Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современная практика создания планов развития регионов 13
1.1. Нормативно-методические материалы, регламентирующие создание территориальных
планов 12
1.1.1. Нормативные требования к созданию территориальных планов 12
1.1.2. Зарубежный опыт регламентирования территориального планирования 18
1.1.3. Современный отечественный опыт территориального планирования 25
1.2. Современная практика применения ГИС-технологий в территориальном планировании ... 31
1.2.1. Методологические положения применения ГИС-технологий в качестве основы для информационного построения территориальных планов 31
1.2.2. Опыт использования ГИС для территориального планирования 33
1.2.3. Экспертные системы в стратегическом планировании 37
1.2.4. Экспертно-оценочный анализ в среде ГИС 41
1.2.5. Принципы реализации экспертно-оценочного картографирования в среде ГИС для территориального планирования 46
1.3. Требования к ГИС, предназначенных для информационного обеспечения принимаемых
решений при разработке территориальных планов 55
1.3.1. Общие положения 55
1.3.2. Информационное обеспечение при создании ГИС территориального планирования... 57
1.3.3. Роль экспертных систем в территориальном планировании 60
1.3.4. Выбор ГИС - оболочки для картографического сопровождения структурного планирования 62
1.3.5. Свойства ArcGIS, определившие выбор системы в качестве базовой 76
Глава 2. Методика использования ГИС-технологий в картографировании процессов и явлений 85
2.1. Районирование территорий 85
2.2. Моделирование способом построения полей потенциалов 88
2.3. Моделирование способом построения полей плотности 91
2.4. Математико-статистическое моделирование 96
2.5. Использование программных средств для систематизации информации и поддержки работы экспертных групп в процессе территориального планирования 99
Глава 3. ГИС-картографирование при разработке структурного плана развития на примере прибрежной части Ломоносовского района 106
3.1. Организация структурного планирования 106
3.2. Картографирование уровня жизни населения 110
3.3. Создание графической и атрибутивной БД структурного плана развития прибрежной зоны Ломоносовского района 121
3.4. Экспертно-оценочное картографирование с использованием созданной БД. Картографи рование экологического риска природопользования. Экспертное оценивание размеще ния промышленных производств на территории проекта 126
Заключение 135
Литература 138
Приложения
- Современная практика применения ГИС-технологий в территориальном планировании
- Принципы реализации экспертно-оценочного картографирования в среде ГИС для территориального планирования
- Использование программных средств для систематизации информации и поддержки работы экспертных групп в процессе территориального планирования
- Создание графической и атрибутивной БД структурного плана развития прибрежной зоны Ломоносовского района
Введение к работе
Роль перспективного территориального планирования и в международной, и в отечественной практике состоит в поддержке долгосрочного устойчивого социально-экономического развития региона с одновременным предотвращением отрицательного влияния производственной деятельности на окружающую среду. Целью планирования является обеспечение эффективного использования имеющегося в распоряжении пространства, а также экономического равновесия между субрегионами, и в то же время - сохранение и рациональное использование природных и культурных ресурсов. Территориальное планирование подчинено целям общественного развития и как инструмент управления принадлежит к допустимым вмешательствам государства по регулированию и координации использования территорий. При этом государство обязано вводить правила, которые должны препятствовать тому, чтобы развитие рынка приводило к росту региональных различий, повышались удельные расходы на поддержку инфраструктуры и нарушался ландшафт в результате беспорядочной застройки территорий, истощались природные ресурсы и т.д.
Международный опыт свидетельствует о том, что в странах с переходной экономикой устойчивое управление поселениями и территориями эффективно в том случае, если руководящие органы, реализуя свои функции, выделяют в особый приоритет действия по организации перспективного планирования и организации мониторинга объектов управления. При этом подчеркивается важность наличия у органов управления различных уровней четкого стимулирующего законодательства и достаточных полномочий по получению средств и по распределению ресурсов в соответствии с приоритетами развития. В дополнение к этому отмечаются и другие критерии оценки функционирования органов управления, такие как: постоянное повышение квалификации управленческих кадров; широкое участие людей в определении целей, стратегий и приоритетов развития; участие в их осуществлении и т.д.
