Научная статья на тему 'Інформатизація природничих досліджень на прикладі природного заповідника "Розточчя"'

Інформатизація природничих досліджень на прикладі природного заповідника "Розточчя" Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
90
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
інформатизація / бази даних / персональні комп'ютери / природний заповідник "Розточчя" / informational technology / database / personal computer / nature reserve "Roztochya"

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — С П. Стрямець

Проаналізовано деякі етапи розвитку обчислювальної техніки за 25-річний період. Охарактеризовано використання інформаційних технологій у природничих дослідженнях на прикладі природного заповідника "Розточчя". Описано бази даних, розроблених для фенологічного, фауністичного, флористичного моніторингу, інвентаризації ентомофауни та геоінформаційну систему на базі MapInfo у природному заповіднику "Розточчя".

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Informational technology implementation in the environmental research – nature reserve Roztochya as an example

Analysis of some stages of the development of informatical systems for 25 years period is given. The characteristic of information technology in environmental research as an example nature reserve "Roztochya" is shown. The databases designed for phenological, faunistic, floristic inventory and monitoring of the entomofauna, Geoinform system in MapInfo for nature reserve "Roztochya" are described.

Текст научной работы на тему «Інформатизація природничих досліджень на прикладі природного заповідника "Розточчя"»

10. Шлончак Г.А. Создание лесосеменных плантаций сосны привитыми и корнесобственными саженцами / Г. А. Шлончак и др. // Лесоведение и агролесомелиорация. -К. : Вид-во "Либвдь", 1990. - № 81. - С. 34-38.

Старух Б.К. К вопросу воспроизводства высокопродуктивных лесов в условиях горного Крыма, в частности Крымского природного заповедника

Рассмотрен вопрос воспроизводства высокопродуктивных лесов. В качестве решения данной проблемы предложено использование генетико-селекционных методов, которые предусматривают использование природного разнообразия селекционно-генетического потенциала отдельных лесных пород и популяций. Перечислены способы репродукции селекционно-генетического потенциала лесообразующих древесных пород. Указаны условия, в которых можно сохранить генетико-селекцион-ные объекты как основу повышения продуктивности заново созданных искусственных насаждений (лесных культур).

Ключевые слова: генетико-селекционные методы, генетический резерват, ле-сосеменная плантация, семенники, Крымский природный заповедник.

Starukh B.K. То the question of reproduction of high value mountain forests in Crimea, the Crimean Nature Reserve as an example

The article discusses the issue of reproduction of high value mountain forests. To solve this problem the application of genetic-selection methods which involve the use of natural selection-diversity and genetic potential of individual forest species and populations should be used. The listed ways of reproduction potential of forest associations of tree species are discussed. These conditions, which can store genetic-breeding sites as a basis for increasing productivity of artificial vegetation (forest species) are shown.

Keywords: genetics, breeding methods, genetic reserve, seed's plantation, seeds, Crimean Nature Reserve.

УДК 630+004.032.8 Доц. С.П. Стрямець, канд. техн. наук -

НУ "Львiвська nолiтехнiка"

1НФОРМАТИЗАЦ1Я ПРИРОДНИЧИХ ДОСЛ1ДЖЕНЬ НА ПРИКЛАД1 ПРИРОДНОГО ЗАПОВ1ДНИКА "РОЗТОЧЧЯ"

Проаналiзовано деяю етапи розвитку обчислювально'1 техшки за 25^чний пе-рюд. Охарактеризовано використання шформацшних технологий у природничих дос-лщженнях на прикладi природного заповщника "Розточчя". Описано бази даних, розроблених для фенолопчного, фаушстичного, флористичного мошторингу, швен-таризацп ентомофауни та геошформацшну систему на базi Мар1пАо у природному заповщнику "Розточчя".

Ключов1 слова: шформатизащя, бази даних, персональш комп'ютери, природ-ний заповщник "Розточчя".

Час створення заповщника "Розточчя" (1984 р.) зб1гся з початком ви-пуску першого персонального комп'ютера 1ВМ РС АТ. Цей комп'ютер базу-вався на принципово новому, на той час, процесор1 180286, що м1г працювати у ТигЬо-режим1 з частотою до 16 МГц 1 мав об'ем пам'ят1 20 Мбайт [2]. Тод1 в природному заповщнику 1 в бшьшосл наукових оргашзацш всю наукову ш-формащю збер1гали на паперових нос1ях, у рукописах, а щор1чний науковий звгг "Л1топис природи" [1] друкували на друкарськ1й машиш.

