Неволин О.Л. Лесоустройство

Подождите немного. Документ загружается.

лия

на

осуществление автоматизации счетных

проектных работ:

велось обучение кадров,

во

всех лесоустроительных предприятиях

были организованы специальные подразделения

для

подготовки

данных

обработки лесотаксационной информации

на ЭВМ, со-

здавались вычислительные центры (ВЦ), разрабатывались програм-

мы,

укреплялась техническая база.

результате усилий ученых

практиков-лесоустроителей 60—70-х годов прошлого века

был за-

ложен прочный фундамент

для

полной автоматизации обработки

материалов инвентаризации лесного фонда. Руководили Всесоюз-

ным аэрофотолесоустроительным объединением «Леспроект»

в то

время: начальники объединения Борис Алексеевич Козловский

(с

1949 по 1965) и

Павел Иванович Мороз

(с 1965 по 1989);

главные

инженеры Петр Алексеевич Сергеев

(с 1954 по 1964),

Владимир

Михайлович Павлов

(с 1964 по 1977) и

Иван Васильевич Голови-

хин

(с 1978 по 1993). Для

решения проблемы автоматизации обра-

ботки материалов лесоинвентаризации

лесоустроительного про-

ектирования много сделали заместители начальника объединения

Николай Николаевич Гусев

(с 1967 по 1980) и

Владимир Иванович

Сухих

(с 1972 по 1988).

К началу

80-х

годов уровень механизации счетно-вычислитель-

ных работ

по В/О

«Леспроект» достиг

98%, из них на ЭВМ — 84%

на СКМ — 14%.

Счетно-перфорационные машины

(СПМ)

ушли

в историю.

К 1985 г. на ЭВМ

обрабатывались

уже 98% и

только

работ выполнялись

на СКМ. По

состоянию

на 1985 г.,

уровень

автоматизации счетно-вычислительных работ

лесоустроительно-

го проектирования

по

имевшимся

системе

В/О

«Леспроект» комп-

лексам программ характеризовался такими цифрами: составление

таксационного описания

— 100%,

данные

характеристике лесно-

го фонда

— 96%,

государственный учет лесного фонда

— 89%,

анализ прежнего хозяйства

— 50%,

расчет размера главного пользо-

вания древесиной

— 97%,

промежуточного пользования

— 75%,

определение объемов лесовосстановления

—

75%, побочных пользо-

ваний

— 88%,

составление таблиц

для

объяснительной записки

проекту

— 17%. В

целом

по

всему циклу работ уровень автомати-

зации составил

70% (Н.Н.

Гусев,

1998).

1977

году Белорусское лесоустроительное предприятие разра-

ботало комплекс программ

на

основе

ЭВМ

«ЕС-1020». Появилась

дисковая операционная система.

Это был шаг к

дальнейшему усо-

вершенствованию технического

программного обеспечения.

дальнейшем этот программный комплекс получил неофициальное

291

название «СОЛИ-1»

—

система обработки лесоустроительной

ин-

формации.

1986

году создается новый программный комплекс

на

основе

ЭВМ «СМ-1600», основным разработчиком которого было Литов-

ское лесоустроительное предприятие. Здесь разработаны система

управления базами данных (СУБД-Лес), программы ввода

конт-

роля

управляющими файлами, таксационное описание, таблицы

классов возраста, главное пользование, лесовосстановление, про-

межуточное пользование. Программы получения таблиц сортимент-

ной

товарной структуры, промежуточного

побочного пользова-

ния

для

северо-таежной части России, арендные проектировки

разработаны

Северном лесоустроительном предприятии.

1990

году комплекс дорабатывается системой реализации

за-

просов «ЛЕС»,

при

помощи которой пользователь, владеющий

на-

выками управления

обработки, может быстро составить програм-

му-запрос получения ведомостей

таблиц. Система обработки

ле-

соустроительной информации получила название «СОЛИ-2».

Комплекс программ

для

ЕС-1020,

а в

последующем

для

СМ-1600

позволил получать полный комплект лесоустроительной докумен-

тации, характеризующий лесной фонд, проектные ведомости

по

расчету размера главного

промежуточного пользования древеси-

ной, определению объемов лесовосстановления

и т. д.