5 Очевидно, при решении вопросов устойчивого развития необходимо учитывать приоритеты развития низовых структур по конкретным особенностям функционирования каждой территориальной общности. Такой подход апробирован широкой международной практикой совершенствования управления населенными пунктами. При этом подчеркивается, что обеспечение местными властями участия граждан и общественных организаций являются не только целью, но и ключевым средством достижения стабильного экономического роста. Управление развитием следует осуществлять на том уровне, который обеспечивает наиболее эффективное предоставление услуг, реализацию проектов и участие населения, как в процессе принятия решений, так и в контролировании процесса развития.
Территориальное планирование как вид стратегической управленческой деятельности способно содействовать решению жизненно важных интересов регионов страны, ее безопасности в экономической, экологической, информационной и других сферах.
Исходя из понимания того, что жизненно важные интересы представляют собой совокупность потребностей, удовлетворение которых надежно обеспечивает существование и возможности прогрессивного развития личности, общества и государства, посредством территориального планирования (наряду с другими управленческими действиями комплексного характера) реально осуществить следующие принципиальные жизненно важные региональные интересы, к которым относятся:
развитие поселенческих региональных систем таким образом, чтобы свести к минимуму эксплуатацию истощаемых природных ресурсов;
координация региональной градостроительной политики и минимизация расходов на развитие инфраструктуры страны и регионов, стремление к созданию равноценных условий жизни во всех регионах;
содействие тому, чтобы все регионы имели равные шансы экономического развития;
ориентация регионов на международную экономическую конкуренцию, с одной стороны, и на охрану окружающей среды и улучшение уровня жизни на местах, с другой;
создание возможности интеграции многочисленных отраслевых планов и программ, а также других документов.
Современная практика планирования развития территориальных образований различных уровней свидетельствует о все большей востребованности ГИС-технологий для информационного обеспечения и картографического сопровождения проектов.
Администрации городов, районов и муниципальных образований ежедневно сталкиваются с массой сложных и неотложных проблем, от которых зависит жизнедеятельность территории. Нередко согласование мелких локальных строительных работ, обустройство территории и т.д. занимают все основное время, не оставляя возможности уделять постоянное внимание перспективе развития территории и решать кардинальные вопросы. Это приводит к накоплению проблем, утрате общего видения будущего. Сегодня, когда и региональные и местные власти действуют в самостоятельном, все более четко очерчиваемом поле ответственности, развитие каждого «территориального сообщества» становится, прежде всего, делом самого этого сообщества. И здесь не обойтись без выработки и реализации стратегии развития [78].
С конца восьмидесятых годов в России происходило разрушение системы жесткого директивного планирования. В городах же развитых европейских стран и США, напротив, усилился интерес к стратегическому планированию как средству объединения усилий частного и общественного секторов в достижении определенных целей развития городов и регионов. Санкт-Петербург в середине 90-х годов начал на новой основе создавать механизм стратегического управления городом и первым среди городов России сумел разработать Страте-
7 гический план в соответствии с современными методологическими подходами. План зафиксировал главную цель - стабильное улучшение качества жизни всех слоев населения Санкт-Петербурга - и наметил действия по трем направлениям: совершенствование хозяйственного климата, интеграция в мировую экономику, создание благоприятного социального климата. Была сформирована система целей, задач и мер Стратегического плана.
Конструктивность такого подхода доказана опытом реализации Стратегического плана Санкт-Петербурга. Стратегический план играет очень важную роль для развития городов и территорий. Во-первых, он улучшает деловой имидж, становится незаменимым подспорьем при ведении деловых переговоров с крупными международными финансовыми и донорскими организациями, способствует получению ряда кредитов Всемирного банка и грантов технической помощи. Во-вторых, он серьезнейшим образом изменяет культуру управления, помогает создать пространство для открытых дискуссий власти и общества по вопросам стратегической важности. Наконец, Стратегический план определяет направления развития, которых стремятся придерживаться и Администрация, и ее основные партнеры, которые воплощаются в реальных масштабных проектах.
