Опыт применения облачных технологий при изучении земельных ресурсов региона (на примере Брестской области республики Беларусь)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Опыт применения облачных технологий при изучении земельных ресурсов региона (на примере Брестской области республики Беларусь)

Юхнюк Павел Петрович,

Аннотация

В настоящей работе демонстрируется опыт применения облачных информационных технологий в сфере изучения земельных ресурсов региона, их структуры, пространственно-временной динамики, тенденций изменения земельного фонда и возможностей эффективного использования земель на примере Брестской области Республики Беларусь. Для выполнения исследования использовались шаблоны карт историй (“Storymap") облачной платформы картографирования ArcGISOnline. Наиболее значимыми информационными продуктами являются информационно-аналитическая система «Земельный фонд Брестской области» и Атлас состояния земель Брестской области. Они содержат структурированную информацию о видах земель, анализ и оценку их современного состояния, динамику основных (природоформирующих) видов земель Брестской области и ее административных районов, комплексную геоэкологическую оценку земельных ресурсов региона. Основными направлениями использования созданных продуктов являются образовательное, научнопрактическое и административное направления.

Ключевые слова: земельные ресурсы; земельный фонд; облачные информационные технологии; ArcGISOnline; информационные продукты; веб-приложения; Брестская область

Experience of Application of Cloud Technologies in the study of Land Resources of the Region (on the example of the Brest Region of the Republic of Belarus)

Yukhniuk Pavel Petrovitch,

Abstract. This paper demonstrates the experience of using cloud information technologies in the field of studying the land resources of the region, their structure, spatial and temporal dynamics, trends in the land fund and the possibilities of effective land use on the example of the Brest region of the Republicof Belarus. To perform the study, I used history map templates (“Story Map”) of the ArcGIS Online cloud mapping platform. The most significant information products are the information-analytical system “Land Fund of the Brest Region" and “Atlas of the State of the Lands of the Brest Region". They contain structured information about the types of land, analysis and assessment of their current state, the dynamics of the main types of land in the Brest region and its administrative regions, a comprehensive geo-ecological assessment of land resources in the region. The main directions of use of the products created are educational, scientific, practical and administrative.

Keywords: land resources; land fund; organic agriculture; cloud information technologies; information products; web apps; Brest region

Теоретико-методические основы изучения земельных ресурсов региона с использованием облачных технологий

Значение земельных ресурсов для развития региона. Современные направления изучения земельных ресурсов региона. Земельные ресурсы - основа материального и духовного производства. От характера и уровня эффективности использования земель зависит развитие производительных сил, масштабы производства и материальное благосостояние населения. Земельные ресурсы необходимы всем отраслям народного хозяйства, однако их востребованность в сферах общественного производства различна. Если в промышленности, исключая добывающую, земля является лишь пространственным базисом, то в сельском хозяйстве - главное средство производства. земельный ресурс беларусь облачный информационный

Роль земель, включая и почвы, в земледелии определяется уникальным специфическим свойством - плодородием. В процессе производства почвы,при правильном использовании, повышают свое плодородие, а потому являются долгосрочным средством производства. Однако они ограничены в пространстве и искусственно в больших объемах пока не восстанавливаются.

Вопросом о рациональном использовании земельных ресурсов как важной составной части стратегии устойчивого развития задаются специалисты, от которых зависит достижение локальных и (или) глобальных выгод, - политиков, ученых, служащих, работников сфер народного хозяйства.

Поле исследований в области сохранения, увеличения эффективности землепользования охватывает образовательные и научно-практические сферы. Земельные ресурсы, а именно почва - основа всех материальных благ, одно из главных богатств, от которого зависит существование человека [1]. Земельные ресурсы для любого региона планеты имеют непреходящее значение.

В Беларуси изучение проблемного поля охватывает научно-исследовательскую, научнопрактическую деятельность в сфере сельского хозяйства, почвоведения, землеустройства, земельного права с позиции рационального использования и достижения устойчивого развития природной среды и общества [2].

Часто элементы земельного фонда являются фундаментом для исследований в других направлениях: определение,сохранение биологического разнообразия, проблема изменения климата, агроландшафтное управление, оценка земельных ресурсов, нацеленных на устойчивое развитие регионов и государства [3, 4].

Все большую обеспокоенность вызывает проблема сохранения и эффективности использования земельных ресурсов в системе современного рыночного производства. Актуализация вопроса связана с неуклонным ухудшением экологической обстановки в результате негативного антропогенного воздействия на природную среду и с изменением глобальной и региональной рыночной конъюнктуры сельскохозяйственной продукции [3].

Таким образом, большое значение приобретают работы,связанные не только с изучением земельных ресурсов как природного компонента, но и с анализом их экономической и природоохранной значимости, современного состояния, что позволяет наиболее оптимально их использовать, получая наибольшую прибыль. Для реализации данных целей определенное значение будут иметь инвентаризационные работы. С одной стороны, можно отметить, что в большинстве стран мира ведется полный и многосторонний учет земельных ресурсов [5].