25 роюв для розвитку природи - невеликий термш, дiаметр стовбура дерева за цей час дасть прирют вщ 10 до 15 см, проте в обчислювальнш тех-нiцi вщбулась змiна кiлькох поколiнь персональних комп,ютерiв. Зросла об-числювальна потужнiсть, змшювались програмно апаратнi засоби для оброб-лення, вiзуалiзацiï i зберiгання шформацп. Швидкiсть сучасних комп,ютерiв на базi процесорiв типу Pentium 4 i AMD Athlon XP наближаеться до познач-ки 3 гiгагерц, що в 500 разiв бiльше, шж на початку 90-х, а об'ем жорстких дискiв вимiрюеться терабайтами, що в 100 000 разiв бшьше, нiж на початку 90-х роюв.

Мета дослiдження - проаналiзувати використання шформацшних тех-нологiй у природничих дослщженнях за 25-рiчний перiод, на прикладi природного заповiдника Розточчя.

Перший персональний комп'ютер заповiдник придбав у 1991 р. i вико-ристовував його бшьше шж 10 роюв. Незважаючи на своï скромш параметри, мав жорсткий диск емшстю 20 Мбайт, на ньому збершалось п'ять лiтописiв природи, двi дисертацп, статтi, звiти результатiв наукових дослщжень та ба-гато iншоï шформацп. Все це було можливим завдяки використанню опера-цiйноï системи MS DOS та текстового редактора LEXICON, як графiчний редактор застосовували растровий Delux Paint, як табличний - Super Calc.

У 1992 р. заповщник придбав автоматизовану пдрометеоролопчну станцiю наземного обслуговування (АГМС НО), яка давала змогу вимiрюва-ти близько 30 метеоролопчних показникiв. Станщю було побудовано на базi процесора К1801ВМ1 i на елементах середнього ступеня штеграцп К561, К564 та К155, чутливих до перепадiв напруги живлення, яю в умовах запо-вщника стаються досить часто. Однак станщя пропрацювала до 2003 р. та з ïï допомогою науковщ заповiдника отримали багато цiнноï пдрометеоролопч-но1' iнформацiï.

З 2001 р. до сьогодш у заповiднику було придбано бшьше шж 10 сучасних персональних комп,ютерiв, 5 принтерiв, факс, ксерокс, сканер та ш. Якiсно покращились програмнi продукти для оброблення науковоï шформа-ц^. Проте завжди не вистачало спецiалiзованого програмного забезпечення для оброблення результат дослщжень. Першу програму для здiйснення ста-тистичного оброблення i кореляцiйного аналiзу написав на мовi Паскаль канд. фiз-мат. наук Б.В. Кисiль у 1993 р. Завдяки "й можна було проводити елементарнi операц^ зi статистичного оброблення даних та покращувати вi-зуалiзацiю результатiв оброблення. У табл. 1 наведено деяю етапи розвитку шформацшних технологш у свт i застосування ïx у природному заповщнику "Розточчя" [2].

За останш три роки у тiснiй сшвпращ з науковцями i програмiстами Нащонального унiверситету "Львiвська полiтеxнiка" та екологами Природ-ний заповiдник "Розточчя" було розроблено кшька баз даних: "Електронний гербарiй"; фаунiстичну базу даних; ентомолопчну базу даних; базу даних "Фенолопя", якi зараз перебувають у процеЫ тестового випробування i вiдла-годження [3.] Щ розробки користуються популяршстю серед працiвникiв iн-ших природно-заповщних установ i стали першим кроком до створення елек-тронного варiанту Лiтопису природи.

Табл. Етапи розвитку шформацшних технологш у ceimi i застосування ïxу

природному 3anoeidHUKy "Розточчя "

PiK Подiя у свiтi Природний заповвдник "Розточчя"

1984 Створення першого персонального комп'ютера IBM PC/AT на базi процесо-ра i80286 Створення природного заповедника "Розточчя"

1991 Процесор 80486SX Microsoft випускае MS-DOS 5.0 Заповедник придбав перший пер-сональний комп'ютер IBM PC/AT

1992 Перший процесор Intel 80486DX4, з частотою 100 МГц, створення Windows 3.1, Office 3.0 Автоматизована гвдрометеороло-пчна станщя наземного обслуго-вування (АГМС НО)

1993 З'являються першi процесори Pentium з частотою 60 и 66 МГц, створення Windows NT Перша спецiалiзована програма для проведення статистично!" об-роблення i кореляцiйного аналiзу

1995 Pentium другого поколшня на 120 i 133 МГЦ, виходить Windows 95 Отримали два комп'ютери на базi процесорiв Intel 80486DX4

1997 Процесори Pentium ММХ з тактовими частотами 166, 200 i 233 МГц Комп'ютер на базi процесора Pentium з частотою 100 Мгц