Постепенно в Санкт-Петербурге и других городах России накапливается опыт стратегического планирования, выявляются различия в подходах к содержанию, формам и методам разработки стратегических планов.
Основным законодательным актом, регламентирующим территориальное планирование, стал принятый 22 декабря 2004 года Государственной Думой текст градостроительного кодекса, в котором сформулированы требования по содержанию (объектный состав) карт (схем), однако никаких методик (ссылок на них) по составлению этих карт (схем) в законе нет.
В связи с вышеуказанным, в данной работе в качестве цели исследований определена разработка ГИС-технологии для картографирования при территориальном планировании. Использование ГИС-технологии обеспечивает проведение пространственно-временного анализа и совместной интерпретации каче-
8 ственных и количественных признаков; установление взаимосвязей между явлениями с использованием современных систем статистического анализа и «искусственного интеллекта»; синтез тематических, комплексных и специализированных картографических материалов; распознавание ситуаций по совокупности косвенных данных; моделирование и прогнозирование развития тех или иных процессов; а так же представление обработанной и интерпретированной информации в наглядной форме, необходимой для принятия решений.
Объектом картографирования выбрана прибрежная зона Ломоносовского района, в пределах которой широко развернулись строительные работы по сооружению портов и объектов портовой инфраструктуры.
Прибрежная зона Ломоносовского района - один из регионов области с наиболее активно развивающейся промышленностью и транспортными коммуникациями. Инвестирование транспортной, производственной и коммунальной инфраструктуры требует разносторонней комплексной оценки сырьевых, ландшафтных, людских и др. ресурсов, а также геополитических особенностей региона. Традиционно такое многоаспектное представление территории осуществляется с помощью картографического моделирования. Представление самых разнообразных сведений о реконструируемом пространстве в виде серии тематических карт заложено в соответствующих нормативно-методических материалах и, в первую очередь, в выше упомянутом градостроительном кодексе. В качестве регионального методического руководства в этой области следует отметить «Методику расчета интегрального показателя уровня жизни населения Ленинградской области», утвержденная Правительством Ленинградской области 22 августа 2002 г. [9]
В настоящее время работы по территориальному планированию выполняются достаточно часто. Число выполненных и реализованных территориальных планов постоянно возрастает. Инициаторами подобных работ выступают как администрации муниципальных образований, так и частные (в т. ч. зарубежные) инвесторы. В существующих отечественных и международных стандартах регламентируется только собственно планирование. Законодательные и
9 инструктивные материалы по картографическому обеспечению территориальных планов отсутствуют. Что касается картографирования, то в этом плане даются рекомендации только относительно объектного состава элементов планирования. Инструктивных положений по обработке соответствующих данных и их графическому представлению имеющиеся стандарты не содержат.
В процессе достижения цели решались следующие основные задачи:
Анализ существующих методов оценки природных ресурсов и социально-экономических условий природопользования, отражаемых при ГИС-картографировании. Выработка требований к функциональным возможностям ГИС-оболочек.
Анализ методов решения классификационных задач, выработки критериев и способов районирования территории при территориальном планировании.
Разработка последовательности процедур формализации и способов моделирования состояния природных ресурсов средствами ГИС и их апробация.
Разработка принципов оптимизации комплекса тематических карт, входящих в состав геобазы данных, используемых для картографического обеспечения территориального планирования.
Разработка типовой структуры БД при территориальном планировании.
Применение программных средств экспертно-оценочного анализа для разработки и апробации методики создания синтетических карт, иллюстрирующих эффективность природопользования.
Применение специализированного программного обеспечения для поддержки работы экспертных групп, с целью повышения эффективности работы на этапах подготовки и систематизации исходных данных, а также интерпретации и сопоставления результатов ГИС-моделирования.
10 В качестве основных методов исследований приняты: экспертно-оценочный анализ (ЭОА), математико-статистическое и картографическое моделирование.
В диссертационной работе в качестве защищаемых положений выделены:
Система критериев, используемая при картографировании, основывающаяся на построении общего дерева показателей состояния природных ресурсов и условий их эксплуатации.
