Геоинформационное картографирование земельных ресурсов

Оглавление

 

 

Введение

На сегодняшний день наиболее широко применяется геоинформационные системы ГИС в сфере информационного обеспечения и автоматизации землеустроительных работ, земельного кадастра и оценке земельных ресурсов. Особое значение для мониторинга земель и пространственного отображения негативных процессов и явлений играет картографическая информация. Специалистам в области ГИС принадлежит важная роль в информационной поддержке принятий решений по организации продуктивного использования земельных ресурсов, их улучшению и охране. Они должны уметь создавать и дополнять базу геоданных, использовать в своей работе данные дистанционного зондирования, материалы наземной инструментальной съемки, векторных и растровых моделей представления пространственных данных при геоинформационном картографировании земельных ресурсов.

Но прежде чем разрабатывать научное обоснованные мероприятия по проведению картографирования необходимо всесторонне изучить современное состояние окружающей природы, возможные изменения при хозяйственном использовании. Важно сохранить уникальные ландшафты, растительный и животным мир для будущих поколений. В наше время территория, измененная в результате хозяйственной деятельности достигает до 85% от площади всей суши, и эта территория постоянно изменяется. Изучение столь огромных площадей практически невозможно при использовании только традиционных методов. Продуктивное решение данных вопросов требует определения точного пространственного местоположения земель при составлении карт. В данной ситуации на помощь приходит метод изучения земельных ресурсов дистанционным зондированием из космоса. Эта процедура представляет собой комплекс разных способов фиксирования природной обстановки при помощи фотографической, сканерной, телевизионной, радиолакционной и другой специальной аппаратурой, и также визуальных наблюдений [3].

 Космические снимки служат основой для проработки традиционных карт природы по материалам фотоснимков из космоса, помогают при создании карт, отражающих современное состояние окружающей природы. Появление космической съемки помогла удешевить и упростить процесс картографирования.

Сегодня картографические материалы представлены в цифровом виде на базе ГИС, которая является системой для обеспечения сбора данных, его сохранности, обработки, отображения и передачи отработанных данных.

В моей курсовой работе будут рассмотрены такие важные вопросы:

- образование и развитие ГИС- методов картографирования земельных ресурсов;

- задачи и цели картографирования земельных ресурсов;

- рассмотрение программных средств для ГИС-картографирования земель;

- изучение основных характеристик  космических снимков;

- рассмотрение методов  дешифрования космических снимков;

- рассмотрены преимущества  использования космических снимков  при картографировании земель;

- определены перспективы  для дальнейшего развития данного  направления;

- на конкретном примере  освещен вопрос особенностей  картографирования растительности для кадастровой оценки земли на примере Лапландского заповедника;

-будет в заключении  сделаны выводы ко всей работе, о важности развития данного метода в будущем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1 Геоинформационное картографирование земельных ресурсов

1.1 Образование и развитие ГИС- методов  картографирования земельных ресурсов

В образовании и развитии ГИС-методов картографирования земельных ресурсов можно определить три основных этапа:

1. пионерные период (1960-е  годы);

2. эпоха государственных инициатив (1970-е годы);

3. период коммерческого  развития ( 1980-е и по наши дни).

Пионерный период развивался на фоне появления электронных вычислительных машин, плоттеров, цифрователей и другой периферийной аппаратуры, при создании программных алгоритмов и способов графического отображения информации на экранах, возникновения формальных способов пространственного анализа. Образование и стремительное развитие ГИС было обусловлено огромным опытом топографического и тематического картографирования, автоматизацией процесса составления карт и прорывом в развитии компьютерных технологий [3].

Впервые в 1960 г. В Канаде была создана база ГИС картографирования земель. Главной задачей было проанализировать многочисленные данные , накопленные Канадской службой земельного учета, и в добыче статистических данных, которые можно было бы применять при разработке планов землеустройства больших площадей, в основном к землям сельского хозяйства. Чтобы реализовать данный проект необходимо было создать классификацию земель, выявить и показать устоявшуюся структуру применения земель. Наиболее остро стоял вопрос об обеспечении продуктивного ввода данных имеющихся картографических и тематических знаний. Чтобы это достичь специалистами было разработано решение о применении таблиц атрибутивных данных, что разрешило поделить файлы геометрической геоинформации о местоположении объектов и файлы с тематическим содержанием об исследуемых объектах. Для введения крупномасштабных земельных планов ученые спроектировали уникальное сканирующее устройство.