1998 Процесори Celeron з тактовою частотою 300 МГц, процесор Pentium® II Xeon 450 МГц, Windows 98 Використання Windows 95, Office 95: Word, Excel, PowerPoint

20012010 Pentium 4 Xeon, Core 2 Quad - чотирьо-х'ядерний, Centrino Atom, Core i7, i5, i3 3,6 ГГц., AMD Athlon XP 2600+, Intel Pentium 4 2,8 ГГц, Windows 2000, МЕ, XP, Vista, 7 10 сучасних ПК, Бази даних "Електронний гербарш", "Фено-лопя", "Таксатор", ентомолопчна, фаушстична, геошформа-цшна система на базi MapInfo

Фаушстична, ентомолопчна та фенологiчна бази даних, побудоваш на ochobí середовища MS Access, Btóip середовища MS Access обумовлений його простотою i доступшстю [4].

Рис. 1. База даних Рис. 2. Фаушстична база даних

"Електронний гербарш "

У 2006 р. для потреб науковщв заповщника було розроблено програм-ний продукт "Таксатор", який використовуе фотометричний метод вимiрю-вання щорiчного приросту деревних порщ за поперечними зрiзами. Цей ме-

тод вщроняеться в1д в1домих метод1в тим, що вим1рювання щор1чного приросту за д1аметром та пщрахунок вшових кшець здшснюють за допомогою комп'ютера за фотограф1чними зображеннями поперечних зр1з1в [5].

Рис. 3. Ентомолог1чна база даних

Рис. 4. База даних "Фенолог1я'

Рис. 5. Визначення щор1чного приросту за поперечними зрьзами програмою "Таксатор "

Рис. 6. Таблиця зрезультатами вим1-рювання щор1чного приросту, визначення радьусьв та в1ку дерева

Розпочато роботи з1 створення геошформацшно! системи Природний заповщник "Розточчя" на баз1 Мар1п&. Розроблена геошформацшна техноло-пя дае можливють формувати р1зш шари цифрово! карти заповщника з р1зно-типними даними (таксацшна характеристика люостану, грунти, рослиншсть, м1сця знаходження рщюсних вид1в рослин \ тварин, мюця зростання гриб1в, населення хребетних та безхребетних тварин тощо) та шшими характеристиками природних екосистем.

Водночас, використання Мар1п& дасть змогу вщображати дат на ге-ограф1чних картах, потужний апарат анашзу якого дасть змогу групувати \ ор-гашзовувати дат. Розбивши дат на лопчт групи, можна виконувати анашз на пщстав1 одше! або кшькох змшних величин. Над таблицею виб1рки можна проводити багато операцш, як дозволеш для роботи з постшними таблицями, наприклад: переглядати у вжнах списку, вир1зати \ кошювати в буфер обмшу, а також вставляти в шш1 таблиц або нав1ть використовувати в шших програ-мах, працюючи з виб1ркою, можна редагувати вихщну таблицю [6].

Рис. 7. Фрагмент карти 'Ставчанське л^ництво створено'1 з використан-ням Г1С MapInfo

Рис. 8. Приклад оброблення тформаци засобами MapInfo

Висновки. Здшснено анашз використання шформацшних технологш у природничих дослщженнях за 25^чний перiод на прикладi природного за-повiдника "Розточчя".

Використання iнформацiйних технологiй вiдкрило ^Bi можливостi у природоохороннiй справi та екологи, значно iнтенсифiкувало роботу наукових пращвниюв природного заповiдника "Розточчя", покращило оброблення та вь зуалiзацiю результат монiторингових дослiджень, передбачених "Програмою Л^опису природи для заповiдникiв та нацюнальних природних паркiв".

У Природному заповщнику "Розточчя" проходить апробацiя баз даних, розроблених для фенолопчного монiторингу, швентаризаци флори та ентомо-фауни, розпочато роботи зi створення геошформацшно! системи на базi MapInfo, що пiднiме оброблення наукових результатiв на яюсно новий рiвень.

Л1тература

1. Андр1енко Т.Л. Програма Л1топису природи для заповщниюв та нацюнальних природних парюв : метод. поабн. / Т.Л Андр1енко С.Ю Попович, Г.В. Парчук. та in. / за ред. д-ра бюл. наук, проф. Т.Л. Андрieнко. - К. : Академперюдика, 2002. - 103 с.

2. Озерцовский С. Микропроцессоры Intel: от 4004 до Pentium Pro / С. Озерцовский // Computer Week : журнал. - 1996. - # 41.

