«ГИС и заповедные территории материалы научно-методического семинара 13-14 апреля 2013 г., НПП Слобожанский (Украина, Харьковская обл., Краснокутский р-н, с. Владимировка) Под редакцией А.П.Биатова Харьков – 2013 УДК ...»
-- [ Страница 1 ] --
Министерство экологии и природных ресурсов Украины
Национальный природный парк «Слобожанский»
—————————————————————————
Харьковская областная организация
Национального экологического центра Украины
ГИС и заповедные территории
материалы научно-методического семинара
13-14 апреля 2013 г., НПП «Слобожанский»
(Украина, Харьковская обл., Краснокутский р-н, с. Владимировка)
Б 59 Материалы научно-методического семинара «ГИС и заповедные территории» (13-14 апреля 2013 г., Харьковская обл., Краснокутский р-н, с. Владимировка) / Под.ред. А.П.Биатова. – Харьков: Мадрид, 2013. – 64с.
В сборнике представлены материалы докладов и мастер-классов Научно-методического семинара «ГИС и заповедные территории», который проходил 13-14 апреля 2013 года на территории национального природного парка «Слобожанский» (Харьковская обл., Краснокутский р-н, с. Владимирвка). Так же в сборник включены программа семинара, резолюция, отчет о проведении семинара и список участников. В материалах докладов и мастер-классов представлен опыт применения технологий дистанционного зондирования земли, геоинформационных систем, систем управления базами данных в исследованиях биологического и ландшафтного разнообразия, мониторинге природных экосистем. Также, приведен обзор возможностей ряда программных продуктов и сервисов.
Рекомендуется для биологов, экологов, географов, специалистов в сфере охраны природы и заповедного дела, работников природно-заповедного фонда, научных учреждений, учебных заведений, студентов, а также, для широкого круга читателей.
Досвід використанням ГІС-технологій для потреб ландшафтного картографування та функціонального зонування НПП “Дворічанський” (Бодня О.)
Регіональний компонент державного кадастру тваринного світу як автономний інструмент накопичення даних знахідок видів (Коломицев Г.). Зберігання та керування природничою інформацією за допомогою систем керування базами даних (Прилуцький О.)
Создание цифровой модели рельефа национального природного парка «Гомольшанские леса» (Савченко А.)
Мобильные технологии Esri для задач ООПТ (Селивёрстов О.)
Обзор применения ПТК Field-Map для изучения особо-ценных природных объектов (Яроцкий В.)
Часть 2. Материалы мастер-классов
Основные возможности Quantum GIS, базовые функции для нужд научно-исследовательской деятельности НПП (Биатов А.)
Часть 3. Дополнительная информация
Отчет о работе научно-методического семинара "ГИС и заповедные территории"
Программа научно-методического семинара "ГИС и заповедные территории"
Ссылки на материалы научно-методического семинара "ГИС и заповедные территории"
Список участников научно-методического семинара "ГИС и заповедные территории"
Резолюция научно-методического семинара «ГИС и заповедные территории»
На территории СНГ работы по внедрению геоинформационных систем в деятельность охраняемых территорий ведутся с 90-х годов ХХ ст. Научные исследования и управление территориями природно-заповедного фонда предполагают оперирование знаниями не только в области биологии, экологии и менеджмента, но и широкое использование технических средств управления и визуализации различного типа данных.
Необходимость проведения данного семинара для работников природно-заповедной сферы появилась довольно давно. Программные и технические средства ГИС, СУБД (средства управления базами данных) и ДЗЗ (дистанционное зондирование Земли) развиваются довольно интенсивно, и в последние несколько лет стали доступными для широкого использования, но специализированных курсов по ГИС, ДЗЗ и СУБД адаптированных для нужд природно-заповедного дела в Украине нет.
Сотрудники национального природного парка «Слобожанский»
совместно с представителями Харьковской областной организации Национального экологического центра Украины решили частично компенсировать данный пробел и провести научно-методический семинар "ГИС и заповедные территории".
