CC BY
142
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель
УДК 528.44:528.91:004:332
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ЗЕМЕЛЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Анастасия Леонидовна Ильиных
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, старший преподаватель кафедры кадастра СГГА, тел. (383)344-31-73, e-mail: [email protected]
В статье приведено описание базы данных, разработанной в качестве основы автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Ключевые слова: государственный мониторинг земель, автоматизированная информационная система мониторинга земель сельскохозяйственного назначения, база данных.
STRUCTURE AND CONTENT OF DATABASE OF AUTOMATED INFORMATION SYSTEM FOR MONITORING AGRICULTURAL LAND
Anastasiya L. Ilyinykh
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., lecturer, Department of cadastre SSGA, tel. (383)344-31-73, e-mail: [email protected]
The paper describes the database development as a basis of automated information system for monitoring of agricultural land.
Key words: land monitoring, automated information system for monitoring of agricultural land, database.
Развитие аграрного производства предполагает высокоэффективную систему земледелия. В свою очередь, создание такой системы в настоящее время вряд ли возможно без внедрения высокоэффективных технологий сбора и обработки информации по сельскохозяйственным показателям.
Для информационного обеспечения мониторинга сельскохозяйственных земель требуются современные методы и средства получения, хранения, обработки и представления разнообразной информации, а также средства обмена информацией. К ним относятся методы сбора значительного объема данных по множеству показателей с весьма значительных по площади территорий. Кроме того, должны быть представлены собранные данные в цифровом виде, пригодном для использования в информационных, в том числе геоинформационных системах. Эти системы должны объединять пространственные географические данные, аэро- и космические изображения а также тематические данные по множеству сельскохозяйственных параметров, представленных в картографической и табличной формах. Такие системы можно использовать для выведения
79
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель
значительных массивов информации на экран или на твердую копию в удобных для пользователя видах.
Очевидно, что для оперативного и эффективного осуществления всех мероприятий по ведению мониторинга земель и дальнейшего использования полученной информации для целей управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения необходимо создание автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения (АИС МЗ) [1].
Создание автоматизированной информационной системы государственного мониторинга земель, позволяющей обоснованно судить о степени воздействия негативных процессов и явлений, вскрывать закономерности их развития, проводить диагностику и оценку, разрабатывать меры по предупреждению и устранению последствий, на более высоком качественном уровне осуществлять контроль за состоянием земель, их использованием и охраной, предусматривалось Постановлением Совета Министров - Правительства РФ от 5 февраля 1993 г. № 100 «О Государственной программе мониторинга земель Российской Федерации на 1993-1995 годы». Тем не менее, эта программа до сих пор не нашла своей практической реализации.
Концептуальная модель автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения, основные требования к ее программному и техническому обеспечению и система показателей АИС МЗ были рассмотрены ранее в работах [2-5]. Основу АИС МЗ составляет база геопространственных данных.
В настоящее время для решения задач территориального управления уже недостаточно использования только геопространственной информации в виде топографических и тематических карт и планов, необходимо наличие баз данных разнородной информации, такой как сведения о состоянии и использовании земельных ресурсов. Такое комплексное хранение информации предопределяет использование геоинформационных технологий.
При создании базы геопространственных данных АИС МЗ была разработана структура и сформулированы основные принципы организации базы данных, которые могут быть представлены в следующем виде:
а) единство информационной базы данных, содержащей в себе сведения из всех возможных источников;
б) осуществление передачи информации заинтересованным пользователям из единой базы данных;
в) наличие инструментария, применяемого для ввода, преобразования и анализа данных обращающегося непосредственно в единую базу данных с сохранением в ней результатов работ;
г) земельные участки и прочно связанные с ними объекты недвижимого имущества выступают в качестве ключевых объектов управления.
Укрупненная модель базы данных АИС МЗ показана на рис. 1.
80
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель
Управляющая программа
ГИС MapInfo
Электронная
карта
Microsoft Access
БД АИС МЗ
Пользовательский интерфейс
Рис. 1. Укрупненная модель базы данных АИС МЗ
Структура базы данных АИС МЗ может быть представлена в виде совокупности подсистем, компонентами которых являются:
- подсистема информации о природных условиях;
- подсистема информации о состоянии почвенного покрова;
- подсистема информации о состоянии поверхностных и грунтовых вод;
- подсистема информации о состоянии растительности;
- подсистема информации о состоянии земной поверхности;
- подсистема информации о загрязнении окружающей природной среды;
- подсистема информации земельно-кадастровых данных;
- подсистема информации о недвижимом имуществе;
- подсистема информации о людских ресурсах исследуемой территории;
- подсистема информации о нормативно-правовых актах земельного законодательства.
Важным звеном в организации данных в ГИС являются модели атрибутивных данных. В настоящее время в ГИС применяются следующие модели атрибутивных данных: реляционная (записи фиксированного формата); объектноориентированная; объектно-реляционная [6].
При создании атрибутивной БД на уровне компьютерной реализации вопрос выбора СУБД и формата хранения данных определяется требованиями эффективности обработки данных и их достаточно легкого конвертирования в другие необходимые для обработки данных форматы.