В Швеции специалисты уделяли внимание ГИС-земельно-учетной специализации, так был создан Шведский земельный банк данных, позволяющий автоматизировать учет землевладений и недвижимости. Карты в тот период строились виде грубых алфавитно-цифровых распечаток, состоящих из букв и чисел с разной плотностью отображения, что создавало эффект полутоновых изображений.

Во второй половине 1960-х годов были представлены уникальные разработки Гарвардских ученых, в их лабораториях были спроектировано программное обеспечение, которое стало классическим при в области картографирования.

Так была заложен фундамент и определена ведущая роль картографических моделей данных, картографический способ исследований, способы представления информации в геоинформационных системах.

Следующий период государственных инициатив ГИС были направлены на инвентаризацию земельных ресурсов, земельног окадастра и учета для совершенствования системы налогооблажения, при автоматизации земельных ресурсов в системе учетного документооборота в виде баз данных по соответусвующим разделениям. Важным шагом в развитии ГИС было в введении в число атрибутов операционных объектов признака пространства, бонитировка почв или признака пространства.

В это время появилось понятие протсранственных объектов, которые описывались с помощью позиционных и непозиционных атрибутов. Были сформировано два противоположных направления в представлении: растровые и векторные структуры, включаятопологические линейно-узловые представления. Были решены задания, образующие основу основ геоинформационных технологий, такие как наложение разноименных слоев, генерация буферных зон, полигонов Тиссена и другие действия управления пространственными данными, такими как определение принадлежности точки полигону, действия вычислительной геометрии и т.д. Определены эффективные решения иных геометрических вопросов,порядок действия оценочных операций и графоаналитических построений.

Период коммерческого развития приходит в 1980-е годы при сформировании единой системы путем объединения компьютерного обеспечения по обработке данных, по подготовке текстов и карт. Этот союх дает возможность человеку принять правильное решение в ответственных мероприятиях. В это время очень большими темпами развивается ГИС, новые возможности вычислительных средств, персональных ЭВМ существенно меняет все геоинформационное направление. Теперь программные продукты достаточно универсальны для оценивания и анализа проблем в вопросах ГИС. Так именно в этот период появляется прогаммное обеспечение ARC/INFO в институте изучения систем окружающей среды в США, основой для создания которой явились объединение стандартной реляционной системы управления базами данных (INFO) с программой ( ARC). Cегодня прогаммное обеспечение переросло в комплекс ArcGIS - солидное решение при ГИС - картографировании, в частности и земельных ресурсов.

В этот период времени в нашей стране происходит введение ГИС для картографирования земельных ресурсов. Была основана земельная информационная структура подразделяющаяся на локуальную, региональную и центральную, начинают накапливаться земельно-кадастровые данные. Проведена ГИС в процесс регистрации земельных наделов, мониторинг и охрану земельного фонда, получают свое развитие серверные фонды.

 

1.2 Задачи и цели ГИС -картографирования  земельных ресурсов. Классификация земельных ресурсов России

Сотрудничество геоинформатики и картографии стало базой для формирования нового направления - геоинформационного картографирования, суть которого составляет автоматизированное информационно-картографическое моделирование природных и социально-экономических геосистем на основе ГИС и баз знаний [2].

Применение карт при планировании и управлении в науке и других спектрам жизни доказывает о важности ГИС-картографирования в масштабах государства.

Для развития данной области стоят такие важные задачи и цели:

- создание тематических  карт и атласов и доступность  их потребителям, особенно, это актуально  при учете природных ресурсов  земли и карт, связанных с охраной  окружающей среды;

- рост объемов выпуска  картографических материалов и  оптимизация сроков ее выдачи;

- применение ЭВМ техники  для автоматизации картографических  процессов, проработке цифровых  карт;

- создание информационно- поисковой системы, обеспечивающей сбор, хранение и применение информации;

- разработка карт специалистами  с фундаментальными знаниями  в науке.