Целью проведения семинара был обмен знаниями и опытом между украинскими и зарубежными специалистами в области использования возможностей Геоинформационных систем (ГИС) в различных сферах функционирования заповедных территорий.
Проведение семинара стало возможным благодаря содействию директора НПП «Слобожанский» Александра Дмитриевича Мотляха.
Организаторы высказывают благодарность Селивёрстову Олегу за помощь при подготовке и проведении семинара, сотрудникам НПП «Слобожанский» за помощь при подготовке семинара и решению хозяйственно-бытовых вопросов.
Организаторы семинара высказывают признательность заместителю главы Украинского териологического общества Игорю Владимировичу Загороднюку и старшому научному сотруднику Черноморского биосферного заповедника Зое Владимировне Селюниной за личный пример проведения ХІХ Териологической школы-семинара «Териофауна заповедных территорий и охрана млекопитающих», вдохновивший организаторов на проведение данного семинара.
Антон Биатов начальник отдела науки НПП «Слобожанский»
ДОСВІД ВИКОРИСТАННЯМ ГІС-ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ ПОТРЕБ
ЛАНДШАФТНОГО КАРТОГРАФУВАННЯ ТА
ФУНКЦІОНАЛЬНОГО ЗОНУВАННЯ НПП “ДВОРІЧАНСЬКИЙ”
Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна;
[email protected] Використання ГІС-технологій для створення карт в растровому форматі отримали широке розповсюдження і вже не несе новизни. У той же час проектування на їх основі об’єктів природно-заповідного фонду (ПЗФ), особливо сумісно з використанням технологій обробки космічних цифрових зображень, до сьогодні мають незчисленні приклади.
Дослідження проводилося на прикладі національного парку «Дворічанський», що створено Указом Президента України №1044 від грудня 2009 р. в долині р. Оскіл на північному сході Дворічанського району Харківської області з метою збереження унікальної кальцефітной флори лісостепової зони України.
Досвід створення та діяльності національних парків свідчить, що проблема планування їх території має принципово важливе значення. Від того, наскільки повно і вміло будуть враховані специфічні функції та реальні можливості кожної конкретної територіальної ділянки національного природного парку (НПП), залежить вірогідність виникнення конфліктних ситуацій або, навпаки, забезпечення врівноваженого і безконфліктного функціонування. Основним способом реалізації цих вимог є чітка диференціація функцій НПП в просторі, тобто функціональне зонування території, що передбачене Законом України Про природно-заповідний фонд України (1992 р.).
Відповідно до Положення про проект організації території національного природно-територіальних комплексів та карта функціонального зонування укладається в масштабі 1:25 000 – 1:50 000 з використанням ГІС-технологій.
Функціональне зонування території та укладання ландшафтної карти національного природного парку «Дворічанський» проведено з використанням ГІС-пакетів MapInfo, ArcGIS та ERDAS Imagine.
Для повного врахування природних та господарських особливостей території національного парку функціональному зонуванню території передує вивчення сучасного використання земель та дослідження унікальності та стійкості природно-територіальних комплексів.
Дослідження сучасного стану землекористування в межах НПП «Дворічанський» проведено з використання карт землеустрою на територію Пісківської та Кам’янської сільських рад. Актуалізацію даних планів землеустрою проведено з використанням космічного знімку ICONOS за літній період та з використанням польових GPS-знімань. В результаті отримано сучасну карту землекористування, що дала змогу провести попереднє зонування території.
Окрім сучасного господарського використання земель вкрай важливим є вивчення сучасної структури природно-територіальних комплексів (ПТК).
Картографування ПТК національного парку «Дворічанський» проведено на рівні урочищ з укладанням карти в масштабі 1:50 000 з використанням топографічних та ряду тематичних карт: ґрунти, рослинність, четвертинні відклади, тощо.