Однако значительным недостатком многих систематизаций выступает отсутствие качественной пространственно-привязанной информации о земельных ресурсах, представленной в виде геоинформационных продуктов, картосхем, интерактивных карт и электронных атласов.

Применение облачных технологий для изучения земельных ресурсов региона. Информационные технологии и разработчики веб-оболочек картографирования движутся навстречу к массовому потребителю. Такие платформы характеризуются максимально удобным интерфейсом, быстрым вводом и изменением данных, неограниченным числом пользователей, отсутствует необходимость знания языка программирования, тонкостей выполнения сложных операций и самое главное для потребителя - сочетанием текстового, табличного, графического и иллюстративного представления информации [6, с. 154].

В настоящее время в целях создания вебприложений широко используются программные продукты компании ESRI, в частности шаблоны облачной платформы картографирования ArcGISOnline, которые позволяют сочетать карты, космические снимки, текстовый, фотографический и иллюстративно-графический материалы. При создании такого рода веб-приложений используются простые и доступные шаблоны, которые дают возможность создать самостоятельный, инновационный продукт.

Автором были использованы следующие типы шаблонов карт историй: “StoryMapCascade”, “StoryMapSeries” и “StoryMapSwipe”. Каждый из них имеет свои отличительные особенности, поэтому выбор типа шаблона обусловлен особенностями содержания веб-приложений и дальнейшим направлением их использования.

Шаблон “StoryMapCascade” позволяет комбинировать текст описания с картой, изображениями и мультимедиа-ресурсами в полноэкранное приложение. В каскадной истории разделы с текстами и встроенными медиафайлами чередуются с «многонаправленными» полноэкранными разделами с картами, SD-сценами, изображениями и видео. Он идеален для создания историй в том случае, если юзеру удобно скролить. С использованием данного шаблона было создано три разных по типу и содержанию приложения.

Шаблон “StorymapSeries" представляет собой набор карт с нумерованными вкладками, что позволяет создавать приложения, содержащие карты или местоположения. Кроме карт, в сериях можно применятьть видео, изображения или веб-ресурсы, дополняющие и иллюстрирующие картографический материал приложений. Кроме того, для каждой страницы приложения можно загружать фотографии, а также имеется возможность форматирования текста с использованием цвета, различных шрифтов и других возможностей.

Приложение “StoryMapSwipeandSpyglass” дает возможность взаимодействовать с двумя веб-картами или двумя слоями одной веб-карты в зависимости от того, как выстраивается приложение. Можно создать представление нескольких карт в едином виде или в серии видов, открывающихся в ходе повествования. Функционально сравнивает слои на одной вебкарте или две различные веб-карты с помощью вертикальной шторки или лупы.

Анализ галереи карт историй ArcGISOnline¹ и ресурсов, находящихся в свободном доступе в сети Интернет, позволил сделать вывод, что данные шаблоны широко и чаще применяются на американо-европейском рынке - для изучения и картографирования земельных ресурсов регионов и всего мира. Среди них можно отметить работы: “ChangingFace: Europe'slandcoverin 1900 and 2010” Галерея карт историй ArcGISOnline. URL: https://storymaps. arcgis.com/ru/gallery/#s=0 (датаобращения: 29.03.2019). Changing Face: Europe's land cover in 1900 and 2010. URL: http://www.geo-informatie.nl/fuchs003/(дата обращения: 08.04.2019)., серия приложений “AgeofHumans” (всего восемь) We are Living in the Age of Humans. URL: https://arcg. is/0SGCqO(дата обращения: 08.04.2019)., слой базы данных сельскохозяйственных культур США CropScape - Cropland Data Layer. URL: https://nassgeodata. gmu.edu/CropScape/ (датаобращения: 08.04.2019)., Атлас почвенного биоразнообразия мира (GlobalSoilBiodiversityAtlas) исследовательского центра Джойнт (при поддержке Европейской комиссии) Global Soil Biodiversity Atlas. Luxembourg: European Commission; Orgiazzi, A. [etc.]; 2016. 176 p., Атлас среды обитания Шотландии [Habitat Map (Atlas) ofScotland] Habitat Map of Scotland. URL: https://arcg.is/1W9fKT(датаобращения: 05.04.2019).и др.

Кроме того, применялись возможности создания интерактивных карт на базе настольной программной оболочки ArcGISArcMapи инструментов вкладки «Моя карта» облачной платформы картографирования ArcGISOnline.

Методические основы создания картографических веб-приложений средствами облачной платформы картографирования ArcGIsonline

Цель данной работы - выявить ключевые аспекты применения облачных геоинформаци- онных технологий в сфере изучения земельных ресурсов, их структуры, пространственновременной динамики,тенденций изменения земельного фонда, возможностей эффективного использования земель (на примере Брестской области Республики Беларусь).

По ходу достижения цели решались следующие задачи:

1) выявить направления исследований земельных ресурсов посредством информационных технологий;

2) представить методику изучения земельных ресурсов региона с использованием облачных геоинформационных технологий;

3) создать серию интерактивных картографических приложений, отображающих современное состояние земельных ресурсов Брестской области;

4) обозначить направления использования созданных информационных продуктов и перспективы дальнейшего развития исследовательской деятельности.