ГИС-технология функционального зонирования региона на основе решения классификационных задач по территориальному и отраслевому принципу с применением экспертно-оценочного анализа.
Состав интегральных показателей результатов природопользования (экологический риск, социально-экономическая предпочтительность и др.), служащих основой систематизации исходных картографических материалов.
Способы формализации оценочных показателей и построение соответствующих нормированных шкал. Серия тематических (аналитических и синтетических) карт, составляющих информационную основу при территориальном планировании.
Научная новизна выполненной работы выражается впервые предложенными:
принципами систематизации картографического материала при территориальном планировании, основанными на построении дерева признаков интегральных показателей оптимизации природопользования;
серией аналитических и синтетических карт, иллюстрирующих рисковые показатели, а также показатели уровня жизни населения, включающих тематические слои, обеспечивающие расчет предложенных интегральных оценок;
структурами баз данных в качестве типовых, обеспечивающих оценку уязвимости и ресурсного потенциала регионов, определяющих направления и темпы их развития;
способами оптимизации хранения и доступа к картографической информации для выполнения экспертно-оценочного анализа.
Определенные в работе основные принципы построения синтетических карт для территориального планирования, делают возможным составление подобных карт при создании ГИС для административных органов управления от муниципальных до федеральных. Практическое применение работа нашла в рамках разработки структурного плана развития прибрежной зоны Ломоносовского района, выполненной при поддержке Нидерландского проектного фонда МАТРА по заявке Международного офиса Агентства по охране окружающей среды провинции Схидам, Нидерланды.
Репрезентативность полученных результатов, представленных на основе расчетов, выполненных в программном комплексе «Признак», подтверждена при проведении дисперсионного анализа зависимых и независимых выборок с применением критерия Шеффе, подчиненного F-распределению. Данная статистическая модель многопризнакового сравнения объектов картографирования позволяет произвести оценку согласованности экспертов и сходства сопоставляемых объектов картографирования. Таким образом достигается возможность сравнения результатов экспертного оценивания по принципу сопоставления критериальной характеристики Шеффе с критическим значением, задаваемым критической вероятностью F-распределения. Данным математическим приемом установления согласованности экспертов обеспечивается достоверность результирующих картографических материалов.
Работа апробирована на общественных слушаниях в г. Ломоносове и на трех конференциях - «Теория и практика эколого-географических исследова-
12 ний» [77, 21], «Экология Санкт-Петербурга и его окрестностей» [22] и «География в меняющемся мире: взгляд молодых ученых» [17].
Результаты диссертационного исследования предлагается применять ко всему спектру тематического картографирования при создании синтетических карт. Более того, симбиоз геоинформационных оболочек и специализированных программ типа «Признак» расширяют возможности использования карт, при оценке социально-экономических условий природопользования и экологических последствий ресурсопотребления.
Современная практика применения ГИС-технологий в территориальном планировании
Построение структурных планов развития должно осуществляться на базе современной, динамически развивающейся информационной технологии, позволяющей объединять разнообразные данные и имеющей хорошую перспективу на реально обозримый период времени. В качестве такой технологии выступают геоинформационные системы (ГИС), которые наилучшим образом подходят для сбора и обработки территориально распределенной информации. Отметим, что очень большой класс задач может быть решен исключительно на основе этих технологий. ГИС, как и другие информационные технологии, помогает объективно обосновывать принимаемые управленческие решения [18, 32, 37, 44, 54]. Разумеется, что ГИС - не инструмент автоматической выдачи того или иного решений, а средство, помогающее ускорить и повысить эффективность его поиска. Механизм выработки решений опирается на систему запросов при работе с базой данных (БД) библиотеку функций анализа пространственных данных, визуализацию результатов анализа в наглядном и удобном
для восприятия виде. ГИС помогает в решении задач, предоставления разнообразной информации по запросам органов планирования, в разрешении территориальных конфликтов, в выборе оптимальных (с разных точек зрения и по разным критериям) мест размещения объектов и т.п. Требуемая для принятия решений информация может быть представлена в лаконичной картографической форме с дополнительными текстовыми пояснениями, графиками и диаграммами. Наличие доступной для восприятия и обобщения информации позволяет пользователям сосредоточить свои усилия на поиске решения, не тратя значительного времени на сбор и обработку доступных разнородных данных. ГИС предоставляет возможность достаточно быстро составить и сравнить несколько вариантов решения и выбрать наиболее оптимальный согласно заданным формализованным критериям эффективности.
Среди практических задач, решаемых с применением ГИС, мы выделяем наиболее перспективные с точки зрения анализа информации, используемой для создания территориальных планов. К ним относятся: связывание графических объектов с информацией в базах данных; измерения на карте расстояний, площадей и других морфологических характеристик отдельного объекта; визуализация информационных массивов в виде карт в комбинации с другими способами представления данных, такими как диаграммы, графики, схемы, таблицы, а также создание новой высококачественной картографической продукции; анализ данных дистанционного зондирования; анализ пространственных данных и моделирование обстановки, процессов и явлений; поддержка принятия управленческих решений по данным встроенных в ГИС экспертных систем; унификация системы координат и картографических проекций данных, получаемых из разных информационных источников; взаимодействие с другими информационными системами и технологиями.
Из реализованной в современной практике ГИС-технологии территориального планирования к законченной разработке следует отнести ГИС «Генеральная схема планирования территории Украины», которая рассматривается как типовой пример. С 1999 по 2001 гг институтом «Дипромиста» выполнена разработка Генеральной схемы планирования территории Украины, которая полностью создана с применением ГИС-технологий.
Необходимость разработки ГИС Генсхемы была осознана авторским коллективом «Дипромиста» уже изначально. Это закономерно вытекало из масштабов работы, объема подготавливаемого картографического материала, необходимости привлечения методов пространственного анализа и, в конечном итоге, выполнения работы на современном европейском и мировом уровне [64].
Анализ существующего рынка программных средств в области ГИС склонил авторский коллектив в пользу технологий фирмы ESRI [106], продукты которой уже несколько лет успешно эксплуатировались в «Дипромисте» в различных видах градостроительных работ. В качестве базовой системы при создании ГИС Генсхемы был выбран пакет Arc View GIS 3.2 (для наиболее сложных решений привлекалась система Arclnfo 8). Наиболее важными задачами в создании градостроительной ГИС являлась разработка методологии анализа градостроительных процессов на макро-уровне, применение мощного аппарата пространственного анализа для моделирования сценариев территориального развития и подготовка серии тематических карт.
Принципы реализации экспертно-оценочного картографирования в среде ГИС для территориального планирования
В данной работе использован специализированный программный комплекс «ПРИЗНАК», с помощью которого экспертное оценивание осуществляется на основе построения «дерева признаков» и «дерева решений» [13, 22, 30, 74,93, 94,95].
«Дерево признаков» характеризует следующее положение. Цель решения управленческой задачи - выбор управленческого решения с наивысшей эффективностью, которая выражается составленным соответствующим образом комплексным показателем. Как правило, этот показатель отражает не только экономический эффект, в свою очередь определяемый несколькими составляющими, но и социально-психологический, технический и другие эффекты. Поэтому общая цель реализуется при осуществлении подцелей (признаков) 1-го уровня, представляющих собой показатели, составляющие общую эффективность. Оценка варианта по любой подцели 1-го уровня определяется влиянием соответствующих факторов, называемых подцелями 2-го уровня, и т. д. «Дерево признаков» основывается на известном принципе декомпозиции проблемы (цели).
При построении «дерева признаков» необходимо обеспечить выполнение некоторых требований - соподчиненности, сопоставимости и полноты. Соподчиненность достигается тем, что элементы «дерева признаков» нижнего уровня вытекают из элементов более высокого уровня и обеспечивают их реализацию. Требование сопоставимости предполагает, что на каждом уровне рассматриваются элементы, сопоставимые с точки зрения их содержания и влияния на элементы более высокого уровня. Полнота вытекает из системного подхода и обеспечивается тем, что на каждом уровне «дерева признаков» учитываются все элементы без исключения. «Дерево решений» строится на основе «дерева признаков» и, по существу, является моделью решения задачи.
Следует, однако, иметь в виду, что на каком бы уровне дифференциации целей и факторов мы ни остановились, при тщательном рассмотрении всегда можно выделить еще один уровень факторов (при еще большей степени дифференциации). Поэтому, помимо документально зафиксированной модели оцениваемого объекта в виде «дерева решений», каждый эксперт мысленно создает дополнительную субъективную модель, систематизируя косвенную информацию, лежащую в основе формирования суждений о предпочтении. И потому важной задачей, является идентификация уровня понимания факторов, принимаемых во внимание при анализе различными экспертами (совмещения субъективных моделей) и обеспечения у них необходимого состава косвенной информации.
В программном комплексе «Признак» предусмотрено три метода расстановки приоритетов для оцениваемых объектов: шкаловый, матрица балльных оценок и матрица парных отношений.
Первый способ возможен, если признаки заданы набором числовых параметров, которые подлежат предварительной обработке. Смысл такой обработки заключается в преобразовании результатов измерений в относительные коэффициенты (баллы) по выбранной экспертом балльной шкале. Градации балльной шкалы представляют собой ограниченный дискретный ряд чисел, отстоящих друг от друга на одинаковом расстоянии. В качестве значений шкалы чаще всего берут начальный отрезок натурального ряда. Различают два вида балльных оценок. Если оценка объектов производится по объективному критерию, и при этом имеются некоторые общепринятые эталоны, которые соответствуют градациям балльной шкалы и с которыми сравнивают оцениваемые объекты, то оценка относится к первому виду. При точной характеристике возможных отклонений от эталонов получаемые оценки можно рассматривать как количественные. Когда таких эталонов нет, и единственный объективный критерий оценки найти трудно, осуществляют балльную оценку второго вида. В этом случае нельзя говорить о количественности оценок и, следовательно, нельзя де лать какие-либо выводы из их соотношения. Именно такое положение наиболее характерно для балльной оценки.
В разработанной программе предусмотрено 6 наиболее широко используемых шкал: кубический сплайн, квадратный сплайн вогнутый и выпуклый, экспонента, логарифм и линейная функция. В основе алгоритма расчёта балльных шкал лежит ряд функций нормирования [13].
При использовании количественных оценок объектов возникает проблема принятия шкалы отношений. К типичной задаче относится перевод значений превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ (содержащихся в водах, почвах, атмосферном воздухе, растениях) в некоторый балл техногенной нагрузки. Очевидно, что зависимость между параметрами ПДК и состоянием природных объектов не является линейной. Такие же сложности возникают при балльной оценке механического нарушения геосистем, когда исходными характеристиками служат глубина дрен, площади и объемы выемок, параметры падения или подъема уровня поверхностных или грунтовых вод и т.д. При таких условиях оценивания состояния природных объектов необходимо модельное представление динамики их вещественного состава, ритмики теплового и водного режима, интенсивности развития эрозионных и др. процессов. В результате имитации последствий при различных параметрах воздействия на природную среду выявляется тип функции, отражающей зависимость между балльными оценками состояния геосистем и величинами, которыми используемая модель описывается. На основании определения характера такой зависимости и пороговых значений, выше которых объект приобретает новое качество, подбирается подходящий алгоритм, реализующий шкалу представления частного свойства.
Использование программных средств для систематизации информации и поддержки работы экспертных групп в процессе территориального планирования
Экспертный анализ является неотъемлемой составляющей процесса научных исследований с использованием методов математического моделирования и интерпретации их результатов на ЭВМ. Предлагаемая методика ГИС-картографирования для поддержки процесса территориального планирования непосредственно включает этапы экспертной оценки исходных данных и результатов ГИС - картографирования, как на отдельных этапах, так и при выборе оптимального конечного варианта территориального плана. Вместе с тем, очевиден дисбаланс возможностей современных средств ГИС моделирования по генерации значительного числа вариантов прогноза и возможности их эффективной экспертной оценки при ограничении времени, отведенного на принятие решения.
Процесс территориального планирования сопровождается генерацией значительного числа информационных документов (текстовых документов, таблиц, графиков, планов, карт и т.п.), представленных в электронном виде. Стандартные методы контекстного поиска эффективны только для текстовых документов. При поиске информации, содержащейся на картах, планах, графиках и в таблицах, такой метод не может быть использован. Поэтому в данной работе привлечена оригинальная технология систематизации данных, представленных в любой форме, указанием связи информационного документа с тем или иным классификатором.
Систематизация электронных материалов чаще всего ограничивается организацией в файловой системе большого количества целевых папок, где размещают исходные документы, рабочие наборы данных и результаты моделирования (крайне редко создается база данных однотипных документов определенной тематики). Такая систематизация не обеспечивает оперативного доступа к информационным документам по интересующей проблематике и осуществления целевых выборок по определенным критериям для их сопоставления (такая задача часто встает при экспертно-оценочном анализе). При реализации небольших проектов, в которых поиск и систематизацию необходимых материалов можно поручить одному или двум человекам, возможно, такая «файло - папочная» систематизация может быть достаточной. При территориальном же планировании в процесс создания могут быть вовлечены несколько организаций и десятки людей, занимающихся сбором, систематизацией и анализом необходимой информации.
Отсутствие связующего (интегрирующего) проблемно-ориентированного программного обеспечения, повышающего эффективность и производительность труда экспертов на этапах сбора, обработки, систематизации данных, существенно ограничивает область применения методик, предусматривающих интенсивное применение экспертных методов оценки результатов ГИС-моделирования, особенно при переходе от локальных групп специалистов к распределенным сообществам специализированных экспертных групп, объединенных через сеть Интернет. Соответственно необходима специальная «связующая» технология и программное обеспечение, ориентированное на поддержку «человеко-машинных» процедур систематизации и интерпретации информационных потоков в процессе территориального планирования, отвечающая следующим требованиям: систематизация любой информации, используемой в ходе проекта (текстовых документов, таблиц, графиков, планов, карт, космических снимков, слоев карт в ГИС и CAD, произвольных файлов данных), используя произвольный набор определяемых пользователем критериев возможность организации эффективного доступа и манипуляции данными, используемыми на разных этапах территориального планирования обеспечение взаимодействия с распространенными системами управления базами данных (СУБД), ГИС, CAD, офисными пакетами и коммуникационными программами возможность работы в локальных и глобальных сетях передачи данных наличие в составе системы средств настройки и программирования пользовательских приложений.
В связи с тем, что разработка программного обеспечения, отвечающего заданным требованиям, представляет сложную и ресурсоемкую задачу, было целесообразно провести поиск системы прототипа, максимально удовлетворяющей заданным требованиям и попытаться адаптировать ее для применения в рамках процесса территориального планирования.
При анализе информации о представленных на рынке программных средствах организации данных, документооборота, поиска и систематизации документов, а также управления информационными потоками, были сопоставлены (по заданным требованиям) более десятка систем. Из них отобрано три наиболее перспективных программных пакета предназначенных для управления информационными ресурсами: PersonalBrain (фирмы «The Brain Technologies Corp.», США) ContentSaver (фирмы «Macropool», Германия) Control (фирмы «ФАМ & К», Россия).