В основі виділення урочищ лежить виділення мезоформ рельєфу у поєднанні з данними про літогенну основу, режим зволоження, типи ґрунтів та рослинність (Ісаченко, 1981).
На першому етапі дослідження в програмному середовищі MapInfo на базі векторизованого шару рельєфу виділено мезоформи рельєфу досліджуваної території шляхом створення нової таблиці. На наступному етапі створено нові шари «Ґрунти» та «Четвертинні відклади» шляхом векторизації паперових карт 80-х рр. (Атлас Харьковской области, 1993). Дані про сучасний стан ґрунтів були уточнені польовими експедиціями студентів та викладачів кафедри влітку 2012 року.
Інформацію про рослинний покрив та межі його угруповань було отримано з результатів дешифрування космічного знімку.
Дослідження проводилося з використанням космічного знімку ICONOS за літній період (липень). В ході дослідження було використано наступний алгоритм класифікації з навчанням (Манойлов В. П., 2008): 1) створено «області інтересу» для 13 класів об'єктів; 2) проведено аналіз параметрів кожного класу, внесено зміни, створено навчальну вибірку; 3) виконано класифікацію зображення з отриманням підсумкового тематичного растру.
Проведення контрольованої класифікації здійснювалося в програмному середовищі ERDAS Imagine за допомогою інструменту «Класифікація з навчанням» (Supervised Classification). На першому етапі проведення класифікації в діалозі «Редактор еталонів» (Signature Editor) було внесено класів еталонних об'єктів:
При виборі еталонів був вибраний один з найпростіших способів - пошук однорідних ділянок безпосередньо на знімку. При виділенні класів був застосований такий підхід: на підставі апріорних даних (в нашому випадку тип рослинності або тип господарського використання земель) обрано ділянки розміром в декілька пікселів з приблизно однаковою спектральною характеристикою, що віднесені до певного класу.
Після того, як було набрано достатню кількість еталонів по кожному класу, було проведено контрольовану класифікацію. Для отримання достовірного результату був використаний набір вирішальних правил: на непараметричному рівні вибрано область інтересу з «простору ознак»; на параметричному - задано правило «максимальної правдоподібності». Підсумковий тематичний растр містить наступні атрибути: значення класів, імена класів, таблицю кольорів, статистику; відкривається в геоінформаційних програмах. В програмному середовищі MapInfo було проведено подальшу обробку отриманого растру:
векторизацію, зміну кольорів, розрахунки. В результаті отримано векторні шари рослинності та господарського використання земель досліджуваної території.
З використанням оверлейного аналізу використовуючи шари «Мезоформи рельєфу», «Четвертинні відклади», «Ґрунтовий покрив», «Рослинність», «Господарське використання земель» створено актуальну карту природно-територіальних комплексів національного парку «Дворічанський» на рівні урочища та укладено відповідну карту масштабу 1:50 000.
Виходячи з позицій функціонального зонування виділення різних зон має враховувати господарське використання земель, рівень антропогенного навантаження, рівень соціально-економічного розвитку і разом з тим ландшафтне різноманіття території. Саме тому виділення функціональних зон доцільно проводити шляхом накладання та співставлення карт, що в програмному забезпеченні MapInfo реалізуються у вигляді окремих шарів, які можна вільно поєднувати один з одним, редагувати та створювати нові.
Відповідно до основних задач НПП «Дворічанський» було проаналізовано укладені карти природно-територіальних комплексів та господарського використання земель. Дослідивши унікальність, стійкість кожного типу ПТК та рівень антропогенного навантаження було укладено модель функціонального зонування території національного парку з виділенням чотирьох функціональних зон (рис. 1).
Практично всі зони (окрім стаціонарної рекреації) є дискретними.
Заповідна зона не скрізь оточена зонами регульованої та стаціонарної рекреації, що може негативно вплинути на її розвиток. Нерівномірним є розподіл площ зон. Практично половину займає господарська зона, а заповідна зона займає лише 1/5 території парку. Проте такий розподіл площ є характерним для більшості НПП України.