Рассмотрим более подробно сущность и цели картографирования земельных ресурсов. Для правильного создания карт земельных ресурсов необходимо при изучении объекта решить ряд первоочередных задач:

- изучить земельные возможности  страны, ее ресурсы, их расположение, состояние, перспективы использования  и охраны, индивидуальные черты  и общие характеристики как  объекта картографирования;

- провести оценку имеющихся  научных публикаций и опыт  этого течения тематического  картографирования для выявления  содержания, тенденций, способов осуществления  и возможности использования  в работе;

- выполнить следуя разработанным концепциям работы проектирование карт, при этому учесть назначение каждой из них, принцип формирования, обоснование структуры, математических, общеографических и тематических элементов их содержания;

- при разработке карт  стремится унифицировать программные  средства соответственно современной  технической оснащенности государственной  и ведомственной картографических  служб;

- создать детальные авторские  макеты атласа, стенных карт, содержащие фрагменты основных и врезных карт, диаграммы, графики, таблицы.

 Для того чтобы понимать  о картографировании земельных  ресурсов, необходимо в первую  очередь понимать, а что значит  само понятие земельные ресурсы  в масштабах государства, видеть  классификацию.

Российская Федерация имеет самые большие земельные ресурсы в мире, площадь России занимает 12,5% мировой территории, что равняется 1709 млн. га земли. При наличии такого количества ресурсов государственная политика обеспечивает жесточайший контроль за ее характеристиками, состоянием.

При этом управление земельными ресурсами является важной функцией органов власти, они принимают правила управления земельными ресурсами, осуществляют это управление и надзирают за законностью принимаемых правил.

Классификация земельных ресурсов в России выделяет следующие группы:

- земли сельскохозяйственных  предприятий, а также земли используемые  для нужд сельского хозяйства, фермерские угодья;

- земли лесного фонда;

- земли водного фонда;

- земли, состоящие на учете городских, поселковых и сельских органов управления

- земли промышленного  назначение, транспорта, связи, непосредственно  участвующие в производственном  процессе;

- земли природоохранного назначения, имеющие природоохранное, научное, эстетическое, оздоровительное значение;

- земли запаса, не предоставляемые  юридическим и физическим лицам  во владение.

Особенностью земельного фонда Российской Федерации является то, что более 90% земель принадлежит государству. Это еще раз подтверждает важность правильного проведения ГИС-картографирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Программные  средства для ГИС-картографирования  земель

Развитие геоинформационных технологий привело к созданию фирм, распространяющих программное обеспечение ГИЧ, необходимое для целей ГИС-картографирования земель. Различают несколько классов программного обеспечение, отличающиеся по функциональным возможностям и этапам обработки материалов.

программные средства ГИС- картографирования земель по функциональным возможностям делят на следующие пять классов.

Рассмотрим первый из них, это инструментальные ГИС.

Они предназначены для организации ввода картографической и атрибутивной информации, ее хранения, отработки сложных информационных запросов, решения пространственных, аналитических задач, построения производных карт и планов, и в конечном итоге для подготовки к выводу на носитель оригиналов-макетов картографического изображения. В основном ГИС поддерживают работу как с растровыми, так и с векторными изображениями, имеют встроенную базу данных или используют такие базы как Paradox, Access, Oracle и другие. Помимо этого ГИС-картографирование земель возможно в AutoCAD Map, MapInfo Professional, ГИС- карта 2011, GeoDraw и другие [4].

Ко второму классу относят ГИС-вьюверы, программные продукты, которые позволяют пользование созданными при помощи инструментальных ГИС базами геоданных. Во все ГИС-вьюверы включен инструментарий запросов к базам данных, выполнение операции позиционирования и зуммирования картографических изображений. Вьюверы являются составной частью в средние и крупные проекты, что позволяет сэкономить затраты. ГИС-вьюверы  позволяют выводить картографический материал (планшеты) на твердый носитель. Наиболее распространены следующие программные продукты: Arc Reader, Vista Map, Win Map.