База данных ГИС включает в себя результаты: анализ исходных

УДК 528.94
БАЗА ДАННЫХ ГИС ПО ОЦЕНКЕ
СОСТОЯНИЯ ЛЕСОВ СРЕДНЕГО ПРИАНГАРЬЯ
Александр Вячеславович Коптев
Научно учебный производственный картографический центр «Сибэкокарта», 664074, Россия,
г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, научный сотрудник, тел. (3952) 40-51-03, e-mail:
avkoptev@mail.ru
В целях сохранения разнообразия лесных ресурсов Среднего Приангарья требуется выявить основные факторы негативного антропогенного влияния, особенно после сооружения
Усть-Илимской и Братской ГЭС. Эффективным инструментом для постановки и решения
проблем будет являться разработка базы данных ГИС по оценке состояния лесов Среднего
Приангарья, которая позволяет дать объективную информацию для рационального управления лесами региона.
Ключевые слова: исходные данные, структура базы данных ГИС, SQL-запрос, оценка
состояния леса.
THE GIS DATABASE ASSESSMENT OF FOREST MIDDLE PRIANGARE
Alexander V. Koptev
Scientific and academic production Cartographic Center "Sibekokarta", 664074, Russia, Irkutsk, st.
Lermontov, 83, Researcher, Tel. (3952) 40-51-03, e-mail: avkoptev@mail.ru
In order to maintain the diversity of forest resources of the Middle Angara required to identify
the main factors of the negative anthropogenic influence, especially after the construction of the
Ust-Ilim and Bratsk hydroelectric power station. Effective tool for formulating and solving problems will be the development of a GIS database to assess the state of forests Middle Angara, which
allows us to give objective information for sustainable forest management in the region.
Key words: raw data, the structure of a GIS database, SQL-query evaluation of the forest.
База данных ГИС включает в себя результаты: анализ исходных данных,
разработка структуры, наполнение атрибутивными данными, формирование запросов в базе данных. С помощью языка SQL реализованы запросы в СУБД
MapInfo Professional.
1. Анализ исходных данных
Для выполнения экологической оценки лесов территории исследования
необходим поиск, подбор, каталогизация и получение исходных данных. Источники исходных данных разделены на категории:
1) Топографические карты (растровые);
2) Цифровые топографические карты;
3) Экологические карты;
4) Отраслевые карты-схемы;
5) Спектрозональные космоснимки и космофотокарты серии «Космос»;
6) Сканерные космические снимки системы Landsat;
7) Цифровые модели местности;
8) Лесной план Иркутской области;
9) Лесохозяйственные регламенты лесничеств Среднего Приангарья.
Из исходных данных выделены категории данных, формирующих таблицы
базы данных:
1) Метаданные исходных материалов;
2) Топографические растровые карты;
3) Экологические карты;
4) Отраслевые карты-схемы;
5) Космические снимки системы Landsat;
6) Цифровые модели рельефа;
7) Категории земель лесничеств;
8) Реквизиты нормативных документов.
2. Разработка структуры
В качестве хранения и управления данными выбрана СУБД MapInfo Professional. В ней хранение данных возможно только в виде отдельных таблиц
(геореляционная модель организации данных). В БД, разделённой на несколько
таблиц, содержится уникальная информация в каждой ячейке. Между заключёнными в ячейках данными организуются связи.
Полученные в ходе работ данные сгруппированы в 3 блока. Каждый блок
имеет свою тематическую направленность в зависимости от исходной информации (источников). Наименование источников данных и их характеристики
представлены в основной таблице. Сведения, полученные в ходе обработки соответствующих источников, хранятся в промежуточных таблицах. Хранение и
организация данных отражена на схеме.
База данных ГИС по оценке состояния лесов
Блок А.
Блок Б.
Основная таблица
Промежуточная таблица
Основная таблица
Промежуточная таблица
Промежуточная таблица
Блок В.
Основная таблица
Промежуточная таблица
Промежуточная
таблица
Промежуточная таблица
Промежуточная таблица
Схема. Структура базы данных ГИС по оценке состояния лесов
Структура каждой промежуточной таблицы не отличается от основных
таблиц. Хранение организовано в геореляционной модели данных и пригодной
для этого СУБД MapInfo Professional.
