Application des technologies de télédétection et de traitement des données SIG dans les établissements d'enseignement supérieur. Systèmes d'information géographique et télédétection Fourniture de données de télédétection

N.B. Yaldygina

Les dernières années ont été marquées par le développement et la diffusion rapides des technologies de télédétection (ERS) et de géoinformation. Les images satellite sont activement utilisées comme source d'information pour résoudre des problèmes dans divers domaines d'activité : cartographie, administration municipale, foresterie et agriculture, gestion de l'eau, inventaire et surveillance de l'état des infrastructures de production et de transport pétroliers et gaziers, évaluation des conditions environnementales. , recherche et prévision des gisements minéraux, etc. Les systèmes d'information géographique (SIG) et les géoportails sont utilisés pour analyser les données afin de prendre des décisions de gestion.

En conséquence, la tâche consistant à introduire activement les technologies de télédétection et de SIG dans le processus éducatif et les activités scientifiques est devenue très urgente pour de nombreux établissements d'enseignement supérieur. Auparavant, l'utilisation de ces technologies était exigée avant tout par les universités formant des spécialistes dans le domaine de la photogrammétrie et des SIG. Cependant, au fur et à mesure que les technologies de télédétection et de SIG ont été intégrées à divers domaines d'activité appliqués, leur étude est devenue nécessaire pour un éventail beaucoup plus large de spécialistes. Les universités dispensant une formation dans des spécialités liées à la foresterie et à l'agriculture, à l'écologie, à la construction, etc. exigent désormais également que les étudiants soient formés aux bases de la télédétection et des SIG, afin que les futurs diplômés soient familiarisés avec les méthodes avancées de résolution de problèmes appliqués dans leur spécialité. .

Au stade initial, un établissement d'enseignement envisageant de former des étudiants aux sujets de télédétection et de SIG doit résoudre un certain nombre de problèmes :

• Achetez des logiciels et du matériel spécialisés.
• Achetez un ensemble de données de télédétection qui sera utilisé pour la formation et les travaux scientifiques.
• Organiser le recyclage des enseignants sur les questions de télédétection et de SIG.
• Développer des technologies qui permettront de résoudre des problèmes appliqués correspondant à la spécialisation de l'université/du département en utilisant des données de télédétection.

Sans une approche réfléchie et systématique, la résolution de ces problèmes peut nécessiter du temps et des coûts matériels importants de la part de l'université. Le moyen le plus simple et le plus efficace de surmonter les difficultés est d'interagir avec des entreprises qui fournissent tous les logiciels et matériels nécessaires à la mise en œuvre des technologies de télédétection et de SIG et qui ont l'expérience dans la mise en œuvre de projets pour divers secteurs de l'économie nationale.

Une approche intégrée de la mise en œuvre des technologies de télédétection et SIG dans une université sera proposée par la société Sovzond, qui propose une gamme complète de services, allant de la fourniture de logiciels et de matériel, leur installation et configuration, à la fourniture de systèmes à distance. données de détection, formation de spécialistes et développement de solutions technologiques. La base de la solution proposée est le Centre de traitement des données de télédétection de la Terre (ERDC).

Qu’est-ce que TsODDZZ ?

Il s'agit d'un ensemble d'outils et de technologies logiciels et matériels conçus pour recevoir, traiter et analyser des données de télédétection et utiliser des informations géospatiales. TsODDSZ vous permet de résoudre les tâches principales suivantes :

• Obtention de données de télédétection (images satellite).
• Traitement primaire des images spatiales, préparation à l'interprétation automatisée et interactive, ainsi qu'à la présentation visuelle.
• Analyse automatisée approfondie des données de télédétection pour la préparation d'une large gamme de matériaux cartographiques analytiques sur divers sujets, détermination de divers paramètres statistiques.
• Préparation de rapports analytiques et de supports de présentation basés sur des données d'imagerie satellite.

L'élément clé du centre d'acquisition de données est constitué de logiciels et de matériels spécialisés dotés de nombreuses fonctionnalités permettant de travailler avec des données de télédétection et de SIG.

Logiciel TsODDZZ

Le logiciel inclus dans TsODDZZ est conçu pour effectuer les travaux suivants :

Traitement photogrammétrique des données de télédétection (correction géométrique des images, construction de modèles numériques de terrain, création de mosaïques d'images, etc.). Il s'agit d'une étape nécessaire dans le cycle technologique global de traitement et d'analyse des données de télédétection, garantissant que l'utilisateur reçoit des informations précises et à jour.

Traitement thématique des données de télédétection (interprétation thématique, analyse spectrale, etc.). Fournit l'interprétation et l'analyse des images satellite dans le but de créer des cartes et des plans thématiques et de prendre des décisions de gestion.

Analyse et cartographie SIG (analyse de données spatiales et statistiques, préparation de cartes, etc.). Fournit l'identification des modèles, des relations, des tendances des événements et des phénomènes du monde environnant, ainsi que la création de cartes pour présenter les résultats sous une forme conviviale.

Donner accès à l'information géospatiale via Internet et Intranet (organisation du stockage des données, création la toile- services avec fonctions d'analyse SIG pour les utilisateurs de réseaux internes et externes). Permet d'organiser l'accès des utilisateurs depuis le réseau interne et Internet aux informations sur un sujet donné pour un certain territoire (images satellite, cartes vectorielles, informations d'attributs).

Dans le tableau La figure 1 montre le schéma d'utilisation du logiciel proposé par Sