Помощь студентам в учебе
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ БАЗА ДАННЫХ ООПТ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН КАК УСЛОВИЕ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ РАБОТ ПО ПРИРОДООБУСТРОЙСТВУ
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1 Понятие и характеристика особо охраняемых природных территорий 6
1.2. Сравнительная характеристика особо охраняемых природных территорий мира 10
1.3. Использование ЕИС-технологий в природоохранных целях 22
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 27
2.1. Источники используемых данных 27
2.2. Алгоритм создания пространственной базы данных 36
3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 47
3.1. Структура особо охраняемых природных территорий Республики
Татарстан 47
3.2. Пример использования интерактивной карты особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан для целей природообустройства и охраны природы..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 70
Приложение
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 6
1.1 Понятие и характеристика особо охраняемых природных территорий 6
1.2. Сравнительная характеристика особо охраняемых природных территорий мира 10
1.3. Использование ЕИС-технологий в природоохранных целях 22
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 27
2.1. Источники используемых данных 27
2.2. Алгоритм создания пространственной базы данных 36
3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 47
3.1. Структура особо охраняемых природных территорий Республики
Татарстан 47
3.2. Пример использования интерактивной карты особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан для целей природообустройства и охраны природы..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 70
Приложение
Данная работа посвящена рассмотрению системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) Республики Татарстан и отображению информации о них в виде пространственной базы данных изученных ООПТ.
Структура естественных резерватов нашего государства неповторима и обладает исключительной ценностью, рассматривая ее, как со стороны стабилизации природной жизнедеятельности экосистем и поддержания биологического разнообразия, включая редко встречающихся и находящихся под угрозой исчезновения видов, так и для проведения научных исследований, экологического мониторинга, и просвещения в области охраны окружающей природной среды. Особо охраняемые природные территории имеют важное значение в решении проблем взаимных отношений между обществом и природой. Особо охраняемые природные территории способствуют поддержанию естественного равновесия, сохранению генетического фонда, созданию, благоприятной среды для жизни людей. Поддержание биологического и ландшафтного разнообразия, во всех его формах и проявлениях, одно из основных назначений ООПТ.
Популяризация многоплановых сведений о системе охраняемых природных территорий Республики Татарстан чрезвычайно важна для распространения знаний и представлений о способах защиты природной среды, поддержания непосредственно ООПТ, приумножая значимость экологического воспитания и сознательности всего общества [43, с.1].
Актуальность выбранной темы работы обусловлена разрозненностью сведений об особо охраняемых природных территориях. Несмотря на интерес к ООПТ со стороны специалистов, сведения о них недостаточно структурированы и нередко труднодоступны. Большая доля напечатанных работ, приуроченных к тематике ООПТ, издавались малыми партиями, и на сегодняшний день они представляют библиографическую редкость. Сведения о недавно основанных ООПТ зачастую не отображена в печатных и электронных изданиях на надлежащем уровне. Перечни редких и исчезающих видов, обитающих на территории ООПТ весьма разобщены. Таким образом, непомерный труд множества сотен экспедиторов и научных работников остается в высшей степени малодоступным для экспертов, государственных работников, обществу.
В современных условиях исследования окружающей природной среды тесно связаны с применением геоинформационных систем (ГИС) и накоплениям всевозможных видов геоинформационных ресурсов: электронных и цифровых карт, наборов и баз пространственных данных, геоинформационных сервисов и многих других. При значительном объеме данных проведенных исследований встает задача классификации и упорядочения процесса отбора, получения и предоставления данных, имеющих пространственную привязку, для чего используются многие ГИС программы.
Вследствие этого объединение и продуманная структуризация имеющейся информации об особо охраняемых природных территориях видится нам исключительно важной и актуальной задачей.
Целью данной работы является разработка пространственной базы данных особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан, что предполагает объединение в рамках единой информационной системы знаний об ООПТ разного статуса (федерального, регионального и местного).
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Дать определение понятию «Особо охраняемая природная территория», охарактеризовать классификацию особо охраняемых природных территорий Российской Федерации.
