Московский экономический журнал 1/2022

Posted by redaktor
image_pdfimage_print

Научная статья

Original article

УДК 528.9

doi: 10.55186/2413046X_2022_7_1_39

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ АТЛАСНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА

THE STRUCTURE AND CONTENT OF THE ATLAS INFORMATION SYSTEM FOR LAND MANAGEMENT OF THE KRASNOYARSK TERRITORY

Кузнецова Анна Сергеевна, младший научный сотрудник лаборатории космических систем и технологий, ФИЦ КНЦ СО РАН, 660036, Россия, г. Красноярск, ул. Академгородок, 50/45

Ерунова Марина Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории космических систем и технологий, ФИЦ КНЦ СО РАН, 660036, Россия, г. Красноярск, ул. Академгородок, 50/44

Якубайлик Олег Эдуардович, кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, заведующий лаборатории космических систем и технологий, ФИЦ КНЦ СО РАН, 660036, Россия, г. Красноярск, ул. Академгородок, 50/44

Kuznetsova Anna Sergeevna, Junior Researcher, Laboratory of space Systems and Technologies, Federal Research Center Krasnoyarsk Science Center SB RAS, 660036, Russia, Krasnoyarsk, Akademgorodok, 50/45

Erunova Marina Gennadievna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Senior Researcher, Laboratory of space Systems and Technologies, Federal Research Center Krasnoyarsk Science Center SB RAS, 660036, Russia, Krasnoyarsk, Akademgorodok, 50/44

Yakubailik Oleg Eduardovich, Candidate of Physico-mathematical Sciences, Associate Professor, Leading Researcher, Head of the Laboratory of space Systems and Technologies, Federal Research Center Krasnoyarsk Science Center SB RAS, 660036, Russia, Krasnoyarsk, Akademgorodok, 50/44

Аннотация. В статье рассматриваются основные положения, связанные с составлением структуры и разработкой содержания атласной информационной системы Красноярского края для проведения землеустройства. В процессе работы были выполнены поставленные задачи и составлены цифровые карты территории исследования, посредством преобразования и обработки данных из открытых источников в программном обеспечении MapInfo Pro и QGIS. Информационное наполнение, содержания разделов атласной системы, составляют подготовленные цифровые карты, общее количество – 70 карт, структура содержит три раздела – «Общая информация»; «Мониторинг»; «Землеустройство».

Abstract. The article considers conceptual issues related to the compilation the structure and development the content of the atlas information system for land management of the Krasnoyarsk Territory. In the course of its work, the assigned tasks were completed and the digital maps of the study area were prepared by converting and processing data from open sources in the MapInfo Pro and QGIS software. The content and the substance of the atlas system sections are digital maps, the total number is 70 maps, the structure contains of three sections: “General information”, “Monitoring”, “Land management”.

Ключевые слова: атласная информационная система, землеустройство, информационное наполнение, открытые источники данных

Keywords: atlas information systems, land management, content, open data sources

Введение

Повсеместно научное сообщество стремится к автоматизации землеустроительных работ, проводятся исследования по эффективному применению геоинформационных технологий. В работах отечественных авторов приведены примеры по использованию геоинформационных систем [1] и внедрению новых современных информационных систем [2].

В настоящее время, одним из перспективных инструментов среди геоинформационных технологий является атласная информационная система. В работе Ф. Ормелинга дано первое определение атласной информационной системе [3].

Такая система распространена на мировом уровне, в различных сферах управления земельными ресурсами. На территории Российской Федерации имеются примеры атласных информационных систем, сформированных с целью разностороннего исследования природопользования [4-5] посредством комплексного анализа разрабатываемого материала.

Важным преимуществом атласной информационной системы считается открытый доступ, как для обычных пользователей, так и для специалистов. Это возможно, благодаря разработке картографического Web-сервиса с последующей публикацией атласной системы территории исследования в сети Интернет. В настоящее время, атласная информационная система для проведения землеустройства, не создана ни для одного субъекта Российской Федерации и, в частности, на территорию Красноярского края.