В ході дослідження виявлено, що сучасні ГІС-технології дають широкі можливості при картографування природно-територіальних комплексів та функціональному зонуванні території. Доведено, що тематичні растри, отримані в результаті дешифрування космічних знімків, несуть інформацію про сучасний стан землекористування та рослинний покрив і можуть бути використані для картографування природно-територіальних комплексів.
Функціональне зонування національного парку доцільно проводити з використанням ГІС-технологій, що дають можливості оверлейного аналізу природної, суспільно-географічної та економічної складової.
1. Атлас Харьковской области. [редколлегия: И. И. Залюбовский, И. Ю.
Левицкий, Н. А. Гвоздь и др.] — Главное управление геодезии, картографии и кадастра при Кабинете Министров Украины К.:
Укргеодезкартография, 1993. — 45с.
2. Исаченко А. Г. Ландшафтный подход как основа системного картографирования. Картогр. геогр. систем/ А.Г. Исаченко – М.: Мысль, 1981.
3. Манойлов В. П. Дистанційне зондування Землі із космосу:
науково-технічні основи формування й обробки видової інформації. // В. П. Манойлов, В. В. Омельчук, В. В. Опянюк. – Житомир: ЖДТУ, 2008. – 4. Положення про Проект організації території національного природного парку, охорони, відтворення та рекреаційного використання його природних комплексів та об'єктів 2005р. / Міністерство охорони навколишнього природного середовища України.
РЕГІОНАЛЬНИЙ КОМПОНЕНТ ДЕРЖАВНОГО КАДАСТРУ
ТВАРИННОГО СВІТУ ЯК АВТОНОМНИЙ ІНСТРУМЕНТ
НАКОПИЧЕННЯ ДАНИХ ЗНАХІДОК ВИДІВ
Коломицев Г.О.
Інститут зоології ім. І.І. Шмальгаузена НАН України [email protected] У відповідності з діючим законодавством України, Державний кадастр тваринного світу є систематизованою сукупністю відомостей про географічне поширення видів (груп видів) тварин, їх чисельність і стан, характеристики середовища їх перебування та сучасне господарське використання, а також інших даних, необхідних для забезпечення охорони і раціонального використання тваринного світу (Постанова КМУ №772, 1994).
Реалізовуючи законодавчо підкріплену ініціативу Міністерства екології та охорони навколишнього природного середовища України (Мінприроди) по створенню Державного кадастру тваринного світу Інститут зоології ім. І.І.
Шмальгаузена НАНУ протягом років був залучений до розробки та ведення бази даних (БД) кадастру. Відділ моніторингу та охорони тваринного світу, відповідальний за цей напрям діяльності узгодив формат представлення фауністичних даних для цілей ведення кадастру тваринного світу, розробив програмне забезпечення для роботи з відповідною БД та механізми візуалізації накопичених просторових даних в ГІС. Також, були сформульовані і принципи пріоритетності наповнення кадастру – до нього перш за все, вносяться відомості про види, які потребують охорони, мисливські види та інвазійні види тварин (Костюшин, 2012).
З метою створення технічних засобів, які сприятимуть залученню широкого кола зацікавлених сторін до ведення Державного кадастру тваринного світу та здійснення децентралізації поповнення його основної бази створено регіональний компонент БД кадастру – програмний комплекс, що не потребує інсталяції, розрахований на максимальну сумісність з наявним комп’ютерним обладнанням та програмно-технічним забезпеченням.
Для самостійного початку роботи з регіональним компонентом та внесення даних до локальної бази володіти навичками адміністрації програмного забезпечення чи роботи з ГІС не є не обов’язковими.
Регіональний компонент кадастру розрахований на автономне функціонування, маючи базові просторові дані та вбудовані засоби візуалізації, механізми експорту даних та формування стандартних звітів. При цьому, відомості локальної бази можуть бути перенесеними до центральної бази, що ведеться Інститутом зоології, копія якої функціонує в Мінприроди.