2. Изучить информацию об Особо охраняемых природных территориях Республики Татарстан, дать их описание.
3. Построить интерактивную карту Особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан.
4. Провести апробацию интерактивной карты ООПТ РТ для решения природоохранных задач.
Данная работа представлена 72 страницах машинописного текста, и состоит из введения трех глав основного текста, заключения. Основная часть текста включает в себя 16 рисунков, 7 таблиц. Список использованной литературы представлен 49 источниками, из которых 13 ссылок на интернет- источники.
В приложении представлен список Особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан согласно Государственному реестру ООПТ в РТ, всего 249 объектов, с указанием актуального статуса, года основания, действующего природоохранного режима, площади.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доценту кафедры природообустройства и водопользования, к.г.н. Шигапову Иршату Сайдашовичу, заведующему кафедрой природообустройства и водопользования профессору, д.б.н. Мингазовой Нафисе Мансуровне за помощь со сбором материала и консультации, а также всему коллективу кафедры природообустройства и водопользования за помощь в написании работы
Структура естественных резерватов нашего государства неповторима и обладает исключительной ценностью, рассматривая ее, как со стороны стабилизации природной жизнедеятельности экосистем и поддержания биологического разнообразия, включая редко встречающихся и находящихся под угрозой исчезновения видов, так и для проведения научных исследований, экологического мониторинга, и просвещения в области охраны окружающей природной среды. Особо охраняемые природные территории имеют важное значение в решении проблем взаимных отношений между обществом и природой. Особо охраняемые природные территории способствуют поддержанию естественного равновесия, сохранению генетического фонда, созданию, благоприятной среды для жизни людей. Поддержание биологического и ландшафтного разнообразия, во всех его формах и проявлениях, одно из основных назначений ООПТ.
Популяризация многоплановых сведений о системе охраняемых природных территорий Республики Татарстан чрезвычайно важна для распространения знаний и представлений о способах защиты природной среды, поддержания непосредственно ООПТ, приумножая значимость экологического воспитания и сознательности всего общества [43, с.1].
Актуальность выбранной темы работы обусловлена разрозненностью сведений об особо охраняемых природных территориях. Несмотря на интерес к ООПТ со стороны специалистов, сведения о них недостаточно структурированы и нередко труднодоступны. Большая доля напечатанных работ, приуроченных к тематике ООПТ, издавались малыми партиями, и на сегодняшний день они представляют библиографическую редкость. Сведения о недавно основанных ООПТ зачастую не отображена в печатных и электронных изданиях на надлежащем уровне. Перечни редких и исчезающих видов, обитающих на территории ООПТ весьма разобщены. Таким образом, непомерный труд множества сотен экспедиторов и научных работников остается в высшей степени малодоступным для экспертов, государственных работников, обществу.
В современных условиях исследования окружающей природной среды тесно связаны с применением геоинформационных систем (ГИС) и накоплениям всевозможных видов геоинформационных ресурсов: электронных и цифровых карт, наборов и баз пространственных данных, геоинформационных сервисов и многих других. При значительном объеме данных проведенных исследований встает задача классификации и упорядочения процесса отбора, получения и предоставления данных, имеющих пространственную привязку, для чего используются многие ГИС программы.
Вследствие этого объединение и продуманная структуризация имеющейся информации об особо охраняемых природных территориях видится нам исключительно важной и актуальной задачей.
Целью данной работы является разработка пространственной базы данных особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан, что предполагает объединение в рамках единой информационной системы знаний об ООПТ разного статуса (федерального, регионального и местного).
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Дать определение понятию «Особо охраняемая природная территория», охарактеризовать классификацию особо охраняемых природных территорий Российской Федерации.
2. Изучить информацию об Особо охраняемых природных территориях Республики Татарстан, дать их описание.
3. Построить интерактивную карту Особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан.
4. Провести апробацию интерактивной карты ООПТ РТ для решения природоохранных задач.
Данная работа представлена 72 страницах машинописного текста, и состоит из введения трех глав основного текста, заключения. Основная часть текста включает в себя 16 рисунков, 7 таблиц. Список использованной литературы представлен 49 источниками, из которых 13 ссылок на интернет- источники.
В приложении представлен список Особо охраняемых природных территорий Республики Татарстан согласно Государственному реестру ООПТ в РТ, всего 249 объектов, с указанием актуального статуса, года основания, действующего природоохранного режима, площади.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доценту кафедры природообустройства и водопользования, к.г.н. Шигапову Иршату Сайдашовичу, заведующему кафедрой природообустройства и водопользования профессору, д.б.н. Мингазовой Нафисе Мансуровне за помощь со сбором материала и консультации, а также всему коллективу кафедры природообустройства и водопользования за помощь в написании работы
В России на сегодняшний день нет единого органа, который бы занимался бы вопросами ООПТ во всей ее совокупности. Вопросами бюджета и кадровой политики занимается часть департамента Министерства природных ресурсов и экологии, проверку деятельности ООПТ проводит Росприроднадзор, информационное сопровождение у нас на деле отсутствует.
Еще одной важной вещью необходимой для устойчивого существования и совершенствования системы особо охраняемых природных территорий служит оценка эффективности работы ООПТ. Оценивается уровень насколько ООПТ выполняет все функции, для выполнения которых создавалась, т.е. в каком объеме сохраняются естественные объекты, насколько эффективны проводимые мероприятия, и принимаемые руководством ООПТ решения по охране и воспроизводству природных комплексов.
На основе такой оценки устанавливаются планы регулирования и правления ООПТ и принимаются решения о данных объектах. В России такая практика отсутствует, система учета не дает возможность оценить выполнение ООПТ своих основных функций по охране природы.
Для эффективной работы природоохранных и просветительских организаций все чаще предполагается решение задач объединения и распространения существующей актуальной информации об особо охраняемых природных объектах и территориях.
На текущий момент общепризнанным инструментом, позволяющим реализовать данные задачи, то есть группировку материалов в единый массив представляется база данных (далее БД). БД - комплекс массивов данных на внешних носителях и программных средств доступа к ним. Из этого следует, что база данных является совокупностью закономерно коррелированных файлов определённого устройства [22, с. 261].
База данных призвана осуществлять ниже изложенные функции:
- создание перечня документов, сформированных в конкретной последовательности;
- расположение информации по категории документов;
- хранение сведений в электронном виде;
- предоставление возможности многопользовательского доступа к файлам;
- поиск необходимых сведений по указанным параметрам;
- резервное копирование документов и многие другие [23, с. 27].
Преимущества ведения базы данных:
1. Удобство. Гораздо проще пользоваться электронной версией документа: ее легко копировать, пересылать.
2. Простота поиска. Нужная информация находится оперативно и просто.
3. Сохранность. Электронные сведения не имеют свойство приходить в негодный вид в отличие от бумажного аналога.
4. Доступное резервирование. База данных дает полную гарантию, что в чрезвычайных ситуациях вся необходимая информация останется в сохранности, посредствам резервного копирования файлов.
5. Экономия времени. В БД необходимые искомые данные можно найти за считанные минуты.
Все эти преимущества делают создание баз данных во всех сферах жизни человека все более и более необходимой задачей [25, с. 73].
Формируя базу данных, мы обладаем желанием упорядочить информацию по разнообразным характеристикам для того, чтобы в последующем извлекать из нее нужные нам данные в любом комбинации. Выработать это возможно, лишь только в случае если данные структурированы. Структурирование - это комплект договоров о методиках представления данных. Ясно, что структурировать информацию возможно по-разному. Обуславливаясь структурой различают иерархическую, объектно- ориентированную, реляционную, сетевую и гибридную модели баз данных. Кратко рассмотрим каждый вид.
Иерархическая модель данных - это модель данных, в которых применяется понимание базы данных наподобие древообразной конструкции, образуемой из данных разных уровней. Между данными имеются связи, каждый объект имеет возможность включения в себя несколько объектов пониженного уровня. Подобные объекты находятся в отношении предка к потомку (данные пониженного уровня), существует несколько видов ситуаций: объект-предок не имеет потомков, объект-предок имеет несколько потомков, в то время как у объекта-потомка обязательно только один предок.
Объектно-ориентированная модель данных - база данных, при которой данные создаются моделью в образе объектов, их атрибутов, классов и методов. Обычно рекомендованы при высокопроизводительных обработках, имеющихся данных, имеющих сложную структуру.
Реляционная модель данных - модель данных, практическая доктрина возведения баз данных, являющаяся дополнением к задачкам возделывания данных такого типа ответвления математики, как логика первого порядка и теория множеств. На реляционной модели данных возводятся реляционные базы данных.
Сетевая модель данных - закономерный образец данных, который служит наращиванием иерархического подхода, строгое математическое суждение, которое описывает структурную сторону, точку зрения единства и аспект разбора объектов в сетевых базах данных.
Отличием между сетевой моделью данных и иерархической является то, что в иерархических структурах запись-наследник обязана обладать в точности одним родоначальником, а в сетевой структуре данных у наследника возможно быть разное количество родоначальников.
Функциональные базы данных применяются для заключения аналитических задач, таких как моделирование и управление производительностью [25, с. 31].
Самой известной на нынешний момент считается реляционная конструкция, в следствие этого о других упоминается редко и мельком.
Разработка баз данных является наисложнейшим процессом, длительной продолжительностью действий с разделением на этапы (3):
- концептуальное проектирование — складирование, разбор, оценка и исправление запросов к данным;
- логическое проектирование — модифицирование запросов к данным в строение данных;
- физическое проектирование — установление нюансов содержания данных, подходов и так далее.
На ступени физического прототипа электронная база данных представляется в образе файла или их наборе в различный форматах, таких как XML,TXT, ЦСВ, или в специализированной форме конкретной СУБД (системы управления базами данных).
В качестве программного средства доступа к описываемым базам данных выступает программный комплекс геоинформационных систем (далее ГИС). ГИС считается универсальным средством, в котором совмещены функции картографического отражения и редактирования, пространственного анализа, и хранения атрибутивных данных самого различного характера [22, с. 302].
Геоинформационные системы используются практически во всех сферах природообустроительной практики - в строительстве, лесоведении, экологии, картографии, геологии и многих других. ГИС технологии изучают в университетах и повсеместно в научных институтах. ГИС технологии представляют собой целую индустрию, которая влияет на многие стороны человеческой жизни. Существует огромное множество их определения, потому что это не просто набор систематизированных знаний, а целый особый взгляд на окружающий нас мир.
По территориальному диапазону ГИС делятся на местные, субрегиональные, региональные, национальные, нередко имеющие статус государственных, субконтинентальные и глобальные. В определенных случаях подобные территориальные ГИС размещаются в свободном доступе в сети Интернет и называются геопорталами.
По предметной области информационного моделирования отличаются муниципальные, недропользовательские, горно-геологические информационные системы, природоохранные и тому подобные; из них характерное название, как наиболее обширно применяемые, обрели земельные информационные системы.
Также геоинформационные системы можно классифицировать по проблемной направленности - определяемым практическими и теоретическими задачами. Такими задачами могут выступать инвентаризация ресурсов (например, кадастр), разбор, исследование, руководство и разработка планов, содействие утверждению заключений, геологический маркетинг.
Не считая такого, встроенные геоинформационные системы совмещают активные способности и систем цифровой обработки изображений в единой интегрированной среде [34, с. 147].
Природоохранное картографирование по причине развития геоинформационных методов и веб-технологий обрело новое содержание. В обобщенном выражении природоохранные, природосберегательные геоинформационные системы и веб-продукты направлены на урегулирование проблем инвентаризации и наблюдения, оценки и прогноза, управления и планирования, в первую очередь, особо охраняемых природных территорий (ООПТ) и объектов. В массивном плане наиважнейшие отличия природоохранноориентированных геоинформационных и веб-ресурсов содержатся в предметной специализации и территориальном масштабе. Наибольшее использование находят географические информационные системы (ГНС) и веб-ресурсы, разрабатываемые как на отдельные особо охраняемые природные территории, так и в рамках дел по природоохранным планам, в частности, охватывающим обширные регионы [28, с. 193].
В результате систематизации полученных знаний по данной теме строится пространственная база данных, которая будет полезной для студентов и преподавателей, работающих в природоохранной сфере. База данных позволит вырабатывать комплекс управленческих мер и грамотно оценивать состояние экосистем охраняемых территорий
Еще одной важной вещью необходимой для устойчивого существования и совершенствования системы особо охраняемых природных территорий служит оценка эффективности работы ООПТ. Оценивается уровень насколько ООПТ выполняет все функции, для выполнения которых создавалась, т.е. в каком объеме сохраняются естественные объекты, насколько эффективны проводимые мероприятия, и принимаемые руководством ООПТ решения по охране и воспроизводству природных комплексов.
На основе такой оценки устанавливаются планы регулирования и правления ООПТ и принимаются решения о данных объектах. В России такая практика отсутствует, система учета не дает возможность оценить выполнение ООПТ своих основных функций по охране природы.
Для эффективной работы природоохранных и просветительских организаций все чаще предполагается решение задач объединения и распространения существующей актуальной информации об особо охраняемых природных объектах и территориях.
На текущий момент общепризнанным инструментом, позволяющим реализовать данные задачи, то есть группировку материалов в единый массив представляется база данных (далее БД). БД - комплекс массивов данных на внешних носителях и программных средств доступа к ним. Из этого следует, что база данных является совокупностью закономерно коррелированных файлов определённого устройства [22, с. 261].
База данных призвана осуществлять ниже изложенные функции:
- создание перечня документов, сформированных в конкретной последовательности;
- расположение информации по категории документов;
- хранение сведений в электронном виде;
- предоставление возможности многопользовательского доступа к файлам;
- поиск необходимых сведений по указанным параметрам;
- резервное копирование документов и многие другие [23, с. 27].
Преимущества ведения базы данных:
1. Удобство. Гораздо проще пользоваться электронной версией документа: ее легко копировать, пересылать.
2. Простота поиска. Нужная информация находится оперативно и просто.
3. Сохранность. Электронные сведения не имеют свойство приходить в негодный вид в отличие от бумажного аналога.
4. Доступное резервирование. База данных дает полную гарантию, что в чрезвычайных ситуациях вся необходимая информация останется в сохранности, посредствам резервного копирования файлов.
5. Экономия времени. В БД необходимые искомые данные можно найти за считанные минуты.
Все эти преимущества делают создание баз данных во всех сферах жизни человека все более и более необходимой задачей [25, с. 73].
Формируя базу данных, мы обладаем желанием упорядочить информацию по разнообразным характеристикам для того, чтобы в последующем извлекать из нее нужные нам данные в любом комбинации. Выработать это возможно, лишь только в случае если данные структурированы. Структурирование - это комплект договоров о методиках представления данных. Ясно, что структурировать информацию возможно по-разному. Обуславливаясь структурой различают иерархическую, объектно- ориентированную, реляционную, сетевую и гибридную модели баз данных. Кратко рассмотрим каждый вид.
Иерархическая модель данных - это модель данных, в которых применяется понимание базы данных наподобие древообразной конструкции, образуемой из данных разных уровней. Между данными имеются связи, каждый объект имеет возможность включения в себя несколько объектов пониженного уровня. Подобные объекты находятся в отношении предка к потомку (данные пониженного уровня), существует несколько видов ситуаций: объект-предок не имеет потомков, объект-предок имеет несколько потомков, в то время как у объекта-потомка обязательно только один предок.
Объектно-ориентированная модель данных - база данных, при которой данные создаются моделью в образе объектов, их атрибутов, классов и методов. Обычно рекомендованы при высокопроизводительных обработках, имеющихся данных, имеющих сложную структуру.
Реляционная модель данных - модель данных, практическая доктрина возведения баз данных, являющаяся дополнением к задачкам возделывания данных такого типа ответвления математики, как логика первого порядка и теория множеств. На реляционной модели данных возводятся реляционные базы данных.
Сетевая модель данных - закономерный образец данных, который служит наращиванием иерархического подхода, строгое математическое суждение, которое описывает структурную сторону, точку зрения единства и аспект разбора объектов в сетевых базах данных.
Отличием между сетевой моделью данных и иерархической является то, что в иерархических структурах запись-наследник обязана обладать в точности одним родоначальником, а в сетевой структуре данных у наследника возможно быть разное количество родоначальников.
Функциональные базы данных применяются для заключения аналитических задач, таких как моделирование и управление производительностью [25, с. 31].
Самой известной на нынешний момент считается реляционная конструкция, в следствие этого о других упоминается редко и мельком.
Разработка баз данных является наисложнейшим процессом, длительной продолжительностью действий с разделением на этапы (3):
- концептуальное проектирование — складирование, разбор, оценка и исправление запросов к данным;
- логическое проектирование — модифицирование запросов к данным в строение данных;
- физическое проектирование — установление нюансов содержания данных, подходов и так далее.
На ступени физического прототипа электронная база данных представляется в образе файла или их наборе в различный форматах, таких как XML,TXT, ЦСВ, или в специализированной форме конкретной СУБД (системы управления базами данных).
В качестве программного средства доступа к описываемым базам данных выступает программный комплекс геоинформационных систем (далее ГИС). ГИС считается универсальным средством, в котором совмещены функции картографического отражения и редактирования, пространственного анализа, и хранения атрибутивных данных самого различного характера [22, с. 302].
Геоинформационные системы используются практически во всех сферах природообустроительной практики - в строительстве, лесоведении, экологии, картографии, геологии и многих других. ГИС технологии изучают в университетах и повсеместно в научных институтах. ГИС технологии представляют собой целую индустрию, которая влияет на многие стороны человеческой жизни. Существует огромное множество их определения, потому что это не просто набор систематизированных знаний, а целый особый взгляд на окружающий нас мир.
По территориальному диапазону ГИС делятся на местные, субрегиональные, региональные, национальные, нередко имеющие статус государственных, субконтинентальные и глобальные. В определенных случаях подобные территориальные ГИС размещаются в свободном доступе в сети Интернет и называются геопорталами.
По предметной области информационного моделирования отличаются муниципальные, недропользовательские, горно-геологические информационные системы, природоохранные и тому подобные; из них характерное название, как наиболее обширно применяемые, обрели земельные информационные системы.
Также геоинформационные системы можно классифицировать по проблемной направленности - определяемым практическими и теоретическими задачами. Такими задачами могут выступать инвентаризация ресурсов (например, кадастр), разбор, исследование, руководство и разработка планов, содействие утверждению заключений, геологический маркетинг.
Не считая такого, встроенные геоинформационные системы совмещают активные способности и систем цифровой обработки изображений в единой интегрированной среде [34, с. 147].
Природоохранное картографирование по причине развития геоинформационных методов и веб-технологий обрело новое содержание. В обобщенном выражении природоохранные, природосберегательные геоинформационные системы и веб-продукты направлены на урегулирование проблем инвентаризации и наблюдения, оценки и прогноза, управления и планирования, в первую очередь, особо охраняемых природных территорий (ООПТ) и объектов. В массивном плане наиважнейшие отличия природоохранноориентированных геоинформационных и веб-ресурсов содержатся в предметной специализации и территориальном масштабе. Наибольшее использование находят географические информационные системы (ГНС) и веб-ресурсы, разрабатываемые как на отдельные особо охраняемые природные территории, так и в рамках дел по природоохранным планам, в частности, охватывающим обширные регионы [28, с. 193].
В результате систематизации полученных знаний по данной теме строится пространственная база данных, которая будет полезной для студентов и преподавателей, работающих в природоохранной сфере. База данных позволит вырабатывать комплекс управленческих мер и грамотно оценивать состояние экосистем охраняемых территорий