Создание атласной системы Красноярского края для проведения землеустройства, предполагает наличие теоретических и правовых знаний о землеустройстве в целом. Основные понятия, правовые основы проведения землеустройства и важнейшие положения правового регулирования землеустройства регламентируются Конституцией Российской Федерации, Земельным кодексом Российской Федерации от 25.10.2001г. № 136-ФЗ,  Федеральным законом Российской Федерации № 78-ФЗ «О землеустройстве» от 18.06.2001г. и другими нормативными правовыми актами Российской Федерации и субъектов Российской Федерации, связанных с проведением землеустройства [6]. Кроме того, в учебных пособиях отечественного автора С.Н. Волкова представлены «Основы землеустройства» [7].

Проанализировав вышеуказанные документы, можно подготовить перечень картографической и атрибутивной информации, требующейся для проведения землеустройства. Данный перечень показателей (административные границы, рельеф местности, почвенные данные и др.) будет являться основой, для составления структуры атласной информационной системы Красноярского края и разработки его содержания.

Основная цель исследования заключается в составление структуры и разработка содержания атласной информационной системы Красноярского края для проведения землеустройства.

Для достижения поставленной цели исследования, необходимо выполнить следующие задачи:

  • подобрать соответствующие данные из открытых источников, для перечня показателей картографической и атрибутивной информации, необходимой для проведения землеустройства;
  • разработать цифровые карты по подобранным материалам из открытых источников;
  • составить основные разделы структуры атласной информационной системы Красноярского края и разработать содержание по каждому разделу.

Методы проведения исследования

В качестве объекта исследования выбрана территория Красноярского края. Выбор обусловлен составом разрабатываемого содержания атласной информационной системы для территории Красноярского края в целом, как отдельно взятого объекта землеустройства, так и для территорий муниципальных образований, а также частей таких территорий, находящихся в границах Красноярского края. С возможностью реализации проведения землеустройства вышеуказанных объектов по следующим направлениям: изучение состояния земель; геодезические и картографические работы; внутрихозяйственное землеустройство и др.

Для информационного наполнения структуры атласной системы Красноярского края были изучены существующие источники открытых данных отечественного и зарубежного происхождения.

Выбранные текстовые, аэрокосмические и картографические материалы различны между собой. Различия отражаются в основном в форме (бумажные и электронные), формате и системе координат данных. Для включения таких разнообразных данных в атласную систему проведены работы по преобразованию и систематизации данных к единым параметрам.

Ниже представлено описание подобранных материалов, источники и методы их обработки.

Информация об административных границах, населенных пунктах и особо охраняемых природных территориях Российской Федерации находится на публичной кадастровой карте (https://rosreestr-doc.ru/). Для создания цифровых карт основных границ Красноярского края в программе QGIS была проведена векторизация слоя кадастровых границ Росреестра, подгруженного через Web-сервисы в качестве визуальных данных. Векторный слой границ муниципальных образований Красноярского края использован в качестве основы для составления тематических карт по статистическим данным.

Официальную статистическую информацию предоставляет Управление Федеральной службы государственной статистики по Красноярскому краю, Республике Хакасия и Республике Тыва (https://krasstat.gks.ru/). Дополнительно, собраны статистические данные на территорию Красноярского края из государственных докладов «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае» (http://gis.krasn.ru/). Составление тематических карт по статистическим данным происходит по одинаковому прицепу [8].

Информацию о почвенных материалах можно найти в Едином государственном реестре почвенных ресурсов России (http://egrpr.esoil.ru). Цифровая база почвенных данных России создана на основе Почвенной карты РСФСР под редакцией В.М. Фридланда [9]. Исходные почвенные карты без атрибутивного наполнения обрезаны по границе Красноярского края в геоинформационной системе QGIS. К полученным пространственным данным привязана атрибутивная информация, содержащая основные почвенные характеристики.

Данные о лесном покрове на территорию России находятся в открытом доступе на сервисе Института космических исследований Российской Академии наук (http://smiswww.iki.rssi.ru). Картографирование лесного покрова основано на использование спутниковых данных, получаемых спектрорадиометром MODIS на борту спутника Terra и распространяемых Геологической службой США [10]. Исходные данные преобразованы в программе QGIS из растрового в векторный формат, для территории Красноярского края. К полученному слою добавлена атрибутивная информация (наименования лесного покрова). Для более корректного отображения границ видов лесного покрова проводится сглаживание векторного слоя, и топологическая коррекция в программе MapInfo Pro. Фрагмент готовой цифровой карты представлен на рисунке 1 (б).