В базах данных совокупность взаимосвязанных хранящихся вместе данных
организована так, что их использование оптимально для одного или нескольких
приложений; данные независимы от программ, использующих эти данные; для
добавления новых или модификации существующих данных, а также для поиска данных в БД применяется общий управляемый способ. Данные структурируются таким образом, чтобы была обеспечена возможность дальнейшего наращивания приложений.
Основная идея организации структуры базы данных заключается в том,
чтобы максимально нормализовать их, то есть разбить на смысловые и функциональные группы, в рамках таблиц СУБД MapInfo Professional.
3. Наполнение атрибутивными данными
Существуют два вида информации, хранимой в СУБД MapInfo
Professional: картографические (графические) и атрибутивные (описательные).
Создание базы атрибутивных данных включает следующие этапы:
1) Ввод пространственных данных путём сканирования линий с последующей векторизацией или непосредственно из других источников;
2) Ввод данных об атрибутах;
3) Увязка пространственных и атрибутивных данных.
СУБД MapInfo Professional позволяет разделять информацию на карте в
логические категории, называемые картографическими слоями. Данные разделяются на слои карты так, чтобы ими можно манипулировать и анализировать в
пространстве либо по отдельности, либо совместно с другими слоями.
Создание картографических слоёв не проводилось ввиду трудоёмкости работ и необходимости привлечения большого количества операторов для разработки (пространственной) картографической базы данных. Поэтому база данных наполнена только атрибутивными данными.
Структура атрибутивных таблиц отражает сущность объектов, тип геометрии объектов (площадные, линейные или точечные), и непосредственно семантику. Содержание конкретной таблицы зависит от природы данных, однако поля таблиц должны содержать необходимый и достаточный объем информации
для эффективного пользования данными.
Наполнение таблиц атрибутивными данными осуществлено непосредственно информацией, полученной в ходе анализа статистических источников и
исходных материалов по оценке состояния лесов.
На рис. 1 представлена основная таблица блока разработанной базы данных ГИС и хранящаяся в ней атрибутивная информация.
Количество предложенных для наполнения атрибутивных таблиц для БД в
СУБД MapInfo Professional может быть не ограничено в зависимости от количества и качества предоставляемых материалов и в зависимости от объёма задач оценки состояния лесов.
Рис. 1. Основная таблица блока «Статистические показатели
ведомственных материалов по объектам»
Рис. 2. Промежуточные атрибутивные таблицы блоков
базы данных ГИС по оценке состояния лесов.
Промежуточная таблица «Топографические растровые карты» блока А
Важнейшим критерием комплексной разработки БД является соединение
атрибутивных и пространственных данных, показ пространственной информации, полученной от атрибутивных данных. При этом источником пространственных данных может быть привязанный к пространственным координатам
файл ГИС (например, изображение, полученное с помощью дистанционных методов, или файл сканирования карты).
4. Формирование запросов
SQL-запросы позволяют решать следующие задачи в СУБД MapInfo Professional:
 создавать вычисляемые колонки – колонки, значения в которых вычисляются на основании значений в уже существующих колонках;
 обобщать данные таким образом, просматривать суммарные значения, а
не данные по всей таблице;
 объединять две или более таблицы в одну новую таблицу;
 показывать только те колонки и строки, которые интересуют пользователя;
 выбирать объекты на основании их взаимного расположения в пространстве.
Основная идея организации структуры базы данных заключается в разбиении на смысловые и функциональные группы таблиц СУБД MapInfo Professional.
На основе пространственной и атрибутивной информации в базе данных
ГИС формируются алгоритмы SQL-запросов. Они дают возможность оценки
экологического состояния лесов территории и их дальнейшего прогнозируемого состояния.
База данных ГИС имеет простой и интуитивно понятный интерфейс.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Коптев, А.В. К разработке структуры базы данных ГИС лесного покрова Среднего
Приангарья // Сб. науч. тр. «Пробл. освоения мин. базы Вост. Сибири». – Иркутск: Изд-во
ИрГТУ, 2012. – Вып. 12. – С.31-35.
2. Лесохозяйственная карта сырьевой базы ООО «ИлимСибЛес», масштаб 1:200 000 /
под науч. ред. проф. Л.А. Пластинина. Иркутск: НУПКЦ «Сибэкокарта» - ИрГТУ, 2008. 4 л.
© А.В. Коптев, 2013