Число полу-

чаемых

на ЭВМ

документов постоянно увеличивалось:

в 1976 г. их

было

34, в 1980 г. — 60, в 1985 г. — 96, в 1990 г. — 102. С

начала

80-х годов

В/О

«Леспроект» ведет работы

по

созданию банков

данных

лесном фонде.

В 1985 г.

принята

промышленную экс-

плуатацию разработанная автоматизированная система (АИС-лес-

хоз),

которая обеспечивает оперативное получение обновленной

информации

лесном фонде

на

всех уровнях управления лесным

хозяйством

из

банков данных

лесном фонде. Наряду

работами

по совершенствованию имевшихся

разработке новых комплекс-

ных программ

целью полной автоматизации обработки лесоуст-

роительной информации оптимизации лесоустроительного проек-

тирования продолжались решаться вопросы компьютеризации

ле-

соуправления

(Н.Н.

Гусев,

1998).

Северное аэрофотолесоустроительное предприятие всегда было

на переднем крае освоения

внедрения новой техники

техноло-

гии.

В те

годы

его

возглавляли Николай Александрович Фирсонов

(с

1948 по 1966),

Николай Михаилович Нефедов

(с 1966 по 1985)

и Василий Васильевич Корякин

(с 1986 по 1999);

главными инже-

292

Николай Михайлович

Нефедов

Василий Васильевич

Корякин

нерами были Николай Абрамович Шишкин

(с 1950 по 1969) и Ев-

гений Григорьевич Тюрин

(с 1969 по 1993). Так вот, уже с 1973 г.

вся обширнейшая разнообразная информация

лесном фонде,

со-

бираемая

полевых условиях, обрабатывалась

на ЭВМ

«Минск-22»,

1977 г. — на ЭВМ

«ЕС-1020».

1981 г. в

Северном аэрофотолесоустроительном предприятии

создан свой вычислительный центр.

На нем

успешно внедрена

освоена комплексная автоматизированная обработка первичных

лесоустроительных документов

получением отпечатанных такса-

ционных описаний, таблиц

ведомостей

форме, пригодной

для

сдачи заказчику

(А.А.

Серый,

1997).

ЭВМ третьего поколения (типа

ЕС ЭВМ)

стали внедряться

1976

года. Применение этих машин позволило решить широкий

диапазон задач

по

оптимизации лесоустроительного проектирова-

ния, создания

ведения банка данных.

По Ленинградской области повыдельный банк данных ведется

Северо-Западным лесоустроительным предприятием

с 1985

года,

1987

года такая

же

работа проводится

по

Псковской

Новгород-

ской областям.

На

больших вычислительных машинах были впер-

вые разработаны автоматизированные картографические системы,

однако

их

недостатки (малая надежность, высокая стоимость

ма-

шинного времени, отсутствие доступных графических дисплеев,

скоростных графопостроителей

и др.) не

позволили получить

нашей стране системы

приемлемыми характеристиками

и в

про-

изводстве

не

применялись

(Ю.И.

Бурневский,

1995).

293

Николай Абрамович

Шишкин

Евгений Григорьевич

Тюрин

Современные персональные ЭВМ (ПЭВМ) по своим характери-

стикам во много раз превосходят используемые ранее и лишены их

недостатков. Это позволило все шире внедрять современные техно-

логии в практику лесного хозяйства и лесоустройства.

В начале 90-х годов XX века комплекс программ «СОЛИ-2» был

переработан для ПЭВМ и получил название «СУБД-L». Разработ-

чик СУБД-L — литовская фирма «STRELE».

СУБД-L разработана в операционной системе MS DOS на языке

С. Она может работать на минимальной конфигурации всех совме-

стимых с IBM PC компьютерах.

СУБД-L состоит из трех функциональных частей: управление

данными, генератор отчетов, ввод и контроль исходной информа-

ции. Позволяет оперировать терминами предметной области, фор-

мировать запросы на определенные данные, вводить исходную

информацию, используя сложную систему контроля. Система по-

зволяет разрабатывать программы двух уровней: нижний — ис-

пользуя интерфейсные подпрограммы на языке С и высший уро-

вень — получать отчеты на языке L как в диалоговом, так и в

автоматическом режимах, создавать и хранить базы данных в од-

ной из трех степеней сжатия, передавать данные другим СУБД.