Рельеф Красноярского края сформирован на основе цифровой базы данных высот SRTM — Shuttle radar topographic mission (https://srtm.csi.cgiar.org/). Отдельные файлы SRTM объединены и обрезаны на территорию исследования в программном обеспечении QGIS [11]. На основе полученного растрового изображения подготовлена цифровая модель рельефа Красноярского края (рис. 1в).

Источником температурных данных поверхности суши является спутниковая информация по данным датчика MODIS (Terra Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), предоставляемых EARTHDATA NASA (https://lpdaac.usgs.gov). Из представленных на сайте каталогов данных выбран спектрометр MOD11A2, содержащий среднюю температуру поверхности суши за 8 дней, обработка проходила в программном обеспечении QGIS [12]. На основе полученных данных составлены тематические карты среднемесячных температур поверхности суши территории Красноярского края (рис. 1а).

Примеры цифровых карт, входящих в содержание атласной информационной системы Красноярского края, представлены на рисунке 1.

Таким образом, подготовлены цифровые карты на территорию Красноярского края, составляющие информационное наполнение содержания атласной информационной системы для проведения землеустройства. Цифровые карты составлялись в векторном или в растровом формате, при необходимости с атрибутивным наполнением. Выбранная система координат — WGS 84 / UTM zone 46N.

Результаты и обсуждение

На основе полученных цифровых карт составлена структура и разработано содержание атласной информационной системы Красноярского края для проведения землеустройства.

В структуре атласной системы выделено три основных раздела:

  • общая информация;
  • мониторинг;
  • землеустройство.

Содержание первого раздела «Общая информация» можно считать традиционным, с отображением основной информации об объекте исследования в целом и в частности по каждому муниципальному образованию.

Для первого раздела на основе визуальных данных кадастровых границ Росреестра, составлены следующие карты:

  1. Административная карта Красноярского края;
  2. Карта населенных пунктов Красноярского края;
  3. Карта особо охраняемых природных территорий Красноярского края.

Второй раздел «Мониторинг» был включен в атласную информационную систему Красноярского края из-за состава данных. В раздел «Мониторинг» входят тематические карты за несколько лет, построенные на основе статистических и аэрокосмических данных.

На основе статистических данных, Управления Федеральной службы государственной статистики по Красноярскому краю, Республике Хакасия и Республике Тыва составлены тематические карты за 2010-2017 года, по следующим показателям:

  • численность населения;
  • объем урожайности зерновых культур, ц/га;
  • площадь земель сельскохозяйственного назначения, га;
  • площадь сельскохозяйственных угодий, используемых под пашню, га;
  • объем использования воды, забранной из природных источников, тыс.куб.м.

Для построения тематических карт количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по муниципальным образованиям Красноярского края, использованы данные из государственных докладов «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае» за 2013-2017 года. На их основе построены тематические карты по двум значениям:

  1. Удельные выбросы загрязняющих веществ в районах края, т/кв. км.
  2. Удельные выбросы загрязняющих веществ в районах края, т/чел.

Создание тематических карт среднемесячных температур поверхности суши осуществлялось с использованием каталога данных спектрометра MOD11A2 EARTHDATA NASA, за 2020 год подготовлено 12 карт.

Наиболее важным разделом атласной информационной системы Красноярского края является третий раздел — «Землеустройство», включающий в себя материалы, подходящие для проведения землеустроительных работ.

Третий раздел атласной системы, формирует следующий набор карт:

  1. Почвенная карта, карта почвообразующей породы и карта групповой принадлежности почв территории Красноярского края, подготовленные по данным Единого государственного реестра почвенных ресурсов России.
  2. Цифровая модель рельефа Красноярского края, составленная на основе цифровой базы данных высот SRTM.
  3. Карта лесного покрова Красноярского края, подготовленная на основе данных Института космических исследований Российской Академии наук.