В нашем случае при разработке базы данных в качестве модели атрибутивных данных применена реляционная модель. Это объясняется рядом ее достоинств, среди которых следует отметить следующие: простая структура, оптимизирована для возможности построения запросов и анализа, работает быстро
81
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель
и эффективно благодаря прямому доступу к данным (90 % всех данных в мире хранят именно в этой модели данных) [6, 7].
Основу АИС МЗ составляет база данных, в которую входят база данных предметных областей и база геоданных, в том числе банк цифровых карт на исследуемую территорию.
База данных о состоянии территории строится на основе сведений, поступающих из различных источников и, в том числе, баз данных организаций, занимающихся регулярными или периодическими наблюдениями за состоянием и использованием земель сельскохозяйственного назначения: Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр), Министерства сельского хозяйства (Минсельхоз), Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), Федерального агентства по управлению государственным имуществом (Росимущество), Федеральной службы государственной статистики (Росстат), Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор), Федерального космического агентства (Роскосмос), сети Интернет и др.
Модель пространственных данных в системе базируется на минимальном наборе географических элементов (точках и полигонах), хранящихся в векторном формате и содержащих координаты и атрибуты (тип элемента, тематический слой, масштабность). Пространственные и атрибутивные данные связываются через ключевые поля на основе системных идентификаторов картографических баз данных, получаемых из ГИС MapInfo, и прикладных идентификаторов из атрибутивных баз данных в формате DBF.
Информационно-программными компонентами тематической (атрибутивной) базы данных, обеспечивающими полное функциональное покрытие сервисных процедур накопления, обработки и отображения данных, формируется по следующим основным направлениям и включаемым в них системным задачам:
- проектирование, наполнение и ведение атрибутивных баз данных различного тематического содержания;
- двусторонний обмен информацией между атрибутивными и пространственными данными;
- привязка атрибутивной информации к графическим объектам электронных карт;
- формирование запросов и поиск атрибутивной информации с идентификацией объектов электронной карты и возможностью получения информации об этих объектах;
- получение отчетов в табличном, текстовом и графическом видах.
База данных объединяет возможность легкого доступа к информации с возможностью выбора (с помощью специальных запросов) и обобщения всей имеющейся информации по временным интервалам, территориям и земельным участкам, как показано на рис. 2.
82
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель
Рис. 2. Схема представления данных в базе данных
Выходная информация представляется в виде отчетов по результатам работы, сохраняемых в базе данных. Внешние формы выходных документов определяются проводимыми исследованиями и необходимостью представления результатов, в том числе имеют вид электронной карты местности исследуемой территории. Разработанная база данных позволяет решать следующий ряд задач:
- ввод, накопление, хранение и редактирование информации о полученных результатах наблюдений обследований;
83
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель
- экспорт данных, собранных с помощью специального оборудования;
- контроль корректности полученных результатов;
- формирование промежуточных отчетов по результатам обследований для последующей их обработки;
- поиск по базе данных необходимой информации (сведений и т. п.) за определенный период;
- привязка полученных данных к соответствующей электронной карте ГИС.
Таким образом, применение разработанной базы данных позволит актуализировать информацию о земельных ресурсах, недвижимом имуществе, природных условиях, состоянии почвенного покрова, состоянии поверхностных и грунтовых вод, состоянии растительности, состоянии земной поверхности, загрязнении окружающей природной среды, людских ресурсах исследуемой территории.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ильиных А. Л. Разработка базы данных автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения // ГЕО-Сибирь-2011. Т. 3. Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью. Ч. 2: сб. матер. VII Междунар. на-учн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2011», 19-29 апреля 2011 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2011. - С. 120-124.
2. Гиниятов И. А., Ильиных А. Л. К вопросу о создании автоматизированной информационной системы для целей управления территориями агропромышленного комплекса // Геодезия и картография. - 2008. - № 2. - С. 51-53.
3. Гиниятов И.А., Ильиных А.Л. Концептуальная модель автоматизированной информационной системы для целей управления агропромышленного комплекса // ГЕО-Сибирь-2008. Т. 2. Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью. Ч. 1: сб. матер. IV Междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2008», 22-24 апреля 2008 г., Новосибирск. -Новосибирск: СГГА, 2008. - С. 129-131.
4. Гиниятов И.А., Ильиных А.Л. Выбор системы показателей автоматизированной информационной системы мониторинга земель для целей управления агропромышленным комплексом // ГЕО-Сибирь-2009. Т. 3. Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью. Ч. 2: сб. матер. V Междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь-2009», 20-24 апреля 2009 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2009. - С. 165-169.
5. Ильиных А. Л. Основные требования к автоматизированной информационной системе мониторинга земель для целей управления агропромышленным комплексом // Сборник аспирантов и молодых ученых СГГА. - Новосибирск: СГГА. - 2009. - Вып. 6. - С. 41-45.
6. Кузнецов С.Д. Базы данных. Модели и языки: учебник для вузов по специальности и направлению «Прикладная математика и информатика» и по направлению «Информационные технологии». - М., 2008. - 720 с.
7. Балдин А.В., Брешенков А.В. Анализ проблемы проектирования реляционных баз данных на основе использования табличного вида и разработка модели методики проектирования. - М., 2007. - 147 с.
Получено 17.02.2012
© А.Л. Ильиных, 2012
84
