GIS și teledetecție. Aplicarea imaginilor satelitare și a datelor de teledetecție Teledetecție a sistemelor de informații geografice de teledetecție a pământului gis

ROSYAYKINA E. A., IVLIEVA N. G.

PRELUCRAREA DATELOR DE LA TELE DETECȚIA PĂMÂNTULUI

ÎN PACHETUL GIS ARCGIS1

Adnotare. Articolul discută posibilitățile de utilizare a pachetului ArcGIS GIS pentru procesarea datelor de teledetecție a Pământului. O atenție deosebită este dedicat definirii si analizei indicelui de vegetatie NDVI.

Cuvinte cheie: teledetecție, imagine satelit, pachet ArcGIS GIS, indice de vegetație NDVI.

ROSYAIKINA E. A., IVLIEVA N. G.

PRELUCRAREA DATELOR DETECTATE DE LA DISTANȚĂ PRIN SOFTWARE-UL ARCGIS

Abstract. Articolul ia în considerare utilizarea software-ului ArcGIS pentru procesarea datelor de la distanță. Autorii se concentrează pe calculul și analiza indicelui de vegetație (NDVI).

Cuvinte cheie: teledetecție, imagine satelit, software ArcGIS, indice de vegetație (NDVI).

Procesarea datelor cu teledetecție (RSD) este un domeniu care se dezvoltă activ de mulți ani și este din ce în ce mai integrat cu GIS. Recent și în activitati de cercetare informația spațială este utilizată pe scară largă de către elevi

Datele raster sunt unul dintre principalele tipuri de date spațiale în GIS. Acestea pot reprezenta imagini prin satelit, fotografii aeriene, modele digitale obișnuite de elevație, grile tematice obținute ca urmare a analizei GIS și modelării informațiilor geografice.

Pachetul ArcGIS GIS include un set de instrumente pentru lucrul cu date raster, care vă permite să procesați datele de teledetecție direct în ArcGIS, precum și să efectuați analize ulterioare utilizând funcțiile analitice GIS. Integrarea completă cu ArcGIS vă permite să convertiți rapid date raster coordonate spațial de la o proiecție pe hartă la alta, să transformați și să georeferiți imaginile, să convertiți din formatul raster în format vectorial și invers.

În versiunile anterioare ale ArcGIS, procesarea profesională a imaginilor raster a necesitat extensia Image Analysis. ÎN ultimele versiuni

1 Acest articol a fost susținut de Fundația Rusă pentru Cercetare de bază (proiectul nr. 14-05-00860-a).

ArcGIS a adăugat o serie de funcții raster la setul său standard, dintre care multe sunt disponibile în noua fereastră de analiză a imaginii. Include patru elemente structurale: fereastră cu o listă de straturi raster deschise; un buton Opțiuni pentru a seta opțiunile implicite pentru unele instrumente; două secțiuni cu instrumente („Afișare” și „Procesare”).

Secțiunea „Afișare” reunește setări care îmbunătățesc percepția vizuală a imaginilor de pe ecranul monitorului, secțiunea „Procesare” prezintă o serie de funcții pentru lucrul cu raster. Cercetările noastre au arătat că panoul Tratare ferestre din fereastra Analiză imagini simplifică foarte mult gestionarea rasterelor în ArcMap. ArcGIS acceptă, de asemenea, clasificarea supravegheată și nesupravegheată a imaginilor digitale. Pentru analiză, puteți utiliza și funcțiile modulelor suplimentare Spatial Analyst și 3D Analyst.

Pentru studiu am folosit imagini Landsat 4-5 TM: multispectrale (set arhivat de imagini în format GeoTIFF) și o imagine sintetizată în culori naturale în format JPEG cu referință de coordonate. Rezoluția spațială a imaginilor din satelit este de 30 m Imaginile au fost obținute prin serviciul EarthExplorer al US Geological Survey. Nivelul de procesare al imaginii de satelit multispectrale originale este L1. Acest nivel de procesare a imaginilor Landsat asigură corecția lor radiometrică și geometrică folosind modele digitale de elevație (corecție „terestră”). Ieșire proiecție hartă UTM, sistem de coordonate Citirea WGS-84.

Pentru a forma o imagine sintetizată - o transformare de luminozitate utilizată pe scară largă a unei imagini multispectrale - a fost folosit instrumentul „Merge Channels” al grupului de instrumente „Raster”. În funcție de sarcinile rezolvate, combinațiile de canale pot fi diferite.

La procesarea unei imagini multispectrale, se efectuează adesea transformări care construiesc imagini „index”. Pe baza operațiilor matematice cu matrice de valori de luminozitate în anumite canale, se creează o imagine raster, iar valorilor pixelilor li se atribuie un „indice spectral” calculat. Pe baza imaginii rezultate, se efectuează cercetări suplimentare.

Pentru studiul și evaluarea stării vegetației sunt folosiți pe scară largă așa-numiții indici de vegetație. Acestea se bazează pe diferențele de luminozitate a pixelilor din imaginile din părțile vizibile și din infraroșu apropiat ale spectrului. În prezent, există aproximativ 160 de opțiuni pentru indici de vegetație. Ele sunt selectate experimental pe baza

din caracteristicile cunoscute ale curbelor de reflectanță spectrală ale vegetației și solurilor.

Studiul nostru sa concentrat pe studierea distribuției și dinamicii indicelui de vegetație NDVI. Cel mai important domeniu de aplicare a acestui indice este determinarea stării culturilor.

Folosirea butonului NDVI al ferestrei de analiză a imaginii vă permite să convertiți imagini în zonele de fotografiere în infraroșu apropiat (NIR) și roșu (ROSU) și să calculați așa-numitul indice de vegetație NDVI ca diferență normalizată a valorilor acestora.

Formula de calcul a NDVI utilizată în ArcGIS este modificată: NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED)) * 100 + 100.

Acest lucru duce la o imagine întreagă de 8 biți, deoarece intervalul valorilor celulelor calculate este de la 0 la 200.

NDVI poate fi calculat manual folosind instrumentul Raster Calculator din Spatial Analyst. În ArcGIS, ecuația de calcul NDVI utilizată pentru a crea rezultatul este următoarea:

NDVI = float (NIR - RED) /float (NIR + RED)).

Lucrarea a examinat valorile multi-temporale ale indicelui NDVI calculat pe terenurile agricole ale fermei Krasinskoye din districtul Dubensky din Republica Mordovia. Sondajul a fost efectuat de pe satelitul Landsat 4-5 TM în 2009. Datele sondajului: 24 aprilie, 19 mai, 4 iunie, 5 iulie, 23 august, 29 septembrie. Datele sunt selectate în așa fel încât fiecare dintre ele să se încadreze perioadă diferită sezonul de creștere a plantelor.

Valorile NDVI au fost calculate folosind instrumentul Raster Calculator din Spatial Analyst. Figura 1 prezintă rezultatul operațiunilor efectuate într-o scară de culori special selectată în întreg districtul Dubno.

Indicele este calculat ca diferența dintre valorile reflectanței în regiunile apropiate de infraroșu și roșu ale spectrului, împărțite la suma lor. Ca urmare, valorile NDVI variază în intervalul de la - 1 la 1. Pentru vegetația verde, care are o reflectivitate ridicată în regiunea infraroșu apropiat a spectrului și absoarbe bine radiația în intervalul roșu, valorile NDVI nu pot fi mai puțin de 0. Motivele valorilor negative sunt în principal înnorabilitatea, iazurile și stratul de zăpadă. Valorile NDVI foarte mici (mai puțin de 0,1) corespund zonelor fără vegetație, valorile de la 0,2 la 0,3 reprezintă arbuști și pajiști, iar valorile mari (de la 0,6 la 0,8) reprezintă păduri. În zona de studiu, conform rasterelor obţinute, reprezentând

Valori NDVI, este ușor de identificat corpuri de apă, vegetație densă,

nori, și, de asemenea, evidenția aşezări.

Scala de valori ШУ1

Orez. 1. Raster sintetizat al distribuției KOU1.

Câmpurile ocupate de anumite culturi agricole sunt mai greu de determinat, mai ales datorită faptului că sezonul de vegetație variază între diferitele culturi, iar fitomasa maximă are loc la date diferite. Prin urmare, ca sursă în lucrare, am folosit o diagramă a câmpurilor agricole ale fermei Krasinskoye din districtul Dubensky pentru anul 2009. Harta a fost coordonată în GIS, iar câmpurile ocupate de culturi agricole au fost digitizate. Pentru a studia modificările valorilor indicelui COU1 în timpul sezonului de vegetație, au fost identificate parcele de testare.

Software-ul sistemelor raster permite analiza statistică a seriilor de distribuție compilate din toate valorile elementelor raster sau din valori individuale (care se încadrează în orice zonă de studiu).

Apoi, folosind instrumentul „Statistici zonale la tabel” al modulului „Analistul spațial”, folosind valorile celulelor situate în zonele selectate (zone cu culturi diferite), s-au obţinut statistici descriptive ale indicelui - valori maxime, minime şi medii, dispersie, abatere standard şi sumă (Fig. 2). Astfel de calcule au fost făcute pentru toate datele de filmare.

Orez. 2. Determinarea valorilor NDVI utilizând instrumentul Spatial Analyst „Zonal Statistics to Table”.

Pe baza acestora, a fost studiată dinamica unuia sau altuia indicator statistic calculat pentru culturi agricole individuale. Astfel, Tabelul 1 prezintă modificarea valorilor medii ale indicelui de vegetație studiat.

Valorile medii ale indicelui NDVI al culturilor agricole

Tabelul 1

Grâu de iarnă 0,213 0,450 0,485 0,371 0,098 0,284

Porumb 0,064 0,146 0,260 0,398 0,300 0,136

Orz 0,068 0,082 0,172 0,474 0,362 0,019

Orz de malț 0,172 0,383 0,391 0,353 0,180 0,147

Ierburi perene 0,071 0,196 0,443 0,474 0,318 0,360

Ierburi anuale 0,152 0,400 0,486 0,409 0,320 0,404

Abur pur 0,174 0,233 0,274 0,215 0,205 0,336

Imaginea variațiilor diferitelor caracteristici statistice numerice ale valorilor indicelui K0Y1 în timpul sezonului de vegetație este afișată mai clar prin imagini grafice. Figura 3 prezintă grafice bazate pe valorile medii ale indicelui pentru culturi individuale.

Grâu de iarnă

august septembrie

Orez. 3. Dinamica valorilor COC1 în teritoriul ocupat de: a) grâu de toamnă; b) orz; c) porumb.

Puteți observa că minimele și maximele valorilor KBU! cad la date diferite din cauza lungimii diferite a sezonului de vegetație al fiecărei culturi și a cantității de fitomasă. De exemplu, cea mai mare valoare KBU! grâul de iarnă apare în a doua zece zile ale lunii iunie, iar porumbul - la începutul lunii iulie. O creștere treptată a cantității de fitomasă se observă la orz și ierburi anuale. Valorile egale ale pârghiei nete pe tot parcursul sezonului de vegetație se datorează faptului că acesta este un sol deschis, cultivat și creșterii valorii BFC! în septembrie poate fi teoretic asociat cu însămânțarea culturilor de iarnă.

Valorile KBU! sunt legate de amplasarea zonei de studiu, în special de expunerea și unghiul de înclinare a versanților. Pentru claritate, un raster sintetizat cu valori KBU! pe 23 august a fost combinată cu spălarea în relief, construită pe baza modelului global de relief digital BYTM (Fig. 4). Se vede că în locurile depresionare (văile râurilor, râpele) valorile BBU! Mai mult.

Orez. 4. Combinație de raster cu valori KBU! și spălare tăiată și de relief.