Структура и содержание атласной информационной системы Красноярского края для проведения землеустройства представлены в виде схемы на рисунке 2.

В результате сформирована структура и разработано основное содержание по разделам атласной системы Красноярского края. В сумме подготовлено 70 карт, составляющие общий список цифровых карт атласной информационной системы в целом. В состав первого раздела «Общая информация» входят 3 карты, во втором разделе «Мониторинг» находятся 62 тематические карты по разным показателям, в третий раздел «Землеустройство» включено 5 карт. Разработанное содержание атласной системы является необходимым минимумом и подлежит дальнейшему наполнению и актуализации.

Выводы

На основе составленной структуры и разработанного содержания проектируется атласная информационная система Красноярского края для проведения землеустройства, интерфейс доступа реализован в виде картографического Web-сервиса. К основным возможностям относятся: масштабируемый обзор карт; выборочный тип использования подготовленных материалов (отображение нескольких карт одновременно с регулированием степени их прозрачности); показ атрибутивной информации векторных объектов в отдельном окне Web-сервиса; использование широким кругом пользователей, без специальных навыков в сети Интернет.

Внедрение атласной системы Красноярского края в систему землеустройства, позволит усовершенствовать процесс управления земельными ресурсами, облегчить сбор сведений об объекте землеустройства, упростить реализацию задач по размещению полей и рабочих участков севооборота.

Список источников

  1. Жуков, В. Д. Применение ГИС и методов дистанционного зондирования для выявления деградации почв Азово-Кубанской низменности (на примере Ейского района Краснодарского края) / В. Д. Жуков, М. В. Сидоренко, А. Ю. Перов // Московский экономический журнал. – 2020. – № 2. – С. 4.
  2. Гальченко, С. А. Необходимость внедрения цифровых технологий в лесное хозяйство России как главного механизма устойчивого лесоуправления / С. А. Гальченко, О. Б. Бородина, А. А. Рассказова, И. В. Чуксин // Московский экономический журнал. – 2021. – № 2.
  3. Ormeling F. 1996. Functionality of Electronic School Atlases. In: Köbben, B., F. Ormeling & T. Trainor (Eds): Seminar on Electronic Atlases II, ICA Proceedings on National and Regional Atlases. 33-39.
  4. Тикунов, В. С. Атласная информационная система для Байкальского региона / В. С. Тикунов, В. М. Яблоков // ИнтерКарто. ИнтерГИС. – 2013. – Т. 19. – С. 197-202.
  5. Батуев, А. Р. Атласная информационная система устойчивого развития регионов Сибири / А. Р. Батуев. // Интерэкспо Гео Сибирь. – 2006. Т. 1. №2. – С. 179-188.
  6. Консорциум «Кодекс». Электронный фонд правовой и нормативно-правовой документации «Техэксперт». [Электронный ресурс] — URL: https://docs.cntd.ru/ — (дата обращения: 28.11.2021г.).
  7. Волков, С. Н. Основы землеустройства/С. Н. Волков. – М.: Колос, 2015.- Т.4. – 496с.
  8. Якубайлик, О. Э. Технологии формирования интерактивных тематических карт на геопортале / О. Э. Якубайлик // Вестник компьютерных и информационных технологий. – 2017. – № 4(154). – С. 23-28.
  9. Столбовой, В. С. Единый государственный реестр почвенных ресурсов России как модель пространственной организации почвенного покрова / В. С. Столбовой, Э. Н. Молчанов // Известия Российской академии наук. Серия географическая. – 2015. – № 5. – С. 135-143.
  10. Барталев, С. А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS / С. А. Барталев, В. А. Егоров, Д. В. Ершов [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2011. – Т. 8. – № 4. – С. 285-302.
  11. Антонов, С. А. Анализ влияния особенностей рельефа на развитие процессов линейной водной эрозии на пашне Ставропольского края / С. А. Антонов // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2019. – № 3(77). – С. 30-33.
  12. Erunova, M. G. Analysis of the temperature regime of basin geosystems of the Krasnoyarsk Territory using MODIS satellite images and ground-based data / M. G. Erunova, O. E. Yakubailik, T. V. Yakubaylik // Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. – Krasnoyarsk: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. – P. 52026.

