Симбиоз географии и информатики

В Институте географии им.Гасана Алиева (ИГ) НАНА завершились тренинги по географическим информационным системам (ГИС), которые были инициированы институтом и Азербайджанским географическим обществом. Мероприятие длилось две недели, а проводил их преподаватель Университета Маккуори (Австралия) профессор Али Акбар Расул. По словам директора института академика Рамиза Мамедова, современные технологии ГИС широко используются во многих областях.
Они также сохраняют лидирующие позиции в сборе и обработке информации и ее доставке пользователям, рассматриваются как постоянно обновляющаяся компьютерная система со специальным программным обеспечением для сбора, интеграции и анализа данных о поверхности.
Для масштабов малых и больших
Академик Р.Мамедов отметил, что в нашей стране широко распространены технологии ГИС, их теоретические проблемы изучаются и применяются на практике. Подчеркнув значимость изучения международного опыта применения этих технологий, ученый подчеркнул необходимость интенсификации исследований и подготовки высококвалифицированных кадров в этой области. С ним согласен и профессор Али Акбар Расул, отметивший, что необходимо усовершенствовать исследования в этой сфере. По его мнению, существует острая необходимость в анализе ГИС в области мониторинга окружающей среды, управления стихийными бедствиями и природными ресурсами, а также раннего обнаружения опасностей с помощью ГИС и предотвращения стихийных бедствий.
С развитием интернет-технологий геоинформационные системы приобретают большое значение как для личного пользования, так и для предприятий большого масштаба. При этом ГИС сейчас обеспечиваются современными программными средствами, а техническая поддержка осуществляется с разных точек - начиная от программ для рисования и проектирования схем и заканчивая снимками со спутниковых тарелок.
Целью этих проектов является ряд действий с пространственными данными: их сбор путем фотографий с разных источников, хранение на разных носителях, аккумуляция и последующая передача, анализ, уточнение, корректировка изменений, двухмерная и трехмерная визуализация. А обеспечивает развитие технологий геоинформатика - симбиоз географии и информатики.
Плюсы и преимущества создания геоинформационных систем с помощью программного обеспечения эксперты видят в большом аналитическом ресурсе, множестве инструментов для обработки и использовании сведений, легком восприятии данных пользователей (наглядность изображения), автоматизированных сводках и отчетах по выбранным параметрам, расшифровке информации, полученной из аэро- и спутниковой съемки, значительной экономии временных, денежных затрат и трудовых ресурсов из-за свободного доступа, возможности удаленного и оперативного создания 3D-модели любого объекта, автоматическом вводе данных, а также сборке отчетов в виде таблиц или диаграмм, определении присутствия или отсутствия в рамках заданных координат построек, изучении геопространственных сведений - плотности населения, количества производственных зданий на процент жилых помещений и проч.
Незаменимы геоинформационные системы и при проведении природоохранных мероприятий - мониторинге экологии, управлении ресурсами, всеми участками природы, добыче горной руды, разработке месторождений, аналитике возможных чрезвычайных ситуаций.
Сегодня в индустриально развитых странах сельское хозяйство поставлено на промышленную основу. Это означает не только использование мощной сельскохозяйственной техники, передовых агрономических методов и высокоэффективных химикатов, но и привлечение самых современных компьютерных технологий. В промышленности компьютеры не просто повысили эффективность производства, они, по сути, совершили вторую промышленную революцию, обеспечив небывалые доселе рост эффективности производства, повышение качества продукции и снижение себестоимости.
Для точного анализа
В сельском хозяйстве внедрение компьютерной техники несколько отстало от промышленности, однако сегодня мы можем наблюдать массовое внедрение компьютерных технологий в сельское хозяйство многих развитых стран. Более подробно об этом участникам тренингов, в которых принимают участие педагоги и ученые из ряда научно-образовательных учреждений страны, рассказал Яшар Насибов - сотрудник институтского отдела геоинформатики и картографии, который играет особую роль в организации тренингов и реализации программы ArcGIS.
По словам ученого, сами по себе компьютеры и программное обеспечение, конечно, не могут заменить традиционные сельскохозяйственные инструменты, но они могут дать очень ценную информацию по их оптимальному использованию. Уже классическими примерами, продолжил он далее, стали выдаваемые специальными программами подсказки сроков, мест и объемов внесения удобрений, ядохимикатов, управление ирригацией и т.п. «Решение таких задач, - поделился он, - требует наличия довольно большого объема исходных данных, получение которых составляет основную часть стоимости использования информационных технологий в сельском хозяйстве. Обусловлено это тем, что необходимо собирать и вести информационные базы данных по большим площадям на значительном временном протяжении. Только актуальность, точность и полнота исходных данных могут обеспечить эффективное применение информационных технологий в сельском хозяйстве».