Pe lângă imaginile LapeBa1 pentru calcularea valorilor BBU! De asemenea, puteți utiliza alte date de teledetecție, de exemplu, date de la spectroradiometrul MOBK.

Pe baza valorilor BBU multitemporale calculate! Pot fi construite diferite hărți, de exemplu, hărți pentru evaluarea resurselor agricole ale regiunii, monitorizarea culturilor, evaluarea biomasei vegetației nelemnoase, evaluarea eficienței reabilitării, evaluarea productivității pășunilor etc.

Studiile efectuate au demonstrat în mod clar posibilitatea utilizării pachetului ArcGIS GIS pentru procesarea datelor de teledetecție a Pământului, inclusiv calculul și analiza indicelui de vegetație NDVI, cel mai important domeniu de aplicare al căruia rămâne determinarea stării culturilor agricole. .

LITERATURĂ

1. Abrosimov A.V., Dvorkin B.A. Perspective pentru utilizarea datelor de teledetecție din spațiu pentru

creşterea eficienţei agriculturii în Rusia // Geomatică. - 2009. - Nr. 4. - P. 46-49.

2. Antipov T. I., Pavlova A. I., Kalichkin V. A. Exemple de metode automate

analiza geoimaginilor pentru evaluarea agroecologică a terenurilor // Știri instituțiilor de învățământ superior. Geodezie și fotografie aeriană. - 2012. - Nr. 2/1. - pp. 40-44.

3. Belorustseva E. V. Monitorizarea stării terenurilor agricole

Zona non-cernoziom Federația Rusă// Probleme moderne de teledetecție a Pământului din spațiu. - 2012. - T. 9, Nr. 1. - P. 57-64.

4. Ivlieva N. G. Crearea de hărți folosind tehnologii GIS: manual. beneficiu pentru

studenți care studiază la specialitatea 020501 (013700) „Cartografie”. -Saransk: Editura Mordov. Universitatea, 2005. - 124 p.

5. Manukhov V. F., Varfolomeeva N. A., Varfolomeev A. F. Utilizarea spațiului

informare în procesul activităților educaționale și de cercetare ale elevilor // Geodezie și cartografie. - 2009. - Nr. 7. - P. 46-50.

6. Manukhov V. F., Kislyakova N. A., Varfolomeev A. F. Tehnologiile informaționale în

formarea aerospaţială a geografi-cartografi absolvenţi // Informatică pedagogică. - 2013. - Nr 2. - P. 27-33.

7. Mozgovoy D.K., Kravets O.V. Utilizarea imaginilor multispectrale pentru

clasificarea culturilor agricole // Ecologie şi noosferă. - 2009. - Nr. 1-2. -CU. 54-58.

8. Rosyaykina E. A., Ivlieva N. G. Gestionarea datelor de teledetecție

Terenuri în mediul pachetului ArcGIS GIS // Cartografie și geodezie în lumea modernă: materiale ale celui de-al doilea All-Russian. științific-practic Conf., Saransk, 8 aprilie. 2014 / redacție: V. F. Manukhov (editor șef) și alții - Saransk: Editura Mordov. Univ., 2014. - P. 150-154.

9. Serebryannaya O. L., Glebova K. S. Procesare din mers și compilare dinamică

Mozaicuri de imagini raster în ArcGIS: o nouă soluție pentru problemele tradiționale.

[Resursă electronică] // ArcReview. - 2011. - Nr. 4 (59). - Mod de acces: http://dataplus.ru/news/arcreview/.

10. Chandra A. M., Ghosh. S.K. Teledetecțieși sisteme informaționale geografice / trans. din engleză - M.: Tehnosfera, 2008. - 288 p.

11. Cherepanov A. S. Indici de vegetaţie // Geomatică. - 2011. - Nr 2. - P. 98-102.

20.09.2018, joi, ora 10:51, ora Moscovei , Text: Igor Korolev

Programul de economie digitală implică o întreagă gamă de măsuri pentru a asigura disponibilitatea datelor spațiale și a datelor de teledetecție a Pământului, cu un cost total de 34,9 miliarde ₽. Este planificată crearea de portaluri pentru ambele tipuri de date, construirea unei rețele federale de stații geodezice și monitorizează eficiența cheltuielilor bugetului federal din spațiu.

CumdezvoltaspațialădateŞidateteledetecție

Secțiunea „Infrastructură informațională” a programului „Economie digitală” implică crearea de platforme digitale interne pentru colectarea, procesarea și distribuirea datelor spațiale și a datelor de teledetecție (ERS) din spațiu, satisfacând nevoile cetățenilor, întreprinderilor și autorităților. Potrivit estimărilor CNews, costurile măsurilor relevante se vor ridica la 34,9 miliarde ₽, cea mai mare parte din această sumă urmând să fie preluată de la bugetul federal.

În primul rând, este planificată dezvoltarea unui glosar de termeni în domeniul lucrului cu date spațiale și date de teledetecție din spațiu. În aceleași domenii, inclusiv produsele și serviciile create pe baza acestora, ar trebui stabilite sarcini și trebuie formate cerințe pentru studierea nevoilor economiei digitale pentru servicii și tehnologii interne de colectare, procesare, distribuție și analiză.

Ministerul Dezvoltării Economice, Ministerul Telecomunicațiilor și Comunicațiilor de Masă, Roscosmos, Rosreestr, Rostelecom, Universitatea de Stat din Moscova vor întreprinde lucrările relevante. M.V. Lomonosov și grupul de lucru Aeronet al Inițiativei Naționale Tehnologice (NTI). În aceste scopuri vor fi cheltuite 88 milioane RUB, din care 65 milioane RUB vor fi alocate de bugetul federal. Rețineți că, conform legislației ruse, datele de teledetecție nu se referă la datele spațiale.

În paralel, vor fi dezvoltate o arhitectură și o foaie de parcurs pentru crearea unei infrastructuri de colectare, stocare, procesare și distribuție pentru datele spațiale și datele de teledetecție din spațiu. Infrastructura va funcționa pe baza unui sistem interdepartamental, unificat, distribuit geografic sistem informatic(ETRIS DZZ).

Acest lucru va fi realizat de Roscosmos, Rostelecom și Ministerul Dezvoltării Economice. Costul evenimentului va fi de 85 milioane ₽, din care 65 milioane ₽ vor fi alocați de la bugetul federal.

Certificaredateteledetecție

Utilizarea datelor certificate de teledetecție a Pământului trebuie să fie stabilită legal. Vor fi aduse modificări legislației federale pentru a consolida statutul fondului federal de teledetecție.

De asemenea, va fi elaborată o foaie de parcurs pentru crearea unui sprijin juridic și de reglementare adecvat. Cerințele pentru furnizarea și procedura pentru furnizarea în formă electronică a datelor și materialelor spațiale și a datelor de teledetecție conținute în fondul federal relevant vor fi aprobate prin regulament.

Reglementările vor stabili crearea unui sistem de certificare a datelor de teledetecție din spațiu și a algoritmilor pentru prelucrarea acestora în vederea obținerii de date semnificative din punct de vedere juridic, precum și procedura de utilizare a datelor de teledetecție certificate din spațiu și a datelor obținute prin alte metode de teledetecție. perceperea Pământului în circulație economică. Aceste activități vor fi desfășurate de Roscosmos, Rostelecom, Ministerul Telecom și Comunicații de Masă, Ministerul Dezvoltării Economice și Comerțului și NTI Aeronet.

Federalportalspațialădate

În continuare, vor fi furnizate metode de furnizare electronică a datelor și materialelor spațiale conținute în Fondul Federal de Date Spațiale, precum și a datelor de teledetecție conținute în Fondul Federal corespunzător.

În acest scop, va fi dezvoltat un sistem informațional de stat, Portalul Federal de Date Spațiale (GIS FPPD), care oferă acces la informațiile conținute în fondul federal de date spațiale.

În primul rând, va fi creat conceptul de sistem corespunzător. Apoi, până în aprilie 2019, va fi dat în exploatare de probă, iar până la sfârșitul lui 2019 va fi dat în exploatare comercială. Dezvoltarea, lansarea și modernizarea FPPD GIS va costa bugetul federal 625 milioane ₽.

FPPD GIS va avea un subsistem „Platformă digitală pentru interacțiunea geoinformațională interdepartamentală”. Lansarea sa în funcțiune de probă va avea loc în noiembrie 2019, va costa bugetul federal încă 50 de milioane ₽.

Vor fi elaborate planuri pentru conectarea acestui subsistem la fondul federal de date de teledetecție, fonduri de date spațiale și materiale ale agențiilor guvernamentale pentru a furniza electronic materialele de care dispun. Ministerul Dezvoltării Economice, Rosreestr și Roscosmos vor lua măsurile relevante.

Organeputerea de statva împărtășispațialădateŞidateteledetecție

De asemenea, este planificată să ofere capacitatea de a furniza automat, folosind coordonatele, o listă stabilită de informații la dispoziția autorităților de stat și a autonomiei locale.

În primul rând, se va face o evaluare a efectelor economice care pot fi obținute prin revizuirea cerințelor pentru parametrii de dezvăluire a datelor spațiale și a datelor de teledetecție la dispoziția organismelor guvernamentale. Apoi vor fi aduse modificări listei de informații (precum și detaliile și formatele acestora) pentru a fi furnizate într-un mod automat folosind coordonate, împreună cu lista organismelor care dețin astfel de informații.

Până la sfârșitul anului 2019, va fi dezvoltat și pus în funcțiune un serviciu de cartografiere automatizată, oferind informații tematice la dispoziția organelor guvernamentale folosind coordonate. Ministerul Dezvoltării Economice, Roscosmos, Rosreestr, FSB și Ministerul Apărării vor efectua lucrările relevante din bugetul federal va aloca 250 milioane ₽ pentru implementarea acestora.

În plus, va fi oferită posibilitatea de prelucrare automată, recunoaștere, validare și utilizare a datelor spațiale. În acest scop, vor fi dezvoltate cerințe funcționale pentru instrumentele menționate mai sus, inclusiv sisteme de generalizare automată a imaginilor obiectelor spațiale, precum și instrumente de monitorizare a schimbărilor de teren.

Scopul este de a asigura conformitatea cu cerințele privind frecvența actualizării resurselor de date spațiale. Funcționarea de probă a instalațiilor corespunzătoare ar trebui să înceapă în septembrie 2019, operarea industrială - înainte de sfârșitul anului 2020.

De asemenea, ar trebui creată o infrastructură de locuri de testare experimentală pentru testarea sistemelor robotizate utilizate pentru colectarea și procesarea datelor spațiale. Activitățile indicate vor fi desfășurate de Ministerul Dezvoltării Economice, Rosreestr și NTI Aeronet.

InterngeoinformațiiDEPentruorganeputerea de stat

O altă direcție a documentului este de a asigura dezvoltarea și utilizarea tehnologiilor geoinformaționale interne în organismele guvernamentale de stat și locale, precum și în companiile de stat. Cerințele pentru software-ul relevant vor fi dezvoltate și publicate pe Internet.

Apoi va fi generată o listă de software care îndeplinește cerințele stabilite, ținând cont de Registrul unificat al software-ului rusesc. De asemenea, va fi un studiu al tehnologiilor promițătoare și al modelelor de management care utilizează tehnologiile geoinformaționale și datele interne de teledetecție în agențiile guvernamentale și vor fi elaborate recomandări metodologice pentru tranziția la software autohton în aceste domenii.

În plus, se va efectua monitorizarea și analiza utilizării software-ului sistemelor informaționale geografice în sistemele informaționale ale agențiilor guvernamentale și companiilor de stat. După aceasta, vor fi elaborate planuri de acțiune pentru autoritățile federale și regionale, administrațiile locale și companiile de stat, menite să asigure utilizarea software-ului autohton în acest domeniu. Aceste activități vor fi desfășurate de Ministerul Dezvoltării Economice, Ministerul Telecom și Comunicații de Masă, Roscosmos și Rostelecom.

