УДК528.94: 630.27

РАЗРАБОТКА ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ГЛАВНОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА ИМ. Н.В. ЦИЦИНА РАН

 

DEVELOPMENT OF GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM OF THE MAIN BOTANICAL GARDEN NAMED N.V. TSITSIN RAS

 

Кобяков А.В.1, Рысин С.Л.2, Дулина А.А.1, Гагарин В.А.2, Кутилин В.А.2  

 

(1Мытищинский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва, РФ;

2Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук, г.Москва, РФ)

 

Kobyakov A.V. 1, Rysin S.L.2, Dulina A.A. 1,  Gagarin V.A. 2, Kutilin V.A. 2

 

(1Mytishchi branch of the Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russia; 2Main Botanical Garden named after N.V. Tsitsin Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia)

 

Применение ГИС-технологий открывает новые возможности для оперативного ввода, редактирования, поиска и анализа информации. В статье описан опыт создания геоинформационной системы ГБС РАН.

The use of GIS-technologies opens new possibilities for fast input, editing, search and analysis of information. The article shows the experience of creating the geoinformation system of MBG RAS.

 

Ключевые слова: ботанический сад, геоинформационные системы, коллекция древесных растений

Key words: botanical garden, geographic information system, collection of woody plants

 

Сотрудники ботанических садов и дендрариев в своей повседневной работе сталкиваются с необходимостью использования значительных объемов информации о растениях. В ботанических учреждениях России она, как правило, хранится на бумажных носителях, которые не отвечают современным требованиям автоматической обработки данных. Доступ к этой информации может получить лишь весьма ограниченный круг лиц. Отсутствие детальных планов размещения коллекционных растений является серьезным препятствием для организации эффективной научной работы и хозяйственной деятельности. Недостаток нужных материалов усложняет процесс взаимодействия с различными федеральными и муниципальными органами (например, по вопросам постановки участков на кадастровый учет, организации охраны территории, проведения хозяйственных мероприятий, подготовки отчетов). Применение ГИС-технологий открывает новые возможности для оперативного ввода, редактирования, поиска и анализа информации. Внедрение ГИС значительно сокращает расходы, вызванные дублированием и потерей данных, а также способствует повышению эффективности научно-исследовательских работ.

Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина Российской академии наук (ГБС РАН) ‑ научный центр, который проводит фундаментальные и прикладные исследования в области ботаники, экологии и охраны окружающей среды. ГБС РАН является также просветительским и образовательным комплексом, демонстрирующим богатство и разнообразие растительного мира различных регионов Земли. Площадь Сада превышает 330 га; его коллекционные фонды включают более 18 тыс. наименований растений. В связи с тем, что Ботанический сад является излюбленным местом отдыха населения, его территория находится под интенсивным антропогенным воздействием. Очевидно, что для проведения исследований на базе имеющихся в ГБС РАН ботанических коллекций, поддержания на должном уровне их состояния, обеспечения успешного функционирования научных, административных и хозяйственных подразделений Сада необходима основа, которую можно заложить только при использовании современных технологий.

В ходе исследований, которые проводились совместно сотрудниками Мытищинского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана (бывший Московский государственный университет леса) и ГБС РАН, были найдены решения для ряда важнейших задач:

1)                     путем опроса научных сотрудников и представителей администрации определены ключевые характеристики разрабатываемой геоинформационной системы Сада;

2)                     осуществлен подбор программного обеспечения, обладающего потенциалом гибкой конфигурации, в целях эффективной работы с информацией о коллекциях растений;

3)                     предложена уникальная структура базы данных (БД), ориентированная на дендрологическую коллекцию ГБС РАН;

4)                     разработано мобильное приложение для сбора информации в полевых условиях;

5)                     выполнены проектирование и сбор геоинформационного проекта;

6)                     создана веб-ГИС для дендрария ГБС РАН.