Создание программного комплекса для ПЭВМ имело непрехо-

дящее значение. При крайне незначительных затратах на приобре-

тение двух-трех ПЭВМ и обучение 1—2 специалистов работе с

СУБД-L любая отдельная лесоустроительная экспедиция получала

294

возможность самостоятельно в полном объеме обрабатывать так-

сационную информацию по объекту лесоустройства, включая проект-

ные расчеты и печать таксационного описания. Это имеет боль-

шое значение, т. к. ранее при использовании ЭВМ «СМ-1600» при-

ходилось рюкзаками возить за сотни километров полевые карточки

таксационного описания (например, из Архангельска в Вологду на

ВЦ Северного лесоустроительного предприятия). После обработки

отпечатанное таксационное описание, проектные ведомости, рас-

чет главного пользования и т. д. необходимо было доставить обрат-

но в экспедицию. Достаточно негативно такая система отражалась

на разработке лесоустроительного проекта, т. к. расчеты велись в

Вологде, а автор проекта находился в Архангельске. Естественно,

возможность многовариантных расчетов по проектировкам, их ана-

лиз и выбор оптимального варианта практически отсутствовали.

СУБД-L используется как основная программа в большинстве

лесоустроительных предприятий, однако она существенно устаре-

ла и не отвечает современным требованиям. Основные недостатки:

система работает в MS DOS — устаревший интерфейс, нет прямой

связи с ГИС-системами, внесение изменений с использованием

электронных карт проблематично.

Существует объективная потребность разработки нового про-

граммного комплекса с сохранением принципиальных подходов к

созданию и обработке баз данных, заложенных в СОЛИ-2 и СУБД-L.

Практически неограниченные возможности ПЭВМ и постоян-

ное совершенствование периферийного оборудования позволили

автоматизировать не только обработку таксационной информации,

но и весь процесс камерального лесоустроительного производства

по созданию лесных карт.

Существовавшая в течение последних десятилетий технология

изготовления лесоустроительных картографических материалов в

основном базировалась на ручном труде. Вручную, с использова-

нием универсальных-топографических приборов, фотоабрис пере-

носился на черновой планшет. Вручную, методом треугольников,

вычислялась площадь кварталов; палетками и планиметрами вы-

числялись площади выделов. Планшеты, карты-схемы вручную

вычерчивались тушью. Из планшетов путем фотомонтажа форми-

ровались планы лесонасаждений. Для окраски планов лесонасаж-

дений фотолитографским способом по каждому листу плана, на

каждый тон — группу возраста, по каждой преобладающей породе

295

кисточками раскрашивались специальные пленки. Эти основные

этапы создания лесных карт наглядно демонстрируют отсталость

существовавшей технологии.

В середине 90-х годов прошлого века в нескольких лесоустро-

ительных предприятиях были разработаны и внедрены в производ-

ство автоматизированные технологии создания лесных карт на базе

ПЭВМ и периферийного оборудования. Ручной труд при этом ис-

ключен практически полностью. Картографическая продукция со-

здается в электронном виде, а на бумажные носители выводится

в основном посредством струйных принтеров, а при необходимос-

ти — плоттеров.

По старой технологии квартальная сеть увязывалась по лесни-

чествам и переносилась на кальку, затем с кальки перекалывались

группы кварталов на черновой планшет. Все операции производи-

лись вручную, неизбежно возникали ошибки. Увязать же воедино

лесничества, т. е. смонтировать кальки с квартальной сетью всех

лесничеств в один полигон, было просто невозможно, т. к. они

занимали площадь в десятки квадратных метров.