4,8 miliardpefederalnetgeodezicstatii

Planul de acțiune presupune crearea unei infrastructuri geodezice unificate necesare definirii, clarificării și diseminării sistemelor de coordonate statale și locale. Activitățile relevante vor fi desfășurate de Ministerul Dezvoltării Economice, Ministerul Apărării, Rosreestr, Rosstandart, Agenția Federală pentru Cercetare Științifică, Roscosmos, Centrul de Geodezie, Cartografie și IPD al întreprinderii de stat și SA Roscartografie.

În acest scop, se vor desfășura mai întâi lucrări de cercetare pentru a clarifica parametrii figurii și câmpului gravitațional, parametrii geodezici ai Pământului și alți parametri necesari pentru clarificarea sistemelor de coordonate ale stării, sistemul de înălțime a stării, sistemul gravimetric de stat și fundamentarea. dezvoltarea rețelei geodezice.

De asemenea, se va asigura înregistrarea de stat și siguranța punctelor rețelei geodezice de stat (GTS), rețelei de nivelare de stat și rețelei gravimetrice de stat. Va fi organizat un sistem de monitorizare a caracteristicilor punctelor GTS, nivelare a stării și rețelelor gravimetrice și se va asigura dezvoltarea unei rețele interne de stații de observare geodezică colocate. Bugetul federal va aloca în aceste scopuri în 2018-20. 3,18 miliarde ₽

În continuare, va fi creat un serviciu care să asigure determinarea mișcărilor scoarței terestre cauzate de procesele geodinamice naturale și antropice, precum și un serviciu de determinare și clarificare a parametrilor orbitelor exacte ale navelor spațiale de navigație și ale navelor spațiale de teledetecție a Pământului.

În următoarea etapă, va fi creată o rețea federală de stații geodezice care va îmbunătăți acuratețea determinării coordonatelor, precum și un centru pentru integrarea rețelelor de stații geodezice și procesarea informațiilor primite. În primul rând, va fi dezvoltat conceptul rețelei corespunzătoare, inclusiv serviciile și geografia utilizării acestora, indicatorii tehnici și economici ai creării și exploatării rețelei.

Până în august 2019, „zonele pilot” ale rețelei federale de stații de bază geodezice vor fi create și puse în funcțiune în cel puțin trei regiuni. De asemenea, va fi pus în probă un centru de integrare a rețelelor de stații geodezice. Luând în considerare experiența „zonelor pilot”, vor fi create specificații tehnice pentru viitoarea rețea.

Rețeaua în sine va fi operațională până la sfârșitul anului 2020. 1,65 miliarde RUB vor fi cheltuiți pentru crearea și lansarea acesteia. În același timp, 1,35 miliarde RUB vor fi preluați de la bugetul federal, restul de 200 de milioane RUB din surse extrabugetare. . Costul total al creării și întreținerii infrastructurii geodezice va fi de 4,83 miliarde RUB.

19 miliardepeUnitelectroniccartograficbază

Un alt proiect inclus în document este crearea unui Cadru Cartografic Electronic Unificat (EECO) și a unui sistem de stat pentru menținerea EECO. În primul rând, vor fi create un concept, specificații tehnice și un proiect preliminar al GIS EECO. Sistemul ar trebui pus în funcțiune de probă în aprilie 2019 și în exploatare comercială până la sfârșitul lui 2019.

În continuare, va fi creată fundația GIS EEKO, inclusiv pe baza hărților și planurilor topografice digitale deschise plasate în fondul federal de date spațiale și crearea unui strat de bază de înaltă precizie (la scară 1:2000) de date spațiale. a teritoriilor cu densitate mare a populaţiei în interesul acumulării GIS EEKO .

Trebuie dezvoltată compoziția și structura țintă a datelor și serviciilor EECO, metode și algoritmi pentru utilizarea cadrului cartografic și a datelor spațiale în interesul diferitelor grupuri de consumatori, precum și o listă de posibilități de utilizare a tehnologiilor de registru distribuit (blockchain).

De asemenea, este planificată crearea unui model promițător GIS EEKO pentru utilizare de către diferite categorii de consumatori, inclusiv sisteme automate și robotizate. Rosreestr, Ministerul Dezvoltării Economice și NTI Aeronet vor lua măsurile relevante. Activitățile legate de EECO GIS vor costa bugetul federal 19,32 miliarde RUB.

FederalportaldatetelecomandasunândPământ

Documentul implică asigurarea furnizării în formă electronică a datelor și materialelor de teledetecție Pământului conținute în fondul federal de teledetecție. În acest scop, vor fi modernizate mecanismele de tehnologie a informației (ca parte a sistemelor informaționale Roscosmos) ale sistemului de furnizare a accesului la date de la sonda spațială rusă de teledetecție a Pământului și geoportalul corporației de stat Roscosmos.

Se va elabora un concept, termeni de referință și proiectare preliminară a sistemului informațional de stat Portalul Federal al datelor de teledetecție din spațiu (GIS FPDDZ), care oferă acces la informațiile conținute în fondul federal de date de teledetecție din spațiu.

GIS-ul FPDDZ va fi pus în funcțiune de probă până la sfârșitul anului 2019, iar în exploatare comercială până la sfârșitul anului 2020. Proiectul va fi realizat de Roscosmos. Bugetul federal va aloca 315 milioane RUB pentru scopuri adecvate.

Unulfără sudurăsolidmultistratacoperiredateteledetecție

De asemenea, va fi creată o acoperire multistrat continuă, fără întreruperi, a datelor de teledetecție din spațiu cu diferite rezoluții spațiale. Activitățile corespunzătoare vor fi realizate de Roscosmos, Rosreestr și Ministerul Dezvoltării Economice, acestea vor costa bugetul federal 6,44 miliarde ₽.

În acest scop, va fi pregătit mai întâi un concept pentru o acoperire adecvată de înaltă rezoluție (2-3 metri). Până la sfârșitul anului 2018, un set tehnologic de acoperire fără sudură continuă de înaltă precizie de rezoluție spațială înaltă (SBP-V) va fi creat conform datelor de teledetecție de la navele spațiale rusești, cu o precizie de nu mai puțin de 5 metri. Aceasta va include identificarea punctelor de referință suplimentare ca rezultat al lucrărilor de teren și al măsurătorilor din imaginile din satelit.

În 2018, SBP-V va fi desfășurat în zone prioritare cu o suprafață totală de 2,7 milioane kW km. În 2019, SBP-V va fi desfășurat pe teritoriul cartierelor din etapa a doua cu o suprafață totală de 2,9 milioane km pătrați. În 2020, SBP-V va fi desfășurat în zonele rămase, inclusiv în zone cu densitate mare a populației, cu o suprafață totală de 11,4 milioane kmp.

În paralel, va fi creat un set de Acoperire multiscală continuă pentru utilizare în masă (SBP-M) folosind date de sondaj multispectral de la nave spațiale rusești cu teledetecție, cu precizie a planului de înaltă rezoluție de nu mai puțin de 15 m.

În 2018, SBP-M va fi desfășurat în zone prioritare cu o suprafață totală de 2,7 milioane kW km. În 2019 - pe teritoriul cartierelor din etapa a doua cu o suprafață totală de 2,9 km pătrați. În 2020, SBP-M va fi desfășurat în alte teritorii cu o suprafață totală de 11,4 milioane kW km.

În 2020, pe baza setului de acoperire continuă de înaltă precizie și fără sudură de rezoluție spațială înaltă și a setului de acoperire continuă multi-scale pentru utilizare în masă, va fi creată o acoperire multistrat continuă unificată și fără întreruperi cu date de teledetecție a Pământului (EBSRPR). De asemenea, sistemul informațional de stat (GIS) EBSPVR va fi pus în funcțiune.

Rezultatul ar trebui să fie o bază de informații care să asigure stabilitatea și competitivitatea caracteristicilor de măsurare ale datelor interne de teledetecție din spațiu și ale produselor bazate pe acestea. De asemenea, va fi creată o bază tehnologică și informațională de bază pentru formarea unei game largi de servicii aplicate orientate către client, bazate pe tehnologii de teledetecție și suport informațional al sistemelor informaționale terțe.

DEPentruautomatprelucraredatetelecomandasunândPământ

Este planificat să ofere posibilitatea procesării, recunoașterii, confirmării și utilizării automate a datelor de teledetecție din spațiu. În acest scop, cercetarea experimentală, dezvoltarea tehnologiilor și software-ului pentru streaming automat și procesarea distribuită a datelor de teledetecție din spațiu vor fi efectuate mai întâi cu crearea de elemente pentru standardizarea produselor informaționale de ieșire.

Instrumentele corespunzătoare și software-ul unificat vor fi puse în funcțiune de probă până în mai 2020. Punerea în funcțiune comercială va avea loc înainte de sfârșitul anului 2020. Proiectul va fi realizat de Roscosmos, Ministerul Dezvoltării Economice și Rosreestr, cheltuielile bugetului federal vor fi se ridică la 975 milioane ₽.

Viitorul hardware și software unificat pentru procesarea primară a datelor de teledetecție din spațiu cu elemente de standardizare a resurselor informaționale vor fi puse în funcțiune pe baza resurselor de cloud computing distribuite geografic ale infrastructurii de teledetecție spațială la sol.

În 2018, conceptul, nomenclatura și tehnologiile pentru crearea de servicii specializate în industrie bazate pe teledetecție vor fi dezvoltate în scopul sprijinirii informaționale pentru următoarele industrii: utilizarea subsolului, silvicultură, gospodărirea apelor, agricultură, transport, construcții și altele.

Mostre de complexe unificate pentru procesarea distribuită și stocarea informațiilor vor fi proiectate pentru a rezolva problemele operatorului sistemelor de teledetecție spațiale rusești din spațiu, cu un nivel maxim de automatizare și standardizare a procesării, control automat al calității și rentabilitate în întreținere. si functionare. Nivelul de unificare a software-ului special va fi de până la 80%.

Se va asigura, de asemenea, implementarea tehnologiilor de generare automată în flux a produselor informative standard și de bază de teledetecție, la cererea utilizatorilor, prin intermediul subsistemului pentru asigurarea accesului consumatorilor și livrarea în termen de până la 1,5 ore de la primirea informațiilor țintă de la navele spațiale cu teledetecție.

În plus, vor fi modernizate instrumentele de teren pentru monitorizarea caracteristicilor spectro-radiometrice și de măsurare în coordonate ale navelor spațiale cu teledetecție și verificarea produselor informaționale de teledetecție din spațiu, precum și suport instrumental și metodologic pentru un centru de certificare pentru datele de teledetecție din spațiu va fi creat.

Roscosmos va crea o resursă de calcul distribuită geografic pentru transmiterea în flux a procesării datelor de teledetecție

O altă direcție a planului de implementare a programului Economia digitală din cadrul secțiunii Infrastructură informațională este asigurarea dezvoltării și utilizării tehnologiilor autohtone pentru prelucrarea datelor (inclusiv tematice) de teledetecție în organele guvernamentale de stat și locale, precum și în companiile de stat.

Ca parte a implementării acestei idei, se va realiza crearea și modernizarea unei resurse de calcul distribuite geografic pentru a asigura procesarea în flux a datelor de teledetecție din spațiu ca parte a centrelor de procesare a datelor și a clusterelor de calcul de complexe de la sol pentru recepție, prelucrarea și distribuirea datelor de teledetecție. Proiectul va fi realizat de Roscosmos.