Возможны два варианта работы. Первый из них предполагает использование в качестве картографической «подложки» для ГИС результатов тахеометрической инструментальной съемки коллекционных древесных растений. Сбор данных в полевых условиях выполняется бригадой, состоящей из двух человек. В ходе инвентаризации коллекции исполнители должны:

‑выбрать точку на подложке и найти соответствующий ей объект (растение) на местности; в этом случае точность «привязки» объекта, зависит от точности имеющейся подложки;

‑ провести измерение основных визуально определяемых характеристик этого растения в соответствии с принятой в Саду методикой;

‑ввести собранную информацию в базу данных при помощи мобильного приложения, установленного на планшет или смартфон.

Нужно отметить, что находясь непосредственно в дендрарии, исполнители вводят в БД только результаты оценки морфометрических показателей растений (высота, диаметр, проекция кроны, расстояние до нижней живой ветви, наличие внешних признаков повреждения болезнями и вредителями, категория санитарного состояния и др.); остальная информация вводится в камеральных условиях.

Второй вариант работы подразумевает нанесение на дендрологический план мест расположения растений с использованием мобильного устройства. Следует учитывать, что в этом случае точность определения координат объектов будет лимитирована возможностями гаджета ‑на разных устройствах она колеблется в пределах 5-10 метров. Поэтому при таком подходе видится разумным определять местоположение куртины коллекционных древесных растений или пользоваться инструментами для создания электронного абриса (имеются в приложении), предварительно промеряя расстояния между деревьями.

База данных ГИС ГБС РАН состоит из ряда компонентов: БД коллекции, БД инфраструктуры, БД отделов и др. Ядром ГИС Сада является информация о коллекции, которая представлена на уровне «дерева» или «куртины» (сущности). Связь БД с пространственной информацией осуществляется посредством уникального идентификатора (номера объекта). Это позволяет производить поиск информации по всем атрибутам (качественным характеристикам) БД коллекции и ее визуализацию. Одновременно открываются широкие возможности для быстрого получения и актуализации информации о конкретных коллекционных растениях или их группах с заданными параметрами. Применение различных стилей оформления позволяет гибко настраивать ГИС под задачи любого структурного подразделения Сада. Разработан проект наполнения и оформления ГИС ГБС РАН, который пригоден для публичной демонстрации в Интернет как единая веб-гис платформа.

Система построена по модульному принципу; это делает возможным устанавливать различные уровни доступа для представителей администрации Сада, а также сотрудников разных научных отделов и хозяйственных подразделений. Вся верифицированная и одобренная для открытого доступа информация размещается на серверной части ГИС, что позволяет внешним пользователям дистанционно получать информацию о коллекционных растениях.

Развитие ГИС ГБС РАН предполагает перевод всей геопространственной информации в электронный вид, что открывает новые перспективы перед всеми категориями пользователей. Администрация Сада получает оперативный доступ к информации, необходимой для принятия управленческих решений, а также для оценки результатов хозяйственной деятельности. Для научных сотрудников становится доступным своего рода набор инструментов, существенно упрощающих процессы сбора, обработки, анализа данных и обмена информацией. Любой пользователь интернета сможет найти интересующую его информацию как о коллекциях Сада, так и о конкретных коллекционных растениях. В дальнейшем возможна реализация механизма, позволяющего посетителям формировать свои собственные карты для индивидуальных экскурсий по саду, которые учитывают различные интересы и цели.

ГИС построена на базе продуктов компании NextGIS; она включает в себя программное обеспечение для персонального компьютера (десктоп-приложение) NextGIS QGIS, мобильное приложение NextGISMobile и серверную часть, расположенную на NextGIS.com.

 

Список использованных источников

1. Демидов А.С., Рысин С.Л., Кобяков А.В. Возможности использования ГИС-технологий в работе ботанических садов / Лесохозяйственная информация. 2014. № 4. С. 68-72.

2. Рысин С.Л., Трусов Н.А., Кобяков А.В., Дулина А.А., Гагарин В.А., Кутилин В.А. Опыт разработки современной справочно-информационной системы дендрария на примере ГБС РАН / Международная научно-практическая конференция «Использование современных информационных технологий в ботанических исследованиях»: Тезисы докладов. Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН, Мурманское отделение Русского ботанического общества. 2017. С. 112-114.

 

Работа выполнена при поддержке программы Президиума РАН № I.21П «Биоразнообразие природных систем. Биологические ресурсы России: оценка состояния и фундаментальные основы мониторинга»