Презентация, доклад на тему Применение ГИС-технологий при ведении мониторинга земель. Техническое обеспечение мониторинга земель

2З-2
Ярина Арсения Сергеевна

ресурс – земельный. Земля является важнейшим компонентом природной среды, который имеет территориальную, качественную и количественную неоднородность, изменчивость свойств. От рационального использования земельных ресурсов зависит функционирование всех отраслей сельского хозяйства и экономики в целом, поэтому важнейшей задачей государственного управления земельными ресурсами является организация мониторинга земель.
Мониторинг земель представляет собой систему регулярных наблюдений за состоянием земельного фонда независимо от их правового режима и характера использования.

ресурсов, оценка и прогноз изменений их состояния под воздействием антропогенных и природных факторов. Цель мониторинга заключается в регулировании качества окружающей среды, предотвращении загрязнения земель, обеспечении их продуктивности.

«Положение о мониторинге земель в Российской Федерации» (Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 июля 1992 года № 491)

Мониторинг земель в официальных документах

Новая редакция Земельного кодекса Российской Федерации 2001 года (ст. 67)

2. Мониторинг земель является государственным. Он представляет собой систему наблюдений за состоянием земель.

3. Мониторинг включает в себя следующие виды работ: сбор информации о состоянии земель в Российской Федерации, ее обработку и хранение; непрерывное наблюдение за использованием земель, исходя из их целевого назначения и разрешенного использования; анализ и оценку качественного состояния земель с учетом воздействия природных и антропогенных факторов

«Положение об осуществлении государственного мониторинга земель» (Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 ноября 2002 года № 846)

и землепользовании выполняют в основном государственный земельный кадастр и мониторинг земель.

Основная цель всякой программы мониторинга – информационная:

1) получение информации, связанной с конкретной проблемой;
2) представление информации для различных типов аудитории и ее распространение;
3) принятие мер, направленных на улучшение ситуации или для принятия соответствующих решений.

Под задачами мы понимаем конкретные действия или этапы на пути достижения цели.

этих изменений, прогноз и выработка рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов;
б) информационное обеспечение деятельности по ведению государственного земельного кадастра, осуществлению государственного земельного контроля за использованием и охраной земель, иных функций в области государственного и муниципального управления земельными ресурсами, а также землеустройства;
в) обеспечение граждан информацией о состоянии земель.

Российской Федерации является земельный фонд страны независимо от форм собственности на земельные участки.

Структура мониторинга земель предусматривает следующие подсистемы, соответствующие категориям земель:

· мониторинг земель сельскохозяйственного назначения;
· мониторинг земель населенных пунктов;
· мониторинг земель объектов промышленности, транспорта, связи, обороны и иного назначения;
·мониторинг земель природоохранного, оздоровительного, рекреационного и историко-культурного назначения;
· мониторинг земель лесного фонда;
· мониторинг земель водного фонда;
· мониторинг земель запаса.

(съемки и наблюдения с космических аппаратов, самолетов, с помощью средств малой авиации и других летательных аппаратов);
б) сети постоянно действующих полигонов, эталонных стационарных и иных участков, межевых знаков и т.п.;
в) наземных съемок, наблюдений и обследований (сплошных и выборочных);
г) соответствующих фондов данных.

Съемки, наблюдения и обследования,
осуществляемые в ходе проведения мониторинга, в зависимости от срока
и периодичности проведения делятся на:

а) базовые (проводятся для получения данных о состоянии земель на момент начала ведения мониторинга);
б) периодические (проводятся для получения данных о состоянии земель за определенный период - раз в 3 года и более);
в) оперативные (проводятся для получения данных о состоянии земель на текущий момент).

(топографо-геодезических, почвенных, геоботанических, агрохимических, мелиоративных, лесоустроительных, градостроительных и др.), специальных наблюдений (лавинных, селевых, гляциологических, радиологических и др.), проводимых с использованием дистанционного зондирования (космические съемки и наблюдения, съемки и наблюдения с самолетов и др.); наземных съемок и наблюдений. Кроме того, используют фоновые данные.

Технической основой сбора, хранения, обработки и выдачи (представления) информации мониторинга земель являются геоинформационные системы (ГИС-технологии), основанные на использовании современной компьютерной техники, унифицированных программных средств.

система) - системы, предназначенные для сбора, хранения, анализа и графической визуализации пространственных данных и связанной с ними информации о представленных в ГИС объектах. Другими словами ГИС - современная компьютерная технология для картографирования и анализа объектов реального мира, происходящих и прогнозируемых событий и явлений.
ГИС объединяет традиционные операции при работе с базами данных - запрос и статистический анализ - с преимуществами полноценной визуализации и географического (пространственного) анализа, которые предоставляет карта. Эта особенность дает уникальные возможности для применения ГИС в решении широкого спектра задач, связанных с анализом явлений и событий, прогнозированием их вероятных последствий, планированием стратегических решений.
Данные в геоинформационных системах хранятся в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе их географического положения. Этот гибкий подход и возможность геоинформационных систем работать как с векторными, так и с растровыми моделями данных, эффективен при решении любых задач, касающихся пространственной информации.