În 2019, evenimentele corespunzătoare vor avea loc în zona europeană a Rusiei, în 2020 - în zona Orientului Îndepărtat. Bugetul federal va aloca 690 milioane RUB pentru aceste scopuri.

Controlacheltuielifederalbugetva verificadinspaţiu

În paralel, dezvoltarea și modernizarea soluțiilor hardware și software și a serviciilor aplicate orientate către client pentru agricultură și silvicultură va avea loc pe baza tehnologiilor de teledetecție din spațiu, aceasta va costa bugetul federal 180 milioane ₽;

Tot în 2018 va fi dezvoltat un concept, nomenclatură și tehnologie pentru crearea de servicii specializate în industrie bazate pe teledetecție în scopul suportului informațional pentru următoarele industrii: utilizarea subsolului, silvicultură, gospodărirea apelor, agricultură, transport, construcții și altele. Împreună cu Roscosmos, aceste sarcini vor fi rezolvate de Ministerul Dezvoltării Economice.

În 2019, alte industrii vor fi selectate pentru a dezvolta servicii și soluții similare. În 2020, soluțiile de servicii vor fi testate în zone pilot și ulterior puse în funcțiune de probă, activitățile corespunzătoare vor costa bugetul federal ₽460 milioane.

În 2018, va fi proiectat și creat un serviciu de control pentru imagistica spațială pentru utilizarea țintită și eficientă a fondurilor de la bugetul federal și a bugetelor fondurilor extrabugetare de stat care vizează finanțarea tuturor tipurilor de construcții. Acest lucru va fi realizat de Roscosmos și Camera de Conturi, bugetul federal urmând a aloca 125 milioane ₽ pentru acest proiect.

În mod similar, va fi creat un serviciu de monitorizare a utilizării imaginilor spațiale din fondurile bugetului federal care vizează finanțarea proiectelor de infrastructură și a zonelor economice speciale. Resursa corespunzătoare va fi proiectată și pusă în funcțiune până la sfârșitul anului 2018, iar funcționarea sa comercială va începe în iunie 2019. Costul proiectului pentru bugetul federal va fi de 125 milioane RUB.

De asemenea, va fi creat un serviciu de monitorizare a utilizării imaginilor spațiale din fondurile bugetului federal care vizează prevenirea și eliminarea situațiilor de urgență și a consecințelor dezastrelor naturale (incendii, inundații etc.), precum și eliminarea consecințelor poluării și a altor efecte negative. impact asupra mediului. Bugetul federal va cheltui 170 milioane RUB pentru acest proiect.

Va fi creat un serviciu pentru a determina eficacitatea și conformitatea cu actele juridice de reglementare a procedurii de finanțare, gestionare și dispunere de resurse federale și de altă natură: pădure, apă, minerale etc. Bugetul federal va cheltui 155 milioane ₽ pentru asta.

Un serviciu similar va fi creat pentru a asigura controlul activităților economice în vederea identificării încălcărilor legislației funciare, stabilirii faptelor de utilizare a terenurilor în alte scopuri și stabilirii prejudiciului economic. Proiectul va costa bugetul federal 125 milioane ₽.

Un alt serviciu planificat va oferi o evaluare a perspectivelor de implicare în diferite tipuri de activități economice (agricultura, construcții, recreere etc.). Costul proiectului pentru bugetul federal va fi de 145 milioane ₽.

De asemenea, va fi creat un serviciu pentru a identifica, folosind imagini din satelit, schimbările care au loc în regiunile Rusiei în scopul determinării ritmului de dezvoltare a acestora, luării deciziilor privind planificarea și optimizarea fondurilor bugetare. Bugetul federal va aloca 160 milioane RUB pentru acest proiect.