По новой технологии вся квартальная сеть по объекту-лесхозу

увязывается в целом. Создается единый полигон квартальной сети

лесхоза, и уже затем он разделяется на лесничества, технические

участки, обходы и планшеты. Увязка производится обязательно на

отсканированной топооснове, с использованием отсканированных

же абрисов аэрофотоснимков, а по сельским лесам, кроме того,

используются растры литооттисков планов внутриземельного уст-

ройства сельхозорганизаций. Создание полигона на принципах

бесшовной картографии — это основополагающий элемент в но-

вой технологии, который определяет значительное повышение ка-

чества, точности всех создаваемых в последующем лесных карт.

Новые технологии позволяют использовать для съемки кварталь-

ной, граничной сети глобальные навигационные спутниковые сис-

темы (GPS-приемники). Инженер-таксатор при производстве так-

сационных работ, попутно, GPS-приемником определяет координа-

ты опорных точек, квартальных столбов, углов поворота граничных

и иных просек. Эти данные в электронном виде заносятся в ПЭВМ,

затем с помощью специальных программ в реальной или условной

системе координат создается основа лесных карт — полигон квар-

тально-граничной сети на весь объект. С помощью сети опорных

точек растр фотоабриса каждого аэрофотоснимка может быть точ-

но привязан к местности и трансформирован в горизонтальную

296

проекцию для последующей оцифровки-векторизации внутренней

ситуации: гидрографии, дорог, границ таксационных выделов и

т. д. Использование GPS-приемников позволяет максимально под-

нять точность лесных карт, создаваемых при лесоустройстве. Пос-

ле векторизации растров фотоабрисов автоматизированно исчисля-

ются площади выделов.

Таксационная информация из базы данных СУБД-L конвертиру-

ется в формат DBF, что позволяет связать обе базы данных карто-

графическую и повыдельную для дальнейшего оформления карто-

графических материалов. Планшет, планы лесонасаждений и дру-

гие лесные карты оформляются в электронном виде и распечаты-

ваются на бумагу в основном цветными струйными принтерами.

ПЭВМ в Архангельской государственной

лесоустроительной экспедиции

Новые технологии позволили не только повысить точность и

качество всех лесных карт, расширить их ассортимент, но и суще-

ственно снизить себестоимость их создания.

При создании и ведении повыдельного банка данных и совре-

менных геоинформационных систем требуется соответствующее

аппаратное обеспечение — персональные ЭВМ и периферийные

устройства: принтеры, плоттеры, сканеры, дигитайзеры и другие

обладающие необходимым разрешением и точностью, а также про-

граммное обеспечение (рисунок).

297

Компьютерные системы

Anna

сре.

ратные

цства

ЭВМ

Периферийные

устройства

Дигитайзеры,

сканеры,

плоттеры,

принтеры

Модемы

Базы j. денных

Программный

комплекс

Текстовые

редакторы

гт 1С

Программный

комплекс

Векторизаторы

Компьютерные системы в лесном хозяйстве и лесоустройстве

Аппаратные средства, применяемые в лесоустройстве. Созда-

ние и ведение повыдельного банка данных и формирование ГИС

предъявляют определенные требования к аппаратным средствам.

Для создания растровой подложки электронно-цифровых карт

используются аэрофото- и космические снимки. Для этой цели при-

меняются цветные сканеры — устройства, считывающие гра-

фическую, текстовую и другую информацию в память компьютера.

При наличии растровой подложки оцифровку изображений воз-

можно проводить в векторном режиме вручную при помощи мыши.

298

При вводе информации

границах выделов, квартальной сети

другой линейной информации возможно использование дигитайзеров.

В лесоустроительном производстве

при

создании лесных карт

(планов лесонасаждений

и др.)

используются струйные

или

лазер-

ные цветные принтеры. Струйные принтеры формируют изображе-

ние микрокаплями специальных чернил, выдавливаемых

на

бумагу

с помощью специальных сопел.

Они

обеспечивают высокую разре-

шающую способность (количество точек

на

дюйм),

но

требуют

тщательного ухода

обслуживания.

лазерных принтерах исполь-

зуется принцип ксерографии, когда изображение переносится

на

бумагу

со

специального барабана,

которому электрически притя-

гиваются краски. Отличие

от

обычного копира состоит

в том, что

электризуется барабан

помощью лазера

по

команде компьютера.