в том числе в трехмерном измерении, наиболее удобно для восприятия, что упрощает построение запросов и их последующий анализ.
2) интеграция данных внутри организации
Геоинформационные системы объединяют данные, накопленные в различных подразделениях компании или даже в разных областях деятельности организаций целого региона. Коллективное использование накопленных данных и их интеграция в единый информационный массив дает существенные конкурентные преимущества и повышает эффективность эксплуатации геоинформационных систем.
3) принятие обоснованных решений
Автоматизация процесса анализа и построения отчетов о любых явлениях, связанных с пространственными данными, помогает ускорить и повысить эффективность процедуры принятия решений.
4) удобное средство для создания карт
Геоинформационные системы оптимизируют процесс расшифровки данных космических и аэросъемок и используют уже созданные планы местности, схемы, чертежи. ГИС существенно экономят временные ресурсы, автоматизируя процесс работы с картами, и создают трехмерные модели местности.

цифровых карт, что кардинально сокращает сроки технологического цикла.

2) управление данными. Геоинформационные системы хранят пространственные и атрибутивные данные для их дальнейшего анализа и обработки.

3) запрос и анализ данных. Геоинформационные системы выполняют запросы о свойствах объектов, расположенных на карте, и автоматизируют процесс сложного анализа, сопоставляя множество параметров для получения сведений или прогнозирования явлений.

4) визуализация данных. Удобное представление данных непосредственно влияет на качество и скорость их анализа. Пространственные данные в геоинформационных системах предстают в виде интерактивных карт. Отчеты о состоянии объектов могут быть построены в виде графиков, диаграмм, трехмерных изображений

(пространственный анализ);
- дать анализ плотности распределения по территории какого-то явления (например плотность расселения);
- определить временные изменения на определенной площади);
- смоделировать, что произойдет при внесении изменений в расположение объектов (например, если добавить новую дорогу).

внедряются новые средства и технологии, системы наблюдений, сбора и обработки информации на основе данных дистанционного зондирования Земли, как наиболее объективного и оперативного в применении метода.
Дистанционное зондирование представляет собой комплекс различных методов фиксирования природной обстановки с помощью фотографической, сканерной, радиолокационной и другой специальной аппаратуры, а также визуальных наблюдений.
Материалы дистанционного зондирования Земли из космоса имеют огромное значение, так как, имея большую обзорность и высокое разрешение на местности, они позволяют в короткий срок изучать и картографировать значительные по площади территории.
Главные качества дистанционных изображений – это их высокая детальность, одновременный охват обширных пространств, возможность получения повторных снимков, изучения труднодоступных территорий, получение информации практически в любом масштабе, широкий спектр регистрируемых параметров.
Оперативное слежение и контроль состояния земельных ресурсов по материалам дистанционного зондирования называют аэрокосмическим мониторингом.

инженерные изыскания и планирование в градостроительстве; тематическое картографирование; инвентаризация и учет объектов; морская картография и навигация; анализ рельефа местности; навигация наземного транспорта; управление воздушным движением; геология; мониторинг окружающей среды; управление природоохранными мероприятиями; управление природными ресурсами.

Применение ГИС-технологий для мониторинга земель позволяет создавать карты непосредственно в цифровом виде по координатам, полученным в результате измерений на местности или при обработке материалов дистанционного зондирования.
Цифровые карты служат основой для изготовления обычных бумажных и компьютерных карт на твердой подложке и содержат данные и правила, описывающие положение и пространственно-логические взаимоотношения объектов местности.

(задач) с данными:

Ввод. Для использования в ГИС данные должны быть преобразованы в подходящий цифровой формат. Процесс преобразования данных с бумажных карт в компьютерные файлы называется оцифровкой.

Манипулирование. Для совместной обработки и визуализации все данные удобнее представить в едином масштабе. ГИС-технология предоставляет разные способы манипулирования пространственными данными и выделения данных, нужных для конкретной задачи.

Управление. В небольших проектах географическая информация может храниться в виде обычных файлов. Но при увеличении объема информации эффективнее применять системы управления базами данных (СУБД). В ГИС наиболее удобно использовать реляционную структуру, при которой данные хранятся в табличной форме. При этом для связывания таблиц применяются общие поля. Этот простой подход достаточно гибок и широко используется во многих, как ГИС, так и не ГИС приложениях.

определенном объекте, так и с посредством развитых аналитических средств. С помощью ГИС можно выявлять и задавать шаблоны для поиска, проигрывать сценарии по типу “что будет, если…”. Современные ГИС имеют множество мощных инструментов для анализа, среди них наиболее значимы два: анализ близости и анализ наложения.