O trăsătură caracteristică a procesului de introducere a tehnologiilor geoinformaționale în prezent este integrarea sistemelor existente în structurile informaționale mai generale naționale, internaționale și globale. În primul rând, să ne uităm la proiecte care nici măcar nu sunt foarte recente. În acest sens, experiența dezvoltării de programe și proiecte de informare globală în cadrul Programului Internațional Geosferă-Biosferă „Schimbări Globale” (IGBP), care a fost implementat din 1990 și a avut o mare influență asupra cursului geografic și de mediu. lucrări la scară globală, regională și națională [V. M. Kotlyakov, 1989]. Dintre diferitele proiecte internaționale și mari naționale de geoinformare, în cadrul IGBP, vom menționa doar Baza de date Global Information Resource - GRID. A fost format în cadrul structurii Sistemului de Monitorizare a Mediului (GEMS) creat în 1975 sub auspiciile Programului Națiunilor Unite pentru Mediu (UNEP). GEMS a constat din sisteme de monitorizare globale gestionate prin diferite organizații ale ONU, de exemplu, Organizația pentru Alimentație și Agricultură (FAO), Organizația Meteorologică Mondială (OMM), Organizația Mondială a Sănătății (OMS), uniuni internaționale și țări individuale implicate în programe de diferite grade. . Rețelele de monitorizare sunt organizate în cinci blocuri legate de climă, sănătatea umană, mediul oceanic, poluarea pe distanță lungă și resursele naturale regenerabile. Fiecare dintre aceste blocuri este caracterizat în articolul [A. M. Trofimov şi colab., 1990]. Monitorizarea legată de climă a furnizat date care determină impactul activităților umane asupra climei Pământului, inclusiv două domenii legate de activitatea Rețelei de monitorizare a poluării atmosferice de fond și a Inventarului Glaciologic Mondial. Prima se referă la stabilirea tendințelor în compoziția atmosferei (modificări ale conținutului de dioxid de carbon, ozon etc.), precum și tendințele în compozitia chimica precipitatii atmosferice. Rețeaua de monitorizare a poluării atmosferice (BAPMON) a fost înființată de OMS în 1969 și a fost susținută de UNEP ca parte a GEMS din 1974. Include trei tipuri de stații de monitorizare: de bază, regionale și regionale cu program extins. Datele sunt raportate lunar către un centru de coordonare situat la Agenția Interguvernamentală pentru Protecția Mediului (EPA) (Washington, SUA). Din 1972, datele împreună cu materialele OMM și EPA au fost publicate anual. Inventarul glaciologic mondial este asociat cu UNESCO și cu Institutul Federal Elvețian de Tehnologie. Informațiile pe care le colectează sunt foarte importante, deoarece fluctuațiile maselor glaciare și de zăpadă oferă o perspectivă asupra cursului variabilității climatice. Programul de monitorizare a poluării transporturilor pe distanțe lungi este implementat împreună cu activitatea Comisiei Economice pentru Europa (ECE) și a OMM. Sunt colectate date despre precipitațiile contaminate (în special, oxizii de sulf și produsele lor transformate, care sunt de obicei asociate cu ploaia acide) în legătură cu deplasarea maselor de aer de la sursele de poluare la obiecte individuale. În 1977, ECE, în colaborare cu UNEP și OMS, a formulat un program comun de monitorizare și evaluare a transportului pe distanțe lungi de poluare a aerului în Europa (Programul European de Monitorizare și Evaluare). Monitorizarea sănătății umane colectează date despre calitatea mediului global, radiații, modificări ale nivelurilor de radiații ultraviolete (ca o consecință a epuizării stratului de ozon), etc. Acest program GEMS este în mare parte asociat cu activitățile Organizației Mondiale a Sănătății (OMS). Monitorizarea comună a calității apei a fost întreprinsă de UNEP, OMS, UNESCO și OMM. Accentul lucrării aici este pus pe apele râurilor, lacurilor, precum și a apelor subterane, de exemplu. cele care sunt principala sursă de furnizare a oamenilor cu apă, pentru irigare, unele industrii etc. Monitorizarea contaminării alimentelor în cadrul GEMS există din 1976 în colaborare cu OMS și FAO. Datele despre produsele alimentare contaminate oferă informații despre natura răspândirii contaminării, care, la rândul său, servește drept bază pentru deciziile de management la diferite niveluri. Monitorizarea mediului oceanic a fost luată în considerare în două aspecte: monitorizarea oceanului deschis și a mărilor regionale. Activitățile Programului de monitorizare a resurselor regenerabile de pământ se bazează pe o preferință pentru monitorizarea resurselor din terenurile aride și semiaride, degradarea solului și pădurile tropicale. Sistemul GRID în sine, înființat în 1985, este un serviciu de informații care furnizează date de mediu organizațiilor de management ale ONU, precum și altor organizații internaționale și guverne. Funcția principală a GRID este de a reuni datele, de a le sintetiza astfel încât planificatorii să poată asimila rapid materialul și să-l pună la dispoziția organizațiilor naționale și internaționale care iau decizii care pot afecta starea mediului. În dezvoltarea sa pe scară largă la începutul secolului, sistemul a fost implementat ca o rețea globală organizată ierarhic, inclusiv centre regionale și noduri la nivel național, cu schimb extins de date. GRID este un sistem dispersat (distribuit) ale cărui noduri sunt conectate prin telecomunicații. Sistemul este împărțit în două centre principale: GRID-Control, situat în Nairobi (Kenya) și GRID-Processor în Geneva (Elveția). Centrul, situat în Nairobi, supraveghează și gestionează activitățile GRID la nivel mondial. GRID-Processor se ocupă de achiziția datelor, monitorizarea, modelarea, precum și distribuția datelor. Din probleme globale Centrul de la Geneva este implicat în prezent în publicarea seriei de publicații GEO (Global Environment Outlook), dezvoltarea strategiei și avertizarea timpurie a diferitelor amenințări, în special biodiversitatea (în special ca parte a activităților noii Divizii de Avertizare timpurie și Evaluarea DEWA), utilizarea GIS pentru utilizare rațională resurse naturale, studii de caz, în primul rând pentru Africa francofonă, Centrală și Europa de Est, Mediterana etc. Pe lângă cele două centre menționate mai sus, sistemul mai include 12 centre situate în Brazilia, Ungaria, Georgia, Nepal, Noua Zeelandă, Norvegia, Polonia, Rusia, SUA, Thailanda, Suedia și Japonia. Munca lor se desfășoară și la scară globală, dar într-o anumită măsură este specializată pe regiune. De exemplu, centrul GRID-Arendal (Norvegia) implementează o serie de programe în Arctica, precum AMAP - Programul de Monitorizare și Evaluare Arctică, regiunea Mării Baltice (BALLERINA - proiecte GIS pentru aplicații de mediu la scară largă), etc. Din păcate , activitățile centrului GRID -Moscova sunt puțin cunoscute chiar de specialiști. Dintre exemplele de cooperare internațională privind crearea de baze de date mari, merită atenție sistemul informațional al Comunității Economice Europene CORINE (Informații Coordonate privind Mediul în Comunitatea Europeană). Decizia de a-l crea a fost luată în iunie 1985 de către Consiliul Comunității Europene, care i-a stabilit două obiective principale: evaluarea potențialului sistemelor informaționale comunitare ca sursă pentru studierea stării sale. mediu naturalși asigurarea strategiei de mediu a țărilor UE în domeniile prioritare, inclusiv protecția biotopurilor, evaluarea poluării aerului ca urmare a emisiilor locale și transferului transfrontalier și o evaluare cuprinzătoare a problemelor de mediu din regiunea mediteraneană. Până în prezent, proiectul a fost finalizat, dar există informații despre posibilitatea extinderii acestuia în țările est-europene în viitor. Dintre proiectele naționale, aș dori desigur să apelez la exemple din Rusia, deși aici ar trebui să recunoaștem imediat că nu este cea mai avansată poziție din lume. Astfel, la începutul anilor '90, au fost explorate activ posibilitățile de conectare a URSS de atunci pentru a lucra în cadrul sistemului global de resurse naturale GRID UNEP. Vom indica doar una dintre inițiativele de atunci în cadrul activităților Ministerului Resurselor Naturale și Protecției Mediului al Federației Ruse - proiectul de creare a Sistemului Informațional de Stat pentru Mediu (SEIS), etapa inițială a care a fost elaborat în fostul Comitet de Stat pentru Protecția Naturii al URSS. Sa planificat ca GEIS să fie alcătuit din baze de date durabile; baze de date obținute în timpul experimentelor sub-sateliți și al măsurătorilor de control (aparent, stocare temporară); o bază de date a unui subset de date necesare consumatorilor pentru a efectua lucrări de cercetare și dintr-o rețea de informații care conectează componentele sistemului cu centrele de control de observare și cu bazele de date ale altor sisteme, inclusiv cele internaționale. Domeniul de aplicare al GEIS, așa cum a fost conceput de proiectanți, a fost împărțit în următoarele categorii principale: 1) controlul mediului (pentru a determina starea mediului); 2) monitorizarea mediului (pentru a analiza schimbările de mediu); 3) modelare (pentru analiza cauză-efect). GEIS în vedere generală trebuia să fie un sistem informatic în care sursa principală de introducere a informațiilor o constituiau bazele de date detaliate cu date orientate geografic privind starea mediului: imagini, date de control operațional, date de observare statistică, serii de hărți (geologice, pedoale, climatice, vegetație). , utilizarea terenului, infrastructură etc.) .p.). Procesarea în colaborare a acestor informații reprezintă o cale directă către modelarea mediului. Obiectivul principal al GEIS planificat a fost dezvoltarea tehnologiei de gestionare a bazelor de date, combinând seturi de date de mediu care există în mai multe formate și preluate din surse diferite. Datele din GEIS ar fi trebuit să fie primite în următoarele domenii: geosferă (inclusiv învelișurile pământului - atmosferă, hidrosferă, litosferă, biosferă) și tehnosferă; resursele naturale materiale (energie, minerale, apă, pământ, pădure etc.), precum și utilizarea acestora; schimbările climatice; stadiul tehnologiilor de producție; indicatori economici în managementul mediului; depozitarea și prelucrarea deșeurilor; indicatori sociali și medico-biologici etc., prevăzând în mod firesc posibilitatea sintezei ulterioare a indicatorilor. În unele privințe, acest program semăna cu metodologia utilizată în sistemul UNEP GRID. Dintre programele la nivel federal, trebuie menționat proiectul GIS al OGV (Autorități Guvernamentale), care a început să fie implementat în viata reala la nivel regional (vezi mai jos) sau transformă pentru alte nevoi, de exemplu, programul țintă federal „Rusia electronică” (2002 - 2010) care a început să fie implementat. Ca exemplu de sisteme complexe, indicăm dezvoltarea „Dezvoltarii durabile a Rusiei” [V.S. Tikunov, 2002]. O caracteristică a structurii sale este legătura strânsă dintre blocurile sociopolitice, economice (de producție), resurse naturale și de mediu. În general, ele caracterizează socioecosistemele de diferite ranguri teritoriale. Pentru toate subiectele tematice, este posibilă caracterizarea ierarhiei modificărilor acestora - de la nivel global la nivel local, ținând cont de specificul reprezentării fenomenelor la diferite scări ale expunerii lor. Aici este implementat principiul hipermedia al sistemului, atunci când poveștile sunt conectate prin conexiuni asociative (semantice), de exemplu, poveștile de un nivel ierarhic inferior nu numai că afișează o poveste tematică la o scară adecvată, ci și, parcă, dezvăluie , desfășoară și detaliază-l. La nivelul superior al ierarhiei, a fost creată o secțiune „Locul și rolul Rusiei în rezolvarea problemelor globale ale umanității”. Hărțile lumii din această secțiune sunt concepute pentru a afișa rezervele, precum și balanța producției și consumului de către umanitate a celor mai importante tipuri de resurse naturale; dinamica creșterii populației; index încărcătură antropică; contribuția Rusiei și a altor țări la situația mediului planetar etc. Anamorfozele, diagramele, graficele, textul explicativ și tabelele ar trebui să arate rolul Rusiei în rezolvarea problemelor globale moderne ale umanității. Este util să comparați regiuni din Rusia și țări străine atunci când acestea sunt considerate ca o singură matrice de informații. În aceste scopuri, au fost utilizate clasamente multidimensionale pe baza unor complexe de indicatori comparabili, care, conform unor caracteristici integrale, distribuie regiunile rusești de la nivelul Austriei (Moscova) până la Nicaragua (Republica Tuva). Un astfel de exemplu de caracteristici de sănătate publică este prezentat în Fig. 24 de culori pe Acesta arată caracteristicile sănătății publice în țări din întreaga lume și regiuni ale Rusiei, dar, în mod similar, poveștile pot fi continuate până la nivel municipal. Secțiunile la nivel federal formează nucleul principal al sistemului. Alături de multe povești originale, sunt destule caracteristici complete toate componentele sistemului „natură-economia-populație”, cu accent pe natura schimbărilor care au loc. Blocurile se încheie cu evaluări integrale ale sustenabilității socio-demografice, sustenabilității dezvoltării economice, sustenabilității mediului natural la influențele antropice și alte câteva subiecte generalizatoare, exprimate cantitativ. Indicele bunăstării economice durabile și indicele dezvoltării umane, precum și indicele durabilității mediului, progresul real, „planeta vie”, „amprenta ecologică”, etc. sunt cunoscute pe scară largă ca caracteristici integrale [Indicatori... , 2001]. Dar chiar și atunci când ne referim la anumite subiecte, ca să nu mai vorbim de caracteristicile complexe, sarcina nu este doar de a arăta starea actuală, ci de a sublinia tiparele în dezvoltarea fenomenelor, de a le afișa din diferite părți. De exemplu, să evidențiem caracteristicile campaniilor electorale desfășurate în Rusia începând cu 1991. Astfel, pe lângă comploturile tradiționale care arată câștigătorii în campaniile electorale și procentul de voturi exprimate pentru un anumit candidat sau partid, indicii integranți ai controlabilității teritoriale sunt prezentate [V.S .Tikunov, D.D Oreshkina, 2000] și natura schimbărilor lor de la o campanie electorală la alta (Fig. 2S pe culoare). Un alt