Головне вікно програми складається з наступних елементів ( Рис.2.):
– панель інструментів, що включає у себе командні кнопки (дублюють – деревоподібне представлення всіх записів, що зберігаються в базі – діалогові форми перегляду та редагування даних (праворуч).
Деревоподібне представлення записів розкриває ієрархічну структуру даних: перший рівень – локалітет, що розкриває просторове знаходження місця дослідження, другий рівень – дослідження, що визначає дату обстеження локалітету та інші асоційовані дані, третій рівень – перелік видів, виявлених при проведенні дослідження (див. Рис.2).
Вікно мапи відкривається разом з головним вікном і слугує для відображення просторових даних. Цей модуль є спрощеною та модифікованою ГІС із завантаженим набором просторових даних. Фіксований набір включає шари лісів, водойм, боліт, автодоріг, населених пунктів, меж районів (Рис. 3.).
Ці набори зберігаються в субдиректорії програми у вигляді стандартних шейп-файлів та можуть бути доповнені або заміщені засобами ГІС.
Передбачені механізми експорту даних включають як безпосередню роботу з файлом локальної БД, що має розширення.db і сумісна з форматом Microsoft Acess, так і шляхом формування Звітів. Передбачений також експорт мап у графічний формат.
Регіональний компонент програмного забезпечення Державного кадастру тваринного світу відображає принципи стандартизації, упорядкування та систематизації фауністичних відомостей, необхідних для забезпечення охорони і раціонального використання тваринного світу. Ці принципи є відправною точкою в розробці нового покоління фауністичних баз, які функціонують онлайн на засадах Web 2.0, а також можуть бути корисними при створенні цільових фауністичних баз та накопиченні фауністичних даних.
1. Про порядок ведення державного кадастру тваринного світу. Постанова Кабінету міністрів України від 15 листопада 1994 р. №772 // ЗП Уряду України. – №1. – 1995. – Ст.27.
2. Костюшин В.А. Державний кадастр тваринного світу України:
[Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://biomon.org/cadastre/
ЗБЕРІГАННЯ ТА КЕРУВАННЯ ПРИРОДНИЧОЮ ІНФОРМАЦІЄЮ
ЗА ДОПОМОГОЮ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ БАЗАМИ ДАНИХ
Прилуцький О.В.
Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна Національний природний парк “Слобожанський” [email protected] Однією з поширених проблем, що з нею стикаються дослідники під час узагальнення результатів польових досліджень, є часткова втрата екологічно значущої інформації. За умов накопичення великих обсягів даних та обробки їх “вручну”, поза увагою дослідника можуть залишитися, зокрема, відомості, що не були занотовані безпосередньо на місці збору матеріалу (наприклад, певні особливості оселища, в межах якого зроблено певну знахідку). Водночас, за умови використання традиційних методів польових досліджень, втрачається можливість поновлення інформації, що з тих чи інших причини не була вчасно зібрана разом із колекційним матеріалом. Окрім того, “сирі” дані рідко-коли використовуються у представленнях досліджень, і потребують обробки у певних програмних середовищах. Виходячи з цього, виглядає логічним зберігати та накопичувати природничу інформацію, що є результатом польових досліджень, безпосередньо у таких середовищах.
За умови представлення первинних результатів таких досліджень у вигляді електронних таблиць, відбувається або втрата частини даних, або непомірне “розпухання” таблиці за рахунок додавання нових стовпчиків для логічно окремих блоків інформації. Ще одним недоліком використання електронних таблиць є необхідність вносити описувальну інформацію про однакові об’єкти щоразу. Наприклад, якщо об’єктами дослідження є види організмів, то інформацію про приналежність виду А роду В необхідно вносити у відповідний стовпчик для кожного запису, що стосується знахідок виду А.
«