Эти

же

принтеры могут быть использованы

для

вывода

на

печать

текстовой информации (таксационного описания, проекта организа-

ции

ведения лесного хозяйства, форм учета лесного фонда

и т. д.).

Для печати планшетов

других лесных карт используются так-

же плоттеры. Скорость печати плоттеров несколько ниже,

чем у

лазерных принтеров. Различают плоттеры барабанного (работают

рулоном бумаги)

планшетного (лист бумаги лежит

на

плоскости

стола) типа.

лесоустройстве применяются

оба

типа плоттеров.

Большие возможности

картографии открывает использование

цветных струйных плоттеров.

Для обмена информацией

другими организациями лесоустро-

ительные экспедиции оснащаются специальными устройствами

—

модемами.

По

своей конструкции

они

бывают встроенными

в си-

стемный блок

или

внешними (подключенными через коммутаци-

онный порт), Модемы отличаются максимальной скоростью пере-

дачи информации

(1200, 2400, 9600 бод и

более;

1 бод = бит в сек).

В электронном виде лесоустроительная информация традицион-

но хранится

архивах

на

дискетах

лазерных дисках

(CD).

Программное обеспечение геоинформационных лесоустроитель-

ных систем.

Для

обработки

использования лесоустроительной

информации применяются специальные программные комплексы.

Это прежде всего стандартные программы, разрабатываемые

и по-

ставляемые фирмой «Microsoft».

Это

системы «Microsoft Windows»,

офисные программы «Microsoft Word», «Microsoft Excel»

другие.

Все большее применение

практике лесного хозяйства находят

геоинформационные системы.

Для их

создания используются ком-

мерческие программные продукты:

GeoGraph/GeoDraw,

Maplnfo,

299

ARC/INFO,

ArcView,

Integraph,

ERDAS,

Idrisi,

WinGIS/WinMAP,

CADdy

и т. п. Перечисленные программные комплексы позволяют

оперировать с большим объемом картографической информации,

но в пределах тех функций и операций, которые формализованы в

пользовательских меню (П.В. Петров, Е.П. Сурикова,

1998).

Для преодоления указанного недостатка возможны варианты:

создание или доработка программного комплекса под потребности

конкретного пользователя, что возможно только при непосредствен-

ном контакте пользователей с разработчиками; используя специа-

лизированные языки программирования, сопряженные с соответ-

ствующими ГИС, создавать самостоятельно программные продук-

ты

(MapBasic

для Maplnfo, или

Avenue

для

ArcView).

Как уже отмечалось, разработка и использование ГИС в лесо-

устройстве и лесном хозяйстве осуществляются на базе различных

программных средств. Каждая из систем имеет свои достоинства и

недостатки. Приведем некоторые из применяемых в настоящее время

в лесном хозяйстве и лесоустройстве в разных регионах Россий-

ской Федерации.

Программный комплекс

ARC/INFO

(компания

ESRI)

имеет боль-

шие аналитические возможности, позволяет успешно манипулиро-

вать графическими и тематическими базами данных, успешно ана-

лизировать данные, что позволяет использовать ее для научных и

практических целей. Данная система применяется Дальневосточ-

ным лесоустроительным предприятием и ВНИИЦлесресурс для

научно-исследовательских и опытно-производственных работ. Для

использования данной системы требуется профессиональная под-

готовка специалистов. Заметим, что данная программа имеет высо-

кую стоимость.

Геоинформационная система

Maplnfo

(Maplnfo

Corp)

позволяет

создавать и вести картографические базы данных, успешно решать

рас четно-аналитические задачи. Имеющийся в системе набор кон-

верторов обеспечивает возможность использовать данные в форма-

тах

ARC/INFO

и F IM. Создан русифицированный вариант Maplnfo.

Данная система используется для создания ГИС Западно-Сибир-

ским лесоустроительным предприятием и Петрозаводским государ-

ственным университетом.

Пакет

GeoGraph/GeoDraw

— разработка Центра геоинформа-

ционных исследований Института географии РАН, применяется для

создания цифровых карт и планов, позволяет подключать базы ат-

рибутивных данных. Состоит из двух комплексов. Векторного ре-

300