exemplu de abordare netradițională este combinarea caracteristicilor tipologice și evaluative, precum evaluarea sănătății publice cu tipurile de cauze ale mortalității în populație (Fig. 26, culoare pe). Următoarea secțiune ierarhic inferioară a sistemului este blocul „Modele de tranziție a regiunilor rusești către dezvoltare durabilă”. Ca și în alte secțiuni ale Atlasului, conținutul principal al tuturor ramurilor acestui bloc vizează identificarea componentelor de mediu, economice și sociale ale dezvoltării durabile a teritoriilor. Aici, până acum, puteți găsi exemple de caracteristici ale regiunii Baikal, regiunii Irkutsk, regiunii administrative Irkutsk și Irkutsk. La caracterizarea unei regiuni se va analiza, pe de o parte, ca componentă o entitate mai mare - statul, pe de alta - ca o integritate autosuficienta (in anumite limite), capabila sa se autodezvolte pe baza resurselor disponibile. Pe baza hărților create, se preconizează elaborarea de propuneri pentru strategia de dezvoltare și activitatea inovatoare a regiunii și a teritoriilor sale. A fost realizată o tipologie a tuturor regiunilor Rusiei și au fost identificați reprezentanți tipici ai diferitelor grupuri (industriale, agricole etc.). Este planificată crearea mai multor ramuri regionale ale sistemului, reprezentând diferite tipuri teritoriile țării, în special pentru regiunea autonomă Khanty-Mansiysk. Aici ar trebui să acordați atenție principiului unui sistem de blocuri, deoarece blocurile logice individuale pot fi modificate, completate sau extinse fără a modifica structura întregului sistem. Subiectele legate de dezvoltarea durabilă necesită luarea în considerare obligatorie a aproape tuturor subiectelor tematice în dinamică, care este implementată în conformitate cu principiul evoluției și dinamismului în Sistemul Informațional Atlas. Practic, acestea sunt caracteristici ale fenomenelor pe perioade de timp de bază sau ani. Pentru o serie de subiecte, au fost dezvoltate mai multe animații tematice pentru analiza retrospectivă: „Schimbări în suprafața arătă și acoperirea pădurilor din regiunile rusești în ultimii 300 de ani”, „Creșterea rețelei de orașe din Rusia”, „Dinamica populației”. densitatea în Rusia, 1678-2011”, „Dezvoltarea industriei metalurgice Rusia în secolele XVIII-XX”. și „Dezvoltarea rețelei feroviare (creștere și electrificare), secolele XIX-XX”, care constituie prima etapă a pregătirii unei animații complexe „Dezvoltarea industriei și transportului” în Rusia. Cea mai importantă aplicație a sistemului este dezvoltarea scenariilor de dezvoltare a țării și a regiunilor sale În acest caz, se implementează principiul multivarianței, atunci când utilizatorului final i se oferă o serie de soluții care îl interesează, de exemplu, scenarii optimiste, pesimiste și altele. Și cu cât aceste scenarii sunt mai complexe, cu atât mai urgentă apare nevoia de intelectualizare a sistemului, când sistemele experte și utilizarea rețelelor neuronale ajută în condiții de mare complexitate, de multe ori cu o vagitate semnificativă a sarcinilor, la obținerea unor rezultate acceptabile. Este promițătoare utilizarea unei modelări semnificative a fenomenelor complexe în cadrul unui sistem informațional. Baza unei astfel de modelări este o abordare integrată a sistemului de modelare a ecosistemelor socio-ecologice. Astfel, utilizatorul sistemului va putea modela o anumită structură. managementul căruia va prezenta opțiuni care să conducă, de exemplu, la creșterea nivelului de bunăstare a oamenilor sau la îmbunătățirea sănătății lor publice ca rezultat final pentru multe transformări cu o evaluare a costurilor necesare atingerii rezultatului. Vor fi dezvoltate instrumente de simulare, care vizează în primul rând dezvoltarea diferitelor scenarii de tranziție a regiunilor țării la modele de dezvoltare durabilă a acestora. Etapa finală a proiectului, asociată cu intelectualizarea întregului sistem, va permite crearea unui sistem de suport decizional la scară largă. În sfârșit, trebuie menționat că sistemul care se formează trebuie să se bazeze și pe principiul multimedia (multi-mediu), care facilitează procesul decizional. Crearea sistemelor de informații geografice regionale în Rusia este în mare parte asociată cu implementarea Programului GIS al OGV (Autorități guvernamentale) și KTKPR (Cadastru teritorial cuprinzător al resurselor naturale). Elaborarea principalelor prevederi pentru programul GIS OGV a fost încredințată Centrului de Stat „Natura” - o întreprindere a Serviciului Federal de Geodezie și Cartografie (Roscartografie). Într-un număr de entități constitutive ale Federației Ruse, au fost create și funcționează centre regionale de informare și analiză echipate cu tehnologii informatice moderne, inclusiv tehnologii GIS. Printre regiunile în care s-au obținut cele mai semnificative rezultate în crearea GIS OGV se numără regiunile Perm și Irkutsk. În 1995-1996 S-a făcut o muncă considerabilă pentru a crea un GIS pentru regiunea Novosibirsk. Cel mai dezvoltat proiect în domeniul GIS regional pentru OGV este, fără îndoială, în curs de implementare în regiunea Perm. „Conceptul acestui sistem prevede utilizarea tehnologiilor geoinformaționale în diviziunile structurale ale administrației regionale și în diviziile structurale ale organismelor guvernamentale ale Federației Ruse care operează în regiunea Perm. În etapa de dezvoltare, conceptul a fost luat în considerare Serviciul federal geodezie și cartografie a Rusiei, precum și Centrul GIS de stat și Centrul de stat „Natura”. A fost încheiat un acord între administrația regiunii Perm și Serviciul Federal de Geodezie și Cartografie al Rusiei privind formarea unui sistem de informații geografice pentru regiunea Perm, care prevede crearea și actualizarea hărților topografice la scara 1:1000, 000 și 1:200.000 pentru teritoriul regiunii. Conceptul de sistem informațional geografic a identificat: principalele direcții de creare a unui GIS; componența utilizatorilor GIS; cerințele bazei de date; probleme de reglementare; Dezvoltatori GIS, etape de dezvoltare, proiecte prioritare, surse de finanțare. Principalele direcții de creare a unui GIS corespund direcțiilor de activități de management ale autorităților regionale: dezvoltare socio-economică; economie și finanțe; managementul ecologiei, resurselor și mediului; transport si comunicatii; utilitati publice si constructii; agricultură; . sănătate, educație și cultură; ordine publică, apărare și securitate; dezvoltare socio-politică. Desigur, un loc mare în dezvoltarea unui sistem regional este ocupat prin asigurarea proiectului cu o bază cartografică digitală. Conceptul prevede utilizarea hărților: o hartă topografică de sondaj la o scară de 1:1000000 pentru teritoriul regiunii Perm și teritoriile adiacente; harta topografică la scara 1:200.000 pentru teritoriul regiunii; harta geologica la scara 1:200.000; hărți topografice pentru zone de terenuri agricole și forestiere, râuri navigabile la scară 1:100.000, 1:50.000, 1:25000, 1:10000; pentru rezolvarea problemelor de inginerie si a problemelor de management urban al hartilor si planurilor la scara 1:5000, 1:2000, 1:500. Pentru hărți, a fost adoptat sistemul de coordonate din 1942 Hărțile realizate în sistemul de coordonate din 1963 sau în sistemul de coordonate local, când sunt incluse în GIS-ul regiunii, sunt aduse într-un singur sistem de coordonate. Pentru hărțile topografice digitale, se utilizează clasificatorul Roskartorafiya UNI_VGM, care oferă posibilitatea de a lucra cu sisteme de simboluri de la o scară de 1:500 la o scară de 1:1000000 (clasificator pe toate scarile). În timpul creării GIS, au fost realizate mai multe proiecte pilot: crearea unui GIS cuprinzător al satului și stațiunea „Ust-Kachka” pentru a testa soluții complexe într-o zonă mică, folosind exemplul GIS „Ust-Kachka” , pentru a demonstra capacitățile GIS managerilor insuficient pregătiți; crearea unui model de inundații pentru orașele Perm și Kungur. Pentru a crea un model de inundație, a fost construită o matrice de înălțime a zonei potențiale de inundație și au fost efectuate calcule pentru modelarea nivelului de inundație; dezvoltarea monitorizării mediului a proiectelor pilot GIS pentru orașul Berezniki și zonele învecinate. Principalele rezultate ale implementării programului sunt prezentate de autorii conceptului V.L Chebykin, Yu B. Shcherbinin sub forma următoarelor subsisteme (componente): „GIS-geology”. Este creat pentru o reală evaluare geologică și economică a potențialului de resurse al regiunii Perm, dezvoltând soluții pentru utilizarea eficientă a resurselor. Include o bancă de geodate despre zăcămintele minerale, locația întreprinderilor miniere și consumatoare, cantitatea rezervelor, dinamica producției și consumului; „GIS de cadastru funciar”. Oferă condiții pentru colectarea obiectivă a impozitelor pe teren și respectarea reglementărilor privind proprietatea, utilizarea și schimbarea proprietarului. Include o bancă de geodate despre limitele terenurilor în contextul drepturilor de proprietate asupra terenurilor și un registru al proprietarilor; „Drumuri GIS”. Vă permite să determinați și să utilizați eficient condițiile tehnice și economice pentru funcționarea și dezvoltarea transportului reteaua de drumuri. Pe baza unei baze de geodate despre drumurile din regiunea Perm, calitatea acoperirii, stare tehnica drumuri, caracteristici tehnice ale podurilor, alei de acces, treceri, feriboturi si gheata, indicatoare rutiere. Include baze de date economice privind utilizarea drumurilor pentru transportul de marfă și pasageri, costul întreținerii drumurilor, precum și un registru de proprietate și limite de responsabilitate; „GIS feroviar”. Vă permite să determinați și să utilizați eficient condițiile tehnice și economice pentru funcționarea și dezvoltarea rețelei de transport feroviar. Include o bancă de geodate privind căile ferate din regiunea Perm, poduri și treceri de cale ferată, gări, site-uri, structuri, precum și o bază de date economică privind utilizarea drumurilor pentru transportul de mărfuri și pasageri, costul întreținerii drumurilor; „GIS al managementului râului”. Oferă informații pentru calculele lucrărilor de dragă pentru adâncirea albiilor râurilor și calcule pentru eficiența și dezvoltarea navigației. Suport informațional - geoinformații despre topografia fundului râurilor navigabile și baze de date despre rutele fluviale de mărfuri și pasageri; . „Inundații GIS”. Oferă procesul de modelare a viiturilor râurilor și efectuarea calculelor măsurilor de control al inundațiilor, pierderilor în urma inundațiilor și oferă informațiile necesare pentru activitatea comisiilor de control al inundațiilor. Baza de informatii - geodate despre topografia malurilor raurilor; „GIS al structurilor hidraulice”. Servește la modelarea consecințelor impactului tehnologic asupra corpurilor de apă ale populației și întreprinderilor. Banca de geodate - informații despre baraje, ecluze, prize de apă, instalații de tratare și scurgeri de deșeuri lichide întreprinderile industriale, baze de informații de date tehnice și economice privind structurile hidraulice; „GIS de management al apei”. Creat pentru evaluarea obiectivă și planificarea utilizării resurselor de apă în regiune. Banca de geodate conține informații despre râuri, rezervoare, lacuri, mlaștini, zone de protecție a apei și fâșii de protecție de coastă, precum și informații despre lungimea, suprafața, rezervele și calitatea resurselor de apă, caracteristicile stocurilor de pește, registrul proprietății și limitele de responsabilitate. ; „GIS forestier”. Necesar pentru o evaluare obiectivă și planificare a utilizării resurselor forestiere din regiune. Această activitate se bazează pe informații despre suprafețele forestiere, speciile și vârsta pădurii, evaluarea economică a acesteia, volumele de tăiere, prelucrare, vânzarea pădurii, amplasarea întreprinderilor de extracție și prelucrare a pădurii, drepturile de proprietate și limitele de responsabilitate; „SIG al cadastrului resurselor naturale”. Combină informații din componentele „GIS-geologie”, „GIS de silvicultură”, „GIS de gestionare a apei”, precum și pescuit, rezervații, vânătoare etc., conectează geobazele acestor componente, creează o bază de informații pentru o cuprinzătoare evaluarea resurselor naturale ale regiunii Perm; „GIS-ecologie”. Creat in scopul dezvoltarii masurilor de imbunatatire a situatiei de mediu, determinarea unor sume rezonabile necesare implementarii acestor masuri; „GIS ale zonelor naturale special protejate”. Banca de geodate pentru ariile naturale special protejate ale regiunii; „GIS de Ecopatologie”. O bancă de geodate privind impactul situației de mediu asupra sănătății și mortalității populației, care să permită o evaluare obiectivă a condițiilor de viață ale populației din regiune; „GIS al conductelor de petrol și gaze”. Folosit pentru modelare și evaluarea impactului situatii de urgenta , efectuând calcule economice. Banca de geodate conține informații despre conductele de petrol și gaze, stații de pompare și alte structuri inginerești din regiune, un registru al proprietarilor, drepturile de proprietate și limitele de responsabilitate, o bancă de geodate despre topografia teritoriilor adiacente, baze de informații despre caracteristicile tehnice și economice. ; GIS pentru monitorizarea și modelarea manifestărilor naturale și provocate de om ale deformărilor catastrofale ale suprafeței pământului în regiunea Perm pe baza rezultatelor monitorizării, inclusiv monitorizării spațiului; „Populația GIS”. Baze de geodate privind distribuția populației, care să permită analiza teritoriului pe gen și compoziția de vârstă, vârsta de recrutare, angajare, grupuri protejate social, migrație a populației, necesare justificării programelor sociale, precum și suport informațional pentru campaniile electorale (formarea circumscripțiilor electorale și analiza electoratul); „GIS ATC”. Este împărțit în componente: „GIS de protecție împotriva incendiilor”; „poliția rutieră GIS”; „GIS pentru protecția ordinii publice”; „Urgență GIS”. Se creează baze: obiecte potențial periculoase, caracteristicile tactice și tehnice ale acestor obiecte, forțele și mijloacele de apărare civilă și forțele și mijloacele atrase ale subsistemului regional al situațiilor de