Особенность использования информационных технологий в сельском хозяйстве состоит в том, что практически все используемые данные имеют пространственную (географическую) привязку. И если мы хотим, например, проанализировать распределение увлажнения почвы совместно с урожайностью, то и те, и другие данные должны находиться в одной системе координат и иметь необходимую координатную точность. Обрабатывать же такие данные могут только программы, специализированные на работе с пространственной информацией, а именно ГИС, по сути - объединение электронных карт, баз данных и средств их ведения и анализа. Возможности и гибкость этих систем обеспечивают их применимость как в масштабах всей страны, так и на уровне отдельного фермерского хозяйства. И именно так эти системы используются сегодня.
Геоинформационные системы позволяют анализировать различные факторы. Например, средства топографического анализа позволяют строить на основе цифровых моделей рельефа карты экспозиций склонов, величин уклонов, определять коэффициенты инсоляции, средства гидрологического моделирования - определять направления и интенсивность поверхностного стока, формируя основу для оценки воздействия аграрной деятельности на окружающую среду. На основе топографического анализа и карт почв возможно построение карт эрозионного потенциала. В общем, аналитические средства ГИС позволяют решать огромное количество задач повышения устойчивости сельскохозяйственного производства и снижения его затратности.
Развитые возможности анализа и высокая мощность современных компьютеров привели к возникновению в развитых странах так называемого «точного» сельского хозяйства, при котором собираются данные и анализируется эффективность сельскохозяйственного производства по очень малым участкам, а собранная по ним статистика позволяет наиболее полно учесть вариации характеристик почв, гидрологического режима и других показателей. На основе такого анализа для каждого микро­поля предлагаются оптимальные режимы ирригации, внесения удобрений и ядохимикатов, проведения других работ, и даже организации специфического севооборота.
Исследуя энергию ветра и Солнца
Огромная популярность этой методики обусловлена ее высокой эффективностью в то время, как все другие методики уже практически исчерпали свой потенциал повышения урожайности и качества продукции. Обработка же и анализ данных, используемые в данном подходе, просто немыслимы без компьютеров и геоинформационных систем, - только они обеспечивают на сегодня необходимый уровень функциональных возможностей.
Трудно переоценить роль ГИС и в исследованиях по широкому внедрению альтернативных источников энергии - ветра и Солнца, которые Институт географии НАНА ведет не первый год. Научные исследования ведутся в рамках проекта «Распределение солнечной и ветряной энергии на территории Азербайджана, количественная оценка в геоинформационной системе (ГИС)», программа реализуется при технической поддержке ЮНЕСКО, у которой институт выиграл грант.
Как рассказал корреспонденту газеты «Каспiй» руководитель проекта академик Рамиз Мамедов, во время работы была разработана и проведена оценка математической модели расчета поступающей солнечной радиации в различных оптических условиях атмосферы на территории страны. «Математическая модель, позволяющая оценивать воздействие теней, образуемых рельефом местности, на солнечное излучение, - пояснил он, - уже испытана в выбранных точках горных долин Азербайджана. Кроме того, на основе геоинформационных систем создаются карты солнечной и ветряной энергии, проводится оценка статистической информации о ветрах, ведь геоинформационные системы - это особый класс информационных систем, построенных с учетом закономерностей геоинформатики и методов, применяемых в этой науке. Одна из особенностей ГИС и геоинформационных технологий состоит в том, что они становятся элементами информатизации общества. Не случайно же в проекте заняты геофизик, математик и географ».
Стоит ли говорить о чрезвычайной важности ГИС в нефтегазовом комплексе - с его геологоразведкой и полевыми изыскательными работами, мониторингом технологических режимов работы нефте- и газопроводов, проектированием магистральных трубопроводов, моделированием и анализом последствий аварийных ситуаций, а также экологии. В последней сфере они просто незаменимы при оценке и мониторинге состояния природной среды, моделировании экологических катастроф и анализе их последствий, планировании природоохранных мероприятий и т.д.
И, безусловно, без ГИС не обошлось и при исследовании геологических процессов, которые в последние дни заметно активизировались в нашей стране и стали причиной появления новых оползневых зон. В связи с этим по государственному заказу на данных территориях несколько лет назад были начаты работы по геологическому анализу - например, на территории поселка Масазыр и Гянджинского проспекта столицы.
Не менее интересной была и презентация на семинаре концепции инфраструктуры пространственных информаций, а также платформы WebGIS - полнофункциональной геоинформационной системы, пользователи которой могут просматривать, редактировать и анализировать пространственные данные в обычном веб-браузере в режиме реального времени. Презентацию провели Яшар Насибов и ведущий специалист по инфраструктуре пространственных данных и систем географической информации Института окружающей среды при Женевском университете Янис Гигоз.
Отметим, что семинар проводился в рамках исполнения распоряжения главы государства от 28 декабря прошлого года, касающегося правил формирования и интеграции пространственных знаний Азербайджана.
Галия AЛИEВА