Информационные технологии в задаче ведения кадастра особо охраняемых природных территорий ростовской области

Архипова О.Е. (arkhipova@ssc-ras.ru), Лычагина Ю.М.; Институт аридных зон Южный научный центр РАН, г. Ростов-на-Дону
Бойко В.В. (victoria_boyko@mail.ru); комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области, г. Ростов-на-Дону

Monitoring of designated conservation areas of the Rostov Region: GIS-based approach

В работе предложен подход к разработке систем по ведению кадастра особо охраняемых природных территорий, основанный на использовании программно-технологической платформы «MS Access – Microsoft SQL Server – ArcGIS». Рассмотрена геоинформационная система, как основной инструмент хранения и визуализации данных сети особо охраняемых природных территорий.

Большая часть территорий Ростовской области относится к степной зоне с преобладающими сельскохозяйственными угодьями. В условиях активного антропогенного воздействия на окружающую среду наиболее актуальными здесь оказываются задачи охраны растительности и водных источников, а также ценных природных и историко-культурных ландшафтов.

Важность этих задач в первую очередь связана с увеличением плотности населения на прилегающих к природным комплексам территориях, то есть с урбанизацией ландшафтов и селитебными воздействиями, которые вызывают загрязнение природной среды отходами промышленности, коммунального хозяйства, способствуют проникновению в естественные экосистемы не свойственных им видов растительного и животного мира. В результате зарегулирования речного стока происходит деградация естественных экосистем, снижение их биопродуктивности.

Развитие рекреационных ресурсов и повсеместное распространение экотуризма способствует повышению эколого-образовательного и общекультурного уровня как туристов, так и местного населения, что позволяет решать ряд социально-экономических проблем региона. С другой стороны, рекреационное развитие оказывает негативное воздействие на состояние экосистем и сохранение редких видов животных и растений. В районах, подверженных влиянию туризма, сокращается численность животных и меняется их поведение, деградирует растительность, нарушается структура почв, идет интенсивное загрязнение территории бытовыми и промышленными отходами.

При решении проблем природопользования необходимо выбирать стратегии, направленные на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью человека и окружающей природной средой, обеспечивая сохранение и восстановление природных ресурсов и предупреждая прямое или косвенное влияние негативных результатов деятельности общества на природу и здоровье человека.

Система особо охраняемых природных территорий, государственный кадастр

Одним из наиболее эффективных путей восстановления и сохранения естественных экосистем является создание научно обоснованной системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ), охватывающей типичные и уникальные ландшафты, места произрастания и обитания хозяйственно-ценных, редких и исчезающих видов растительного и животного мира, а также эталонные участки с сохранившимися коренными растительными сообществами. Для предотвращения или уменьшения нежелательного воздействия на ландшафты в целом или на отдельные их компоненты немаловажное значение имеет выделение охраняемых территорий как с полным, так и с частичным прекращением человеческой деятельности в их пределах.

Развитие сети ООПТ представляется самым действенным способом остановить процесс деградации естественных природных комплексов и сохранить природный мир Донского края во всем своем многообразии.

Объектом исследований данной работы является сеть ООПТ Ростовской области, которые играют важнейшую роль в сохранении и восстановлении ресурсов живой природы. К особо охраняемым природным территориям относятся государственные природные заповедники, государственные заказники, природные парки, памятники природы и т.д.

Общая площадь природно-заповедного фонда Ростовской области в настоящее время достигает около 1048 тыс. га и составляет 10,5% площади области. Природно-заповедный фонд представлен двумя водно-болотными угодьями международного значения, 14 ключевыми орнитологическими территориями (три из них – международного значения), Государственным природным биосферным заповедником «Ростовский», природным парком «Донской», государственным природным заказником «Цимлянский», а также многочисленными памятниками природы регионального и местного значения [1].

В настоящее время к ООПТ проявляется большой интерес, но информация о них сильно разрознена, зачастую труднодоступна и не достаточно отражена в печатных и электронных изданиях.

Объединение и планомерное распространение существующей информации об ООПТ, накопление данных об экосистемах, описание биоразнообразия и его пространственно-временной динамики является одной из важнейших задач создания кадастра особоохраняемых природных территорий. Создание и ведение электронной версии кадастра в век компьютеризации не может быть выполнено без использования современных информационных технологий, включая создание базы данных с информацией об ООПТ с применением геоинформационных технологий (ГИС) и данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).

В соответствии с Законом РФ «Об охране окружающей природной среды» от 19 декабря 1991г. N 2060-1 [2] и Федеральным законом «Об особо охраняемых природных территориях» от 14 марта 1995г. № 33-ФЗ [3], а также на основании Приказа МПР РФ от 19 марта 2012г. №69 "Об утверждении порядка ведения государственного кадастра особо охраняемых природных территорий» [4] в Российской Федерации должен быть сформирован государственный кадастр особо охраняемых природных территорий (ГКООПТ) (далее – Кадастр) [5]. Кадастр представляет собой государственный свод регулярно обновляемых систематизированных данных, необходимых для управления особо охраняемыми природными территориями и обеспечения экологически безопасного развития регионов Российской Федерации.

Целью нашей работы явилась разработка информационной системы по ведению кадастра ООПТ Ростовской области (далее – ИС «Кадастр ООПТ») согласно Типовой форме хранения и представления кадастровой информации, методическим указаниям по ее заполнению из Правил ведения государственного кадастра особо охраняемых природных территорий [6].

Разработка ИС «Кадастр ООПТ»

В результате анализа и обработки имеющихся данных в соответствии с требованиями Типовой формы была разработана структура базы данных и основных справочников системы ИС «Кадастр ООПТ». На основе классификации информации по разделам кадастра была построена реляционная модель базы данных. Выделенные объекты предметной области представлены в виде 47 таблиц.