urgență, caracteristicile tactice și tehnice ale forțelor și mijloacelor; o geobază de date a locației zonelor și rutelor de evacuare pentru întreprinderi și populația regiunii, baze de informații despre caracteristicile tactice și tehnice ale zonelor și rutelor de evacuare; „GIS al medicinei dezastrelor”. Realizează, în special, o bază de date geografice cu locații și baze de informații despre starea instituțiilor medicale; „GIS pentru asigurarea siguranței vieții populației”. Geobază de posturi de observare pentru obiecte potențial periculoase, geobază de relief și alte caracteristici de teren la scara necesară rezolvării problemelor de modelare a situațiilor de urgență la locurile de observare și teritoriile adiacente, baze de informații de date tactice și tehnice pentru organizarea lucrărilor și înregistrarea rezultatelor munca posturilor de observare; „GIS de dezvoltare socio-economică a regiunii”. Necesar pentru analizarea activităților administrațiilor locale, comparându-le cu altele similare din teritoriile adiacente, atât în ​​momentul actual, cât și în timp pe perioade de colectare a informațiilor de către organele de statistică de stat. În plus, această componentă este utilizată pentru dezvoltarea activităților de management al teritoriului. Geobaza de date a GIS de dezvoltare socio-economică a regiunii conține informații despre diviziunea administrativă a regiunii, despre pașapoartele teritoriilor, baza de date a Comitetului Regional de Statistică de Stat Perm privind indicatorii stării de dezvoltare socio-economică și Direcția principală de economie a administrației regionale privind indicatorii de prognoză a dezvoltării socio-economice. Ca urmare a implementării programului, trebuie dezvoltate și implementate măsuri legale, economice, organizatorice și tehnice pentru a îndeplini sarcinile de creare a unui GIS OGV, ar trebui formate baze de date cu hărți digitale ale regiunii Perm de diferite scări pentru a afișa dinamica dezvoltării socio-economice a regiunii. Structurile regionale de management vor fi furnizate cu informații spațio-temporale reale despre infrastructura și dezvoltarea socială a regiunii, ceea ce va permite formarea unui mecanism de gestionare a economiei regionale pe bază de geoinformație. Conceptul dezvoltat de sistem informațional geografic și programul de creare GIS se bazează pe experiența semnificativă a întreprinderilor și organizațiilor din regiunea Perm în acest domeniu de activitate. Proiecte diverse se desfășoară în Comitetul de cadastru funciar al regiunii Perm, Întreprinderea de cercetare geologică de stat Perm „Geokarta”, Comitetul pentru resurse naturale al regiunii Perm, Institutul Clinic de Cercetare a Ecopatologiei Copiilor și alte organizații. Sub conducerea Comitetului de cadastru funciar al Regiunii Perm, se lucrează pentru efectuarea de sondaje cadastrale, producerea de materiale de planificare și cartografie, realizarea unui inventar funciar și înregistrarea proprietarilor de terenuri. Client de stat sistem automatizat Cadastrul funciar din regiunea Perm (GAS ZK) este Comitetul Regional de Cadastru Funciar. Au fost create grupuri de lucru speciale pentru managementul operațional al implementării proiectului LARIS în comitetele funciare regionale și comitetele funciare raionale ale orașului. La întreprinderea unitară de stat „Ural Design and Survey Enterprise for Land Cadastral Surveys” („Rilevarea Uralzemkadastr”) a fost creată producție specializată bazată pe tehnologii digitale cadastrale. Sunt utilizate GIS de la Intergraph Sogr., precum și MicroStation și Maplnfo Professional. Întreprinderea de cercetare geologică de stat Perm „Geokarta” desfășoară lucrări în cadrul programului de cartografiere geologică de stat. Fiecărui lot al întreprinderii i se atribuie sarcini pe una sau două foi de nomenclatură ale unei hărți a regiunii Perm la scara 1:200.000, rezultatele lucrării sunt prezentate în formă grafică și digitală. Întreprinderea folosește Geomap GIS, care oferă tehnologie pentru crearea de hărți digitale, precum și Arclnfo, ArcView, PARK 6.0. Au fost realizate următoarele documente geologice în formă digitală: Harta geologică a formațiunilor pre-cuaternare pe baza materialelor din studiul ulterioar și întocmirea hărții geologice de stat la scara 1:200.000. Schema de zonare geomorfologică. Harta structurilor producătoare de petrol și gaze. Schema de impartire administrativa cu cai de transport si comunicatii principale. Harta formațiunilor pre-cuaternare este completată cu informații istorice: pe cupru, fier, cromit, bauxită, mangan, titan, plumb, stronțiu, aur; ’ pe materiale de construcție (gabro-diabază, calcar, dolomit, marmură, gresie), cuarț, fluorit, volconit; pe petrol, gaze, cărbune, săruri de potasiu, apă potabilă. Harta zăcămintelor cuaternare reflectă distribuția pe zone a obiectelor care conțin: aur, platină, diamante; minereuri agricole (turbă, tuf calcaros, marne), argile, amestecuri de nisip și pietriș, nisipuri etc. În conformitate cu ordinul guvernatorului regiunii Perm din 9 noiembrie 1995 nr. 338 „Cu privire la sistemul de monitorizare a mediului în regiune” sub conducerea Comitetului pentru Resurse Naturale din regiunea Perm (fostul Comitetului de Stat pentru Protecția Mediului) se lucrează pentru crearea unui Sistem Unificat Teritorial de Monitorizare a Mediului (UTSEM) pentru regiune. ETSEM este creat cu scopul de a sprijini informațional pentru luarea deciziilor de management în domeniul protecției mediului pentru a asigura o dezvoltare durabilă a teritoriului în condiții de siguranță a mediului și este parte integrantă a sistemului informațional și geoinformațional al regiunii Perm. Lucrările privind crearea și întreținerea unui GIS de asistență medicală au fost efectuate de Institutul Clinic de Cercetare a Ecopatologiei Copiilor (NIKI DEP). La nivel regional, utilizarea GIS a fost dezvoltată pentru rezolvarea problemelor de suport informațional pentru sistemul regional de management al sănătății: identificarea teritoriilor cu tendințe nefavorabile în ceea ce privește indicatorii medicali, demografici și medico-ecologici; justificarea investițiilor regionale în asistența medicală teritorială pe baza analizei geoinformaționale a indicatorilor medicali și demografici (atât individuali, cât și complexi); analiza adecvării serviciilor medicale pentru populație pe teritoriu și evaluarea severității problemelor teritoriilor individuale; justificarea şi amplasarea unei reţele de centre interraionale pentru furnizarea de servicii specializate îngrijire medicală etc. S-au finalizat lucrările de conectare a informațiilor spațiale și a bazelor de date privind îngrijirea medicală a populației, indicatorii medico-demografici, sanitar-igienici și de mediu pe o hartă schematică unică a regiunii Perm. Au fost colectate informații cu privire la peste 260 de indicatori. Sistemul folosește hărți vectoriale la scară mică (1:1000000). Software-ul vă permite să jucați o serie de scenarii și să selectați opțiuni pentru utilizarea optimă a patului de spital și a unităților de laborator și de diagnostic din instituțiile medicale. Pentru rezolvarea problemelor medicale și de mediu folosind GIS, s-au identificat teritorii prioritare pe baza unui set de factori de risc pentru sănătatea publică și a indicatorilor individuali de mediu și s-a făcut referire spațială la baze de date pe termen lung privind sursele de efecte nocive asupra mediului. Un proiect de mediu a fost implementat ca parte a GIS municipal din Perm, care este o componentă a GIS regional. Pe baza unei hărți vectoriale 1:25.000, au fost create straturi: ratele de morbiditate în populație pe raionul orașului Perm, zonele de acoperire ale instituțiilor medicale. Sistemul vă permite să urmăriți dinamica morbidității în ultimii 6 ani folosind 68 de indicatori. În cadrul proiectului s-au format straturi care reflectă diferite aspecte ale stării mediului (zone de contaminare a solului cu metale grele, conținutul de substanțe nocive din aerul atmosferic pe baza rezultatelor observațiilor de teren, surse staționare de emisii). de substanţe nocive în aerul atmosferic din caracteristici detaliate fiecare sursă, alocații de teren ale întreprinderilor industriale cu informații despre întreprindere ca sursă de poluare a mediului, conținutul de impurități nocive din mediile biologice ale populației copiilor etc.). Straturile cu o bază bogată de atribute sunt utilizate în sarcinile analitice. Sistemul creat oferă o soluție la problemele formării unei rețele optime de amplasare a posturilor de control al calității aerului pe criterii de sănătate a populației, elaborarea de programe de reabilitare medicală și de mediu a copiilor etc. Proiectul de mediu al GIS municipal se bazează pe ArcView. GIS este utilizat în combinație cu programe de modelare și analitică, ceea ce face posibilă obținerea de evaluări cuprinzătoare la diferite niveluri teritoriale. În 1994-1997 NIKI DEP a lansat un atlas medical și de mediu al regiunii Perm. În 1998, NIKI DEP, împreună cu centrul regional pentru noi tehnologii informaționale al Universității Tehnice de Stat Perm și Departamentul de Educație și Știință al administrației regionale, a lansat un atlas al sferei sociale și educaționale a regiunii Perm (un proiect pilot în cadrul programului științific și tehnic interuniversitar „Dezvoltarea fundațiilor științifice pentru crearea sistemelor informaționale geografice” ). Prin hotărârea Adunării Legislative din 04.06.98 nr. 78, a fost adoptat și implementat un program teritorial cuprinzător „Siguranța vieții și organizarea sistemelor de monitorizare pentru prognozarea urgențelor naturale și provocate de om în regiunea Perm pentru anii 1998-2000”, prevad: Dezvoltarea si imbunatatirea unui sistem informatic geografic de avertizare si actiuni in situatii de urgenta (situatii de urgenta GIS); 2. Crearea unui subsistem pentru acțiuni în situații de urgență ca parte a sistemului informațional geografic al ATC din regiunea Perm. Sistemul de informații geografice de urgență este creat pe baza dezvoltării cercetării Institutului minier al filialei Ural a Academiei Ruse de Științe (Perm). Dezvoltare" Cerințe tehnice la hărțile topografice digitale la scara 1:1000.000 și 1:200.000 pentru teritoriul regiunii Perm", „Metode de verificare a calității hărților topografice digitale la scara 1:1000.000 și 1:200.000 pentru teritoriul regiunii Regiunea Perm", lucrările privind controlul calității și acceptarea hag-urilor digitale specificate au fost efectuate de Întreprinderea Unitară de Stat Perm „Biroul de Cercetare Specială „Elbrus” (SNIB „Elbrus”). SNIB „Elbrus” este deținătorul de hărți topografice digitale ale scărilor specificate și efectuează lucrări de implementare a hărților în conformitate cu „Regulamentul temporar privind procedura de utilizare a hărților electronice digitale ale regiunii Perm la scara 1:1000000 și 1:200.000”. SNIB „Elbrus” utilizează mai multe instrumente software GIS: INTELKART, INTELVEK, Panorama, GIS RSChS, Maplnfo Professional, ArcView, Arclnfo etc. Întreprinderea Unitară de Stat SNIB „Elbrus” menține un clasificator unificat al informațiilor cartografice pentru întreaga gamă largă de GIS OGV din regiunea Perm, a dezvoltat un sistem de convertoare pentru a asigura compatibilitatea utilizării hărților în diverse software GIS. La Facultatea de Geografie a Universității de Stat Perm se dezvoltă un GIS „Arii Naturale Protejate ale Regiunii Perm”; Se lucrează la crearea unor straturi tematice fizico-geografice, socio-economice și ecologice-geografice (hidrografie, orografie, geomorfologie, soluri, vegetație, climă, așezări, rețea de transport, industrie, agricultură, infrastructură industrială și socială etc.). Regiunile Irkutsk, Nizhny Novgorod, Ryazan, Teritoriul Primorsky etc. își dezvoltă propriile sisteme Există destul de multe exemple de implementare GIS la nivel local. În cadrul programului Uvsu-Nur a fost creat un sistem de informare geografică pentru a caracteriza stocul și dinamica de vârstă a arboretului forestier din pădurile depresiunii Uvsu-Nur, pt. caracteristici cuprinzătoare locația practicilor educaționale de vară ale Facultății de Geografie a Universității de Stat din Moscova a fost dezvoltată de GIS-Satino și alții. Acest din urmă sistem este în esență un model digital cuprinzător al teritoriului terenului de antrenament Satino (districtul Borovsky, regiunea Kaluga) (Yu. .F. Knizhnikov, I.K Lurie , 2002] Sunt în curs de compilare principalele planuri fotografice și hărțile topografice ale teritoriului la scară de 1:5000 ca seturi sistematizate de date privind proprietățile și relațiile obiectelor și proceselor geografice din teritoriu Pentru a studia stările dinamice ale geosistemului natural se folosesc diverse nivele de timp și scară - pe termen lung (hărți multi-temporale, imagini aeriene și satelit. , materiale din sondaje pe teren pe termen lung ale locului de testare), precum și sezoniere (în principal fotografii aeriene și studii speciale peisagistic-fenologice. Se dezvoltă descifrare și navigare - complex on-line pentru cercetarea de teren automată). De asemenea, putem da exemple de sisteme create pentru monitorizarea situației mediului în cadrul unei singure fabrici chimice etc. Din proiectele implementate sau în curs de implementare, vom evidenția și numeroase exemple de aplicații industriale ale tehnologiilor GIS în diverse domenii tematice - geologie, cadastru funciar, industrie forestieră, ecologie, administrație municipală, exploatare utilități, activități ale organelor de drept. Ele sunt discutate în detaliu în cartea [E. G. Kapralov, A. V. Koshkarev, V. S. Tikunov et al., 2004]. Întrebări de testare Care este rolul GRID al bazei de date globale a resurselor informaționale? Care este caracteristica principală a sistemului GRID? Au fost proiectele rusești în concordanță cu metodele internaționale? Este recomandabil un astfel de acord? Descrieți caracteristicile Sistemului informațional de mediu de stat planificat; Este recomandabil implementarea acestui proiect în condiții moderne? Enumerați principalele caracteristici ale sistemului „Dezvoltarea durabilă a Rusiei”. Evaluați optimitatea sistemului creat pentru regiunea Perm. Este recomandabil să se creeze sisteme locale? Planificați un posibil proiect de geoinformare pentru zona dvs.