Программный пакет «Control» был выбран как наиболее перспективный в силу следующих причин: система имеет уникальный механизм ассоциативной систематизации произвольных данных в электронном виде и механизм осуществления многокритериальных выборок, что особенно ценно для проектов, отличающихся интенсивным применением экспертных методов оценки информации и принятия решений система изначально (в отличие от систем конкурентов) разрабатывалась не как законченный программный продукт, а как инструментальная среда быстрой разработки проблемно-ориентированных систем управления и систематизации информационных потоков
Создание графической и атрибутивной БД структурного плана развития прибрежной зоны Ломоносовского района
В качестве картографической основы подготовлены слои с детальностью элементов изображения, соответствующей масштабу 1:100 000 бумажной копии. Такой масштаб выбран, исходя из исходных бумажных картографических материалов, а также в связи с тем, что к реализации проекта привлечены иностранные участники. Процедура оцифровки и размещения этих данных в ГИС-проекте представляла собой последовательное выполнение следующих операций: - сканирование листов карты и формирование растровых файлов формата .tif; - «сшивка» в графическом редакторе отдельных листов карты в единое покрытие; - подключение TIF-покрытия к проекту ГИС; - привязка по опорным точкам в ГИС-оболочке ArcGIS; - оцифровка данных в ГИС-оболочке. База данных ГИС-проекта конструировалась как инструмент реализации различных процедур моделирования, и содержит три части: общая БД, БД графической информации (географическая основа, тематические слои) и БД атрибутивной информации к оцифрованным элементам тематического содержания. Первая часть - общая БД - создана в среде MS Access. Доступ к занесенной информации предусмотрен как в среде MS Access, так и в среде ГИС-оболочки ArcGIS.
Состав элементов содержания БД включает фактические показатели, отражающие социально-экономическое развитие объектов картографирования в натуральном и стоимостном выражении (см. приложение 3). Географическая привязка данных осуществлена по населенным пунктам. Кроме того, в БД включены возможности просмотра документов (программ, планов, проектов). Структура предусматривает отраслевое деление природопользовате лей и территориальное распределение «Планов развития», «Территориальных планов на перспективу» и конкретных проектов. Вторая часть - графическая БД - сформирована в ГИС-оболочке ArcGIS. Структура графической БД ориентирована на выборе единиц районирования, которые участвуют в сравнительном анализе в программном комплексе «Признак». Третья часть - БД атрибутивной информации. Структура БД атрибутивной информации составлена в соответствии с легендой исходных бумажных картографических материалов и заполнялась в процессе создания графической базы данных ГИС-проекта (приложения 1, 2). Исходные материалы представлены следующими картами: 1. Опорный план, 2. Земли, 3. Поверхностные воды, 4. Геологическая среда, 5. Лесная растительность, 6. Ландшафтные районы, 7. Воздушный бассейн, 8. Рекреационный потенциал, 9. Природно-ресурсный потенциал, 10. Эколого-хозяйственное зонирование, 11. Пространственное планирование, 12. Комплексная оценка экологического состояния, 13. Эколого-хозяйственные рекомендации. Табличные данные из других источников подключены в ГИС-оболочке ArcGIS при помощи процедур Join или Link и анализировались как самостоятельно, так и в совокупности с материалами других информационных слоев. Графические слои скомпонованы в следующие группы: Метод оценки природных ресурсов и социально-экономических условий природопользования основан на перечне показателей сводящихся к интегральным характеристикам, в качестве которых приняты уровень жизни населения, экологический риск и социально-экономическая предпочтительность. Для каждого обобщенного (синтетического) показателя определена структура частных свойств геосистем, используемых для его расчета. Такая структура и определяет набор необходимых исходных тематических слоев в геобазе данных. До настоящего времени картографирование экологических последствий природопользования отдельных территорий составлялись только в качественных градациях, что лишает разрабатываемые планы развития этих территорий должной обоснованности.
Для устранения этого недостатка следует принять единый показатель, имеющий количественное выражение. В качестве такого интегрального показателя мы предлагаем принять экологический риск природопользования. Многофакторность процесса, определяющего экологический риск природопользования для конкретной местности, обуславливает необходимость его оценки в ходе экспертно-оценочного анализа. Экологический риск (в количественном выражении) вычисляется на основе экспертного попарного сопоставления объектов оценки. При этом выстраивается дерево признаков, определяющих величину конечного показателя, одна из ветвей которого указывает на уязвимость геосистем, другая - на их ресурсный потенциал. Предложенный интегральный показатель при экспертно-оценочном картографировании использован в двух вариантах. Первый вариант основан на сопоставлении геосистем отдельных территориальных образований, второй - на сопоставлении промышленных сооружений.