Реализация информационной системы выполнена на базе клиент-серверной архитектуры (рис. 1). Технология «клиент-сервер» сводится к разделению системы на две части: приложение-клиент и сервер базы данных. Основная часть любой системы «клиент-сервер» – это сервер базы данных (БД). Основное требование к серверу БД заключается в обеспечении минимального времени выполнения запросов при максимально возможном числе пользователей.

В качестве сервера используется Microsoft SQL Server. Такая реализация вносит ряд преимуществ в работу системы: возможна одновременная работа нескольких операторов; благодаря системе архивирования и хранения истории изменений на сервере БД многократно снижается риск потери информации. Microsoft SQL Server обеспечивает хранение данных, объектов определения данных таблиц, представлений, диаграмм и хранимых процедур.

В качестве клиентской базы данных используется СУБД Microsoft Access, которая на сегодняшний день является одной из самых распространенных в мире систем управления реляционными базами данных для персональных компьютеров. Клиентская часть имеет удобный пользовательский интерфейс для работы с кадастровой информацией. Пользователю, в зависимости от прав доступа предоставляются возможности просмотра, редактирования или удаления данных, печати отчетов, а также просмотра ООПТ на карте в ГИС-проекте «ООПТ Ростовской области».

Для работы с картографической информацией в среде ArcGIS компании Esri [7] была разработана географическая информационная система «ГИС ООПТ Ростовской области», включающая единую картографическую основу на базе карт масштаба 1:200000.

Инструментарий разработки географической информационной системы построен на основе стандартов компьютерной отрасли и содержит все основные функции и инструменты, необходимые для хранения, анализа и визуализации пространственной информации. Это интерактивная открытая среда, которая хорошо настраивается, позволяет разрабатывать новые клиентские приложения или настраивать интерфейс для решения общих задач ГИС.

ГИС «ООПТ Ростовской области» предоставляет возможности для визуализации содержимого базы данных кадастра ООПТ, формирования различных запросов по базе данных и разработке карт. Основные инструменты работы отражены на пользовательской панели инструментов, что существенно облегчает навигацию в системе, не ограничивая ее функциональности. В ГИС также предусмотрен переход по запросу в клиентское приложение ИС.

В ходе выполнения проекта была разработана справочная система «Особо охраняемые природные территории Ростовской области», доступная из обеих частей приложения «Кадастр ООПТ Ростовской области» (рис. 2).

Работа была выполнена по заказу комитета по охране окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области и с 2009 года успешно эксплуатируется. За прошедшее с тех пор время система пополнена информацией о 70 памятниках природы регионального значения и 7 памятниках природы местного значения. В течение 2013 года информация по всем памятникам природы, включенным в кадастр ООПТ по Ростовской области, будет полностью обновлена.

Заключение

Созданная ИС «Кадастр ООПТ» позволяет:

  • оценивать полноту имеющейся информации о состоянии природно-заповедного фонда Ростовской области, осуществлять его мониторинг;
  • решать вопросы проведения дополнительных исследований о состоянии особо охраняемых природных территорий Ростовской области;
  • определять перспективы развития системы ООПТ и повышения эффективности ее функционирования по поддержанию экологического баланса региона.

Данные кадастра могут быть использованы при принятии обоснованных управленческих решений и практических действий для планирования социально-экономического развития области.

Дальнейшее развитие системы предполагает использование данных дистанционного зондирования Земли, как перспективного метода формирования и обновления баз данных на основе космических снимков.

Это позволит:

  • проводить мониторинг ООПТ;
  • выделять пространственные границы и структуры объектов ООПТ для определения их точных размеров и измерения соответствующих площадей;
  • проводить инвентаризацию пространственных объектов в ООПТ на определенной территории;
  • оценивать состояние природных ресурсов ООПТ;
  • использовать снимок в качестве простейшей карты или основы, на которую можно наносить тематические и прочие данные из других источников.

Литература

  1. «О памятниках природы Ростовской области» [Электронный ресурс]: постановление Администрации Ростовской области от 19.10.2006г. № 418. URL: http://www.law7.ru/base35/part6/d35ru6865.htm.
  2. «Об охране окружающей природной среды» [Электронный ресурс] Закон РСФСР от 19.12.1991г. N 2060; URL: http://www.law7.ru/legal2/se12/pravo12939/index.htm.
  3. «Об особо охраняемых природных территориях» [Электронный ресурс]: Фед. закон от 14.03.1995г. № 33-ФЗ: принят ГД ФС РФ 15.02.1995г. URL: http://www.law7.ru/base50/d5ru3506.htm.
  4. "Об утверждении порядка ведения государственного кадастра особо охраняемых природных территорий» [Электронный ресурс]: Приказ МПР от 19.03.2012 №69; URL: http://www.rg.ru/2012/04/13/kadastr-site-dok.html
  5. Юридический энциклопедический словарь, / Под ред. М.Н. Марченко, ТК «Велби», издательство «Проспект», 2006г.
  6. «Об утверждении правил ведения государственного кадастра особо охраняемых природных территорий» [Электронный ресурс]: приказ Госкомэкологии РФ от 04.07.1997 N 312 (в ред. Приказа Госкомэкологии РФ от 31.03.98 N 185) // Зарег. в Минюсте РФ 28 июля 1997г. N 1361. URL: http://www.law7.ru/base51/part3/d51ru3271.htm.
  7. Описание системы ArcGIS см. на сайте компании Esri CIS: https://www.esri-cis.ru/products/


Рис. 1. Клиент-серверная архитектура информационной системы «Кадастр ООПТ Ростовской области»

Рис. 2. Клиентское приложение информационной системы «Кадастр ООПТ Ростовской области»