N. B. Yaldygina

Ultimii ani au fost marcați de dezvoltarea rapidă și răspândirea tehnologiilor de teledetecție (ERS) și geoinformații. Imaginile spațiale sunt utilizate în mod activ ca sursă de informații pentru rezolvarea problemelor în diverse domenii activități: cartografie, administrație municipală, silvicultură și agricultură, gospodărirea apelor, inventarierea și monitorizarea stării infrastructurii de producție și transport de petrol și gaze, evaluarea mediului, căutarea și prognoza zăcămintelor minerale etc. Sistemele de informații geografice (GIS) și geoportalele sunt utilizate pentru analiza datelor în scopul luării deciziilor de management.

Ca urmare, pentru multe instituții de învățământ superior sarcina de a implementa în mod activ tehnologiile de teledetecție și GIS în proces educaționalși activități științifice. Anterior, utilizarea acestor tehnologii era cerută, în primul rând, de către universități de formare a specialiștilor în domeniul fotogrammetriei și GIS. Cu toate acestea, treptat, pe măsură ce tehnologiile de teledetecție și GIS au fost integrate cu diverse domenii aplicate de activitate, studiul lor a devenit necesar pentru o gamă mult mai largă de specialiști. Universități care oferă pregătire în specialități legate de silvicultură și agricultură, ecologie, construcții etc., acum se impune și instruirea studenților în elementele de bază ale teledetecției și GIS, astfel încât viitorii absolvenți să fie familiarizați cu metode avansate de rezolvare a problemelor aplicate din cadrul specialității lor.

În etapa inițială, o instituție de învățământ care intenționează să formeze studenții în teme de teledetecție și GIS trebuie să rezolve o serie de probleme:

• Achiziționați software și hardware specializat.
• Achiziționați un set de date de teledetecție care va fi folosit pentru formare și activități științifice.
• Conducerea de recalificare a cadrelor didactice pe probleme de teledetecție și GIS.
• Dezvoltați tehnologii care să permită rezolvarea problemelor aplicate corespunzătoare specializării universității/catedrei folosind date de teledetecție.

Fără o abordare atentă și sistematică, rezolvarea acestor probleme poate necesita timp și costuri materiale semnificative din partea universității. Cel mai simplu și mod eficient depășirea dificultăților - interacțiune cu companii care furnizează tot software-ul și hardware-ul necesar pentru implementarea tehnologiilor de teledetecție și GIS, care au experiență în implementarea proiectelor pentru diverse sectoare ale economiei naționale.

O abordare integrată a implementării tehnologiilor de teledetecție și GIS la o universitate va fi asigurată de compania Sovzond, care oferă o gamă completă de servicii, de la furnizarea de software și hardware, instalarea și configurarea acestora, până la furnizarea de telecomandă. detectarea datelor, instruirea specialiștilor și dezvoltarea de soluții tehnologice. Baza soluției propuse este Centrul de procesare a datelor de teledetecție a Pământului (ERDPC).

Ce este TsODDZZ?

Acesta este un set de instrumente și tehnologii software și hardware concepute pentru obținerea, procesarea și analiza datelor de teledetecție și utilizarea informațiilor geospațiale. TsODDSZ vă permite să rezolvați următoarele sarcini principale:

• Obținerea datelor de teledetecție (imagini din satelit).
• Prelucrarea primară a imaginilor spațiale, pregătirea pentru interpretare automată și interactivă, precum și prezentarea vizuală.
• Analiza profundă automată a datelor de teledetecție pentru pregătirea unei game largi de materiale cartografice analitice pe diverse teme, determinarea diferiților parametri statistici.
• Întocmirea rapoartelor analitice și a materialelor de prezentare pe baza datelor de imagini din satelit.

Componenta cheie a centrului de achiziție de date este software-ul și hardware-ul specializat, care are o funcționalitate largă pentru lucrul cu teledetecție și date GIS.

Software-ul TsODDZZ

Software-ul inclus în TsODDZZ este conceput pentru a efectua următoarele lucrări:

Prelucrarea fotogrammetrică a datelor de teledetecție (corecția geometrică a imaginilor, construcția modelelor digitale de teren, crearea de mozaicuri de imagini etc.). Este un pas necesar în ciclul tehnologic general de prelucrare și analiză a datelor de teledetecție, asigurându-se că utilizatorul primește informații exacte și actualizate.

Prelucrarea tematică a datelor de teledetecție (interpretare tematică, analiză spectrală etc.). Oferă descifrarea și analiza materialelor de imagini din satelit în scopul creării de hărți și planuri tematice și de luare a deciziilor de management.

Analiză și cartografiere GIS (analiza datelor spațiale și statistice, pregătirea hărților etc.). Oferă identificarea tiparelor, relațiilor, tendințelor în evenimente și fenomene din lumea înconjurătoare, precum și crearea de hărți pentru a prezenta rezultatele într-o formă ușor de utilizat.

Asigurarea accesului la informații geospațiale prin Internet și Intranet (organizarea stocării datelor, crearea web- servicii cu functii de analiza GIS pentru utilizatorii retelelor interne si externe). Oferă organizarea accesului utilizatorilor din rețeaua internă și Internet la informații despre o anumită temă pentru un anumit teritoriu (imagini din satelit, hărți vectoriale, informații despre atribute).

În tabel Figura 1 prezintă schema de utilizare a software-ului propusă de Sovzond, care face posibilă implementarea completă a tuturor tipurilor de lucru enumerate.

Tabelul 1. Diagrama de utilizare a software-ului

Tipul muncii	Produse software	Funcționalitate de bază
Prelucrarea fotogrammetrică a datelor de teledetecție	Linia INPHO de la Trimble INPHO	Triangulare aeriană automată pentru toate tipurile de filmări obținute atât de la camere analogice cât și digitale Construirea de modele digitale de elevație (DEM) de înaltă precizie din fotografii aeriene sau spațiale, controlul calității și editarea DEM Ortorectificarea datelor de teledetecție Crearea de acoperiri de mozaic sintetizate prin culori folosind imagini obținute de la diverși sateliți Vectorizarea obiectelor de teren folosind perechi stereo de imagini aeriene și satelit
		Vizualizarea datelor de teledetecție Corecție geometrică și radiometrică Crearea DEM-urilor bazate pe imagini stereo Crearea mozaicurilor
Prelucrarea tematică a datelor de teledetecție	Linia ENVI de la ITT VIS	Interpretare interactivă și clasificare Îmbunătățirea interactivă a imaginii spectrale și spațiale Calibrare și corecție atmosferică Analiza vegetației folosind indici de vegetație (NDVI) Obținerea datelor vectoriale pentru export în GIS
Analiză și cartografiere GIS	Linia ArcGIS Desktop (ESRI Inc.)	Crearea și editarea datelor spațiale pe baza unei abordări orientate pe obiecte Crearea și designul de carduri Analiza spațială și statistică a geodatelor Analiza hartilor, crearea de rapoarte vizuale
Furnizarea accesului la informații geospațiale prin internet	Familia ArcGIS Server (ESRI Inc.)	CGestionarea centralizată a tuturor datelor spațiale și a serviciilor de cartografiere Crearea de aplicații web cu funcționalitate GIS desktop

Pentru instituțiile de învățământ superior, compania Sovzond oferă conditii favorabile consumabile software. Costul licențelor individuale pentru o universitate este redus de două sau mai multe ori în comparație cu licențele comerciale. În plus, sunt furnizate seturi speciale de licențe pentru echipamentele din sălile de clasă (Tabelul 2). Costul unui pachet de licențe pentru formare pentru 10 sau mai multe locuri este în general comparabil cu costul unei singure licențe comerciale. Tabelul de mai jos descrie pachetele de licențe furnizate de diverși furnizori de software.

Tabelul 2. Licențe software

Multe universități rusești au deja o experiență pozitivă în utilizare produse software de la ITT VIS, ESRI Inc., Trimble INPHO în cadrul educațional și activitate științifică. Printre ei se numără și Moscova universitate de stat Geodezie și Cartografie (MIIGAiK), Universitatea Forestieră de Stat din Moscova (MGUL), Universitatea Tehnică de Stat Mari (MarSTU), Academia de Geodezică de Stat Siberian (SSGA), etc.

Hardware TsODDZZ

Hardware-ul centrului de date include avansate mijloace tehnice, permițând unei instituții de învățământ superior să organizeze un proces de cercetare și educație, să implementeze diverse metode de lucru atât cu informație, cât și cu un public instruit. Hardware-ul este selectat ținând cont de amploarea lucrării planificate, de numărul de studenți pregătiți și de o serie de alți factori. Centrul de date poate fi implementat pe baza uneia sau mai multor premise și include, de exemplu, o sală de clasă, un laborator de teledetecție și o sală de ședințe.

Următoarele echipamente pot fi utilizate ca parte a centrului de protecție a datelor:

• Stații de lucru pentru instalarea de software specializat (în săli de clasă și departamente).
• Servere pentru organizarea stocării și gestionării datelor geospațiale.
• Pereți video pentru afișarea și vizualizarea colectivă a informațiilor (Fig. 1).
• Sisteme de videoconferință pentru schimbul de informații audio și video în timp real între utilizatori la distanță (situați în camere diferite).

Orez. 1. Sală de clasă cu perete video

Aceste instrumente nu numai că constituie o platformă hardware productivă pentru efectuarea proceselor de prelucrare a datelor de teledetecție, dar permit și o interacțiune eficientă între grupurile de utilizatori. De exemplu, un sistem de videoconferință și un sistem hardware și software TTS pot asigura transmiterea în timp real a datelor pregătite de specialiștii de laborator și a imaginilor video direct pe un ecran dintr-o sală de ședințe.

Furnizare de date cu teledetecție

La implementarea unui centru de date de teledetecție, una dintre problemele importante este achiziția unui set de date de teledetecție de la diverși sateliți, care vor fi folosite pentru a instrui studenții și pentru a realiza diverse proiecte tematice. Compania Sovzond interacționează cu companii de top care operează sateliți de teledetecție și furnizează date digitale primite de la navele spațiale WorldView-1, WorldView-2, GeoEye-1, QuickBird, IKONOS, Resurs-DK1, RapidEye, ALOS, SPOT, TerraSAR -X, RADARSAT- 1,2 etc.

De asemenea, este posibilă desfășurarea unui complex de recepție la sol la universitate, creat cu participarea Agenției Spațiale Federale (Roscosmos), care oferă recepție directă a datelor de la Resurs-DK1, AQUA, TERRA, IRS-1C, IRS- 1D, sateliți CARTOSAT-1 (IRS-P5), RESOURCESAT-1 (IRS-P6), NOAA, RADARSAT-1,2, COSMO-SkyMed 1–3 etc. În plus, în cazul implementării DSDSZ , compania Sovzond pune la dispoziție instituției de învățământ un set gratuit de date de teledetecție de la mai mulți sateliți, având caracteristici diferite (rezoluție spațială, interval spectral etc.), care pot fi folosite ca mostre de testare pentru predarea studenților.

Desfășurarea Centrului de Teledetecție a Pământului într-o instituție de învățământ superior ne permite să rezolvăm problema introducerii tehnologiilor de teledetecție și GIS în activitățile științifice și educaționale ale universității și să asigurăm pregătire pentru specialiști într-un domeniu relativ nou și relevant. .

TsODDZZ este un sistem flexibil și scalabil. În etapa inițială a creării, un centru de date cu detecție digitală poate fi un mic laborator sau chiar stații de lucru separate, cu funcționalitate de procesare a datelor de teledetecție. În viitor, este posibilă extinderea centrului de achiziție de date la dimensiunea unor laboratoare mari și centre de formare, ale căror activități nu se limitează la predarea studenților, ci implică și implementarea de proiecte comerciale bazate pe date de teledetecție și furnizarea a serviciilor de informare pentru utilizatorii de Internet.