели данных по лесным и земельным угодьям, включающие покрытия по растительности, рельефу, землевладению, административному делению, дорогам, водосборным бассейнам, древостою и хронологии использования лесных угодий.

Query - модуль содержит средства визуализации табличной, графической и временной информации, содержащейся в базе данных, интегрирует функции буферизации и наложения.

Подпроцесс Surface View позволяет визуализировать рельеф местности.

Planning - модуль предоставляет пользователям возможность провести оценку всей относящейся к лесным угодьям информации, определить и оценить альтернативные сценарии их разработки, создания соответствующих карт и отчетов.

System and Data Administration - модуль администратора данных с возможностями импорта и экспорта в и из ArcForest, обновления данных по инвентаризации лесов, системой защиты доступа к данным.

Integrated Graphical User Interface - интуитивная система окон, иконок и кнопок с традиционным набором функций, выполняющихся по нажатию клавиши мыши. Включает разветвленную контекстно-зависимую информационную подсказку, помогающую быстро овладеть работой с пакетом.

Add In Your Own Programs - при использовании ArcForest Programmer's Guide позволяет дополнять продукт необходимыми в Вашей работе программными приложениями, например моделями процессов и подпроцессов. В это руководство включены примеры использования AML-программ и меню, он обеспечивает стандарты программирования и соответствующую структуру каталогов.

Институт исследований систем окружающей среды (ESRI)

Более 25 лет ESRI помогает планировщикам, менеджерам, практикам и ученым, занимающимся решением разнообразных проблем, в которых необходим учет пространственно распределенной информации. ESRI - пионер в области обработки географически привязанной информации, полностью занят разработкой и поддержкой географических информационных систем. Программное обеспечение ARC/INFO было первой в мире ГИС, ориентированной на базу данных. Ее внедрение вызвало революционные изменения в профессиональных способах управления пространственными данными. Тысячи организаций выбрали программу ARC/INFO, так как она отражает передовые идеи в технологии управления пространственной информацией.