Объект исследования - земельные ресурсы региона.

Предмет исследования - использование современных информационных технологий в изучении земельных ресурсов региона (на примере Брестской области, ее административных районов).

Методы исследования: философские - диалектического материализма, общенаучные общелогические (анализ, сравнение, индукция, дедукция), теоретические методы (восхождение от абстрактного к конкретному, гипотетико- дедуктивный), частно-научные методы - сравнительно-географический, картографический, информационные (статистический, ГИС-тех- нологий).

Информационную базу исследования составили разработанные автором на основе официальных статистических данных веб-продукты, а также информационные продукты зарубежных издательств, произведения теоретиков в сфере землепользования и землеуправления.

Роль земель, включая и почвы, в земледелии определяется уникальным специфическим свойством - плодородием.

Областями применения исследовательской мысли являются:

1) изучение земельных ресурсов посредством современных информационных технологий;

2) созданные информационные продукты могут быть использованы органами местного управления и самоуправления,территориального общественного самоуправления, общественными объединениями, иными юридическими лицами, а также физическими лицами при создании и реализации программ содействия развитию эффективного землепользования и землеустройства, для информирования лиц о состоянии земель рассматриваемой территории.

Выполненное исследование можно отнести сразу к нескольким приоритетным направлениям научных исследований Республики Беларусь на 2016-2020 гг.: «Информатика и космические исследования», «Экология и природопользование», «Общество и экономика» и «Междисциплинарные исследования».

Новизна полученных результатов:

1. Для территории Брестской области, ее административных районов разработаны информационные продукты в форме информационно-аналитической системы, Атласа, содержащими структурированную информацию о видах земель, выделяемых в соответствии с Кодексом Республики Беларусь о земле, анализ и оценку их современного состояния, динамику основных (природообразующих) видов земель Брестской области и ее административных районов, комплексную геоэкологическую оценку земельных ресурсов региона.

2. Разработана серия информационных продуктов, посвященных производителям органической сельскохозяйственной продукции в Республике Беларусь.

3. Предложены основные направления использования созданных продуктов и перспективы дальнейшего развития научно-практической деятельности.

Все большую обеспокоенность вызывает проблема сохранения и эффективности использования земельных ресурсов в системе современного рыночного производства.

Все созданные веб-приложения могут быть использованы:

1) органами государственной власти, природоохранными организациями, общественными объединениями и физическими лицами при создании и реализации программ, обеспечивающих рациональное природопользование и охрану окружающей среды;

2) в образовательном процессе при реализации учебных программ по предметам, дисциплинам, сопряженным с такими темами, как рациональное природопользование, охрана окружающей среды и устойчивое развитие, по учебным курсам географии в школе.

3) 3. Каждая из стран отдает приоритет собственному развитию, а не общим интересам. Так,создание земельно-ресурсных картографических веб-приложений средствами облачной платформы картографирования ArcGIsonline

Как указывалось ранее, при выполнении работы использовался ряд шаблонов карт историй ArcGISOnline (“StoryMapCascade”, “StoryMapSwipe” и “StoryMapSeries”), были созданы серии картографических веб-продуктов (см. таблицу).

На основании шаблона “StoryMapSwipe” создан набор веб-приложений, отражающих пространственно-временную динамику земельного фонда районов Брестской области (позволяет сравнивать две одномасштабные карты путем перемещения вертикального разделителя, так называемой шторки).

Данные веб-приложения позволяют рассмотреть классификацию административных районов Брестской области по удельному весу основных видов земель по состоянию на 1988 и 2018 гг., представленных в виде двух интерактивных карт. Перемещая вертикальную черту по полю основного окна вкладки, можно отметить особенности изменения удельного веса рассматриваемых видов земель в пределах каждого района (рис. 1).

Для каждой из веб-карт данного типа приложений настроено интерактивное всплывающее окно, с помощью которого можно получить данные о названии административного района, общей площади данного типа земель на рассматриваемый год (га) и доли земель, занятых данным типом земель (%). Приложение также имеет легенду для каждой из веб-карт. Однако настройка легенды выполнена таким образом, чтобы границы интервалов на обеих картах совпадали.

С использованием шаблона “StoryMapCascade” был создан Атлас состояния земель Брестской области. В электронной версии Атласа применились средства мультимедиа, что дает возможность оперативного обновления. Значительная его часть посвящена процессам деградации земель, комплексной геоэкологической оценке, антропогенной преобразованности земель. Деградация земель является значимым фактором не только при оценке сложившейся экологической ситуации регионов, но играет основополагающую роль при составлении планов и программ по достижению целей устойчивого развития, обеспечению продовольственной безопасности, экологически благоприятных условий жизнедеятельности населения. С целью прекращения процесса деградации земель и ликвидации этого явления утверждены постановлением Совета Министров Республики Беларусь 29 апреля 2015 г. № 361 Стратегия по реализации в Беларуси Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием

Размещено на Allbest.ru