References

  1. Zhukov, V. D. Primenenie GIS i metodov distancionnogo zondirovaniya dlya vy`yavleniya degradacii pochv Azovo-Kubanskoj nizmennosti (na primere Ejskogo rajona Krasnodarskogo kraya) / V. D. Zhukov, M. V. Sidorenko, A. Yu. Perov // Moskovskij e`konomicheskij zhurnal. – 2020. – № 2. – S. 4.
  2. Gal`chenko, S. A. Neobxodimost` vnedreniya cifrovy`x texnologij v lesnoe xozyajstvo Rossii kak glavnogo mexanizma ustojchivogo lesoupravleniya / S. A. Gal`chenko, O. B. Borodina, A. A. Rasskazova, I. V. Chuksin // Moskovskij e`konomicheskij zhurnal. – 2021. – № 2.
  3. Ormeling F. 1996. Functionality of Electronic School Atlases. In: Köbben, B., F. Ormeling & T. Trainor (Eds): Seminar on Electronic Atlases II, ICA Proceedings on National and Regional Atlases. Prague. 33-39.
  4. Tikunov, V. S. Atlasnaya informacionnaya sistema dlya Bajkal`skogo regiona / V. S. Tikunov, V. M. Yablokov // InterKarto. InterGIS. – 2013. – T. 19. – S. 197-202.
  5. Batuev, A. R. Atlasnaya informacionnaya sistema ustojchivogo razvitiya regionov Sibiri / A. R. Batuev. // Intere`kspo Geo Sibir`. – 2006. T. 1. №2. – S. 179-188.
  6. Konsorcium «Kodeks». E`lektronny`j fond pravovoj i normativno-pravovoj dokumentacii «Texe`kspert». [E`lektronny`j resurs] — URL: https://docs.cntd.ru/ — (data obrashheniya: 28.11.2021g.).
  7. Volkov, S. N. Osnovy` zemleustrojstva/S. N. Volkov. – M.: Kolos, 2015.- T.4. – 496s.
  8. Yakubajlik, O. E`. Texnologii formirovaniya interaktivny`x tematicheskix kart na geoportale / O. E`. Yakubajlik // Vestnik komp`yuterny`x i informacionny`x texnologij. – 2017. – № 4(154). – S. 23-28.
  9. Stolbovoj, V. S. Ediny`j gosudarstvenny`j reestr pochvenny`x resursov Rossii kak model` prostranstvennoj organizacii pochvennogo pokrova / V. S. Stolbovoj, E`. N. Molchanov // Izvestiya Rossijskoj akademii nauk. Seriya geograficheskaya. – 2015. – № 5. – S. 135-143.
  10. Bartalev, S. A. Sputnikovoe kartografirovanie rastitel`nogo pokrova Rossii po danny`m spektroradiometra MODIS / S. A. Bartalev, V. A. Egorov, D. V. Ershov [i dr.] // Sovremenny`e problemy` distancionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa. – 2011. – T. 8. – № 4. – S. 285-302.
  11. Antonov, S. A. Analiz vliyaniya osobennostej rel`efa na razvitie processov linejnoj vodnoj e`rozii na pashne Stavropol`skogo kraya / S. A. Antonov // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. – 2019. – № 3(77). – S. 30-33.
  12. Erunova, M. G. Analysis of the temperature regime of basin geosystems of the Krasnoyarsk Territory using MODIS satellite images and ground-based data / M. G. Erunova, O. E. Yakubailik, T. V. Yakubaylik // Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. – Krasnoyarsk: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. – P. 52026.

Для цитирования: Кузнецова А.С., Ерунова М.Г., Якубайлик О.Э. Структура и содержание атласной информационной системы Красноярского края для проведения землеустройства  // Московский экономический журнал. 2022. № 1. URL: https://qje.su/nauki-o-zemle/moskovskij-ekonomicheskij-zhurnal-1-2022-39/

© Кузнецова А.С., Ерунова М.Г., Якубайлик О.Э., 2022. Московский экономический журнал, 2022, № 1.