3. Стрямець С.П. Бази даних для мошторингу бiорiзnомаniття природного заповщника "Розточчя" / С.П Стрямець., Г.В. Стрямець // Вюник нацюнального ушверситету "Львiвська пол^ехшка". - Сер.: Комп'ютерш науки та шформацшш технологи. - Львiв : Вид-во Нацiоnальnого уniверситету "Львiвська полггехшка". 2009. - № 650. - С. 234-250.

4. Гончаров Ф.Ю. Access 2003 : самоучитель с примерами / Ф.Ю Гончаров. - М. : Изд-во "КУДИЦ - ОБРАЗ", 2004. - 272 с.

5. Стрямець С.П. Споаб автоматизованого визначення щорiчnого приросту дерев за 1х поперечними зрiзами / С.П. Стрямець, Н.С. Стрямець // Патент Украши на винахщ № 83604, МПК (2006) А01 G23/00, заявлено 12.07.2007, опублковано 25.07.2008, бюл. № 14.

6. Журавлев В. Mapinfo Professional 9.0 / В. Журавлев, А. Колотов, К. Мусин, В. Николаев // Руководство пользователя, Русский перевод, Troy, - New-York, 2006. - 620 с.

Стрямец С.П. Информатизация исследований в области естествознания на примере природного заповедника "Расточье"

Проанализированы некоторые этапы развития вычислительной техники за 25-летний период. Приведена характеристика использования информационных техно-

логий в исследованиях природы на примере природного заповедника "Расточье". Описаны базы данных, разработанных для фенологического, фаунистического, флористического мониторинга и инвентаризации энтомофауны и геоинформационную систему на базе MapInfo в природном заповеднике "Расточье".

Ключевые слова: информатизация, базы данных, персональные компьютер, природный заповедник "Расточье".

Stryamets S.P. Informational technology implementation in the environmental research - nature reserve Roztochya as an example

Analysis of some stages of the development of informatical systems for 25 years period is given. The characteristic of information technology in environmental research as an example nature reserve "Roztochya" is shown. The databases designed for phenological, faunistic, floristic inventory and monitoring of the entomofauna, Geoinform system in MapInfo for nature reserve "Roztochya" are described.

Keywords: informational technology, database, personal computer, nature reserve "Roztochya". _

УДК 630.181 Доц. С.П. Стрямець, канд. техн. наук;

магЬстр В.В. Наконечний - НУ "Льв1вська пол1техмка"

1М1ТАЦ1ЙНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЗМ1НИ Л1С1ВНИЧО-ТАКСАЦ1ЙНИХ ПОКАЗНИК1В ПРОБНИХ ПЛОЩ

Наведено опис програмного продукту, який може здшснювати моделювання приросту, змши просторово! структури, складу люостану залежно вщ змши едафiч-них та еколопчних факторiв на окремш дшянщ.

Описано функци програмного продукту для керування люовими ресурсами, таких як: розроблення довготермшово! стратеги формування високопродуктивних де-ревросташв, планування доглядових рубань, головного користування, прогнозування об'eмiв люозаго^вль Програмний продукт розроблено для точного та швидкого об-рахунку таксацшних показниюв люосташв.

Ключов1 слова: математичне моделювання, прогнозування сукцесшних проце-ав, таксацшш показники.

Вступ. Моделювання е одним iз напрямкiв дослiджень у лiсовiй наущ. Внаслiдок бурхливого розвитку обчислювально! техшки та вiдповiдних роздь лiв математики спостершаеться зростання iнтересу до математичного моделювання процешв у рiзних галузях, зокрема i в лiсознавствi та лiсiвництвi. У роз-винених кра!нах, особливо у США, Швеци i Канадi, моделювання стало пов-сякденною практикою ведення лiсового господарства. Набутий ними досвщ становить надзвичайно великий штерес для лiсового господарства Укра!ни.

У багатьох випадках у процеш моделювання важко побудувати аналь тичну модель так, щоб вона адекватно пояснювала поведiнку дослiджуваного об'екта з огляду на його складшсть або неможливiсть математичного опису. От-же, для отримання достовiрних результат необхiдно проводити натуральний експеримент, але, оскiльки процеси лiсовiдновлення е довготривалими, то ре-алiзацiя такого експерименту буде неефективною i може тривати десятки рокiв. Тому у таких випадках доцшьно застосувати iмiтацiйне моделювання [2, 5].

Мета роботи. Метою роботи е розроблення програмного продукту, який може здшснювати моделювання i прогнозування стану певно! люово! дшянки (пробно! площ^. "Mathmodel Forest 1.0", так була названа програма, е засобом для вщображення та редагування географiчних баз даних, для цшей

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.