Визуализация. Карта - это очень эффективный и информативный способ хранения, представления и передачи географической (имеющей пространственную привязку) информации. Раньше карты создавались на столетия. ГИС предоставляет новые удивительные инструменты, расширяющие и развивающие искусство и научные основы картографии. С ее помощью визуализация самих карт может быть легко дополнена отчетными документами, трехмерными изображениями, графиками и таблицами, фотографиями и другими средствами, например, мультимедийными.

земель во всем мире используют большое число программных средств, в основном это ГИС-продукты, различного назначения с различными функциями, возможностями, эксплуатируемых как на персональных компьютерах (ПК), так и на рабочих станциях (РС).
Классификации ГИС:
По архитектурному принципу построения среди геоинформационных систем выделяют:
– закрытые;
– открытые.
По аппаратной платформе выделяют:
– ГИС профессионального уровня;
– ГИС настольного типа.
По территориальному охвату различают следующие ГИС:
– глобальные (планетарные, global GIS);
– континентальные;
– национальные (государственные);
– региональные;
– субрегиональные;
– локальные (местные).

земельные;
– геологические;
– и т.д.


По функциональным возможностям различают ГИС

– универсальные (инструментальные);
– специальные;
– ГИС
- вьюеры.

Наиболее универсальными и употребительными из моделей пространственных данных являются:
– Растровое представление;
– Векторное представление;
– GRID представление;
– TIN представление.
2. Атрибутивные данные
В настоящее время существует 3 основные модели построения баз атрибутивных данных:
– иерархическая;
– сетевая;
– реляционная.
3. Библиотеки условных знаков; Для составления тематических карт в геоинформационных системах используются огромное количество специальных условных знаков. Для стандартизации применения условных знаков используют стандартные (в каждой предметной области) библиотеки условных знаков.
4. Метаданные.

Это компьютер, на котором запущена ГИС.
Программное обеспечение ГИС содержит функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации географической (пространственной) нформации.



Данные. Это вероятно наиболее важный компонент ГИС. Данные о пространственном положении (географические данные) и связанные с ними табличные данные могут собираться и подготавливаться самим пользователем, либо приобретаться у поставщиков на коммерческой или другой основе.
Исполнители. Широкое применение технологии ГИС невозможно без людей, которые работают с программными продуктами и разрабатывают планы их использования при решении реальных задач.
Методы. Успешность и эффективность (в том числе экономическая) применения ГИС во многом зависит от правильно составленного плана и правил работы, которые составляются в соответствии со спецификой задач и работы каждой организации.

получили ГИС «Панорама», Photomod и GeoDraw/GeoGraph, хотя из-за ограниченных возможностей эти программы работают с данными на небольших территориях. Из общеизвестных в мире ГИСов следует отмстить ERDAS, Arclnfo (ArcVicw) и Maplnfo. Данные средства мощны и быстры в области пространственного анализа и бесспорно хороши для мониторинга, но в большинстве своем дороги для отечественного пользователя.
Сегодня работают две спутниковые системы - американская Navstar (Navigation System using Timing And Ranging), больше известная нам как GPS (Global Positioning System), и отечественная «ГЛОНАСС». Принципы их работы во многом схожи. Главная задача спутников, входящих в состав этих систем, заключается в постоянной передаче сигналов, которые принимают наземные (авиационные, корабельные, автомобильные, ручные и т. д.) приемники. Системы построены так, что приемник одновременно «видит» несколько спутников.
Спутниковая навигация требуется тем областям, в которых без знания координат не обойтись. Имея навигационный приемник, можно с точностью до нескольких метров определять свои координаты, скорость перемещения и направление движения. В сочетании с электронной картой местности (ГИС) и средствами мобильной связи получается мощнейший инструмент.
На территории России такие технологии применять ЗАПРЕЩЕНО!

предъявляемого к применяемым ГИС, следует отметить требования к описанию структур исходных данных и содержанию выходной информации. Меньшие требования предъявлялись к выбору программных средств и качественной цифровой топоосновы. Связано это с масштабом работ (1:3000000--1:20000000), при котором основными территориальными единицами,
к которым привязываются семантические данные, являются субъекты Российской Федерации и наиболее крупные населенные пункты.
Практически все создаваемые ГИС должны решать две главные задачи: обеспечение Единой государственной системы экологического мониторинга (ЕГСЭМ) и ведения Комплексного территориального кадастра природных ресурсов (КТКПР). Эти задачи в регионах сохраняют свою актуальность и поныне, несмотря на охлаждение к ним интереса в федеральных структурах.

только там, где люди профессионально имеют дело с науками о Земле, но и во многих других областях - бизнесе, службах экстренного реагирования, муниципальных службах и т.д. И потенциал этих замечательных систем все еще полностью не раскрыт. На сегодняшний день геоинформационные технологии постепенно завоевывают Российский рынок. Мы являемся свидетелями рождения и развития ГИС разных масштабов.
Создание земельного кадастра позволит на основе его карт строить другие, предметно ориентированные карты и дополнять их соответствующим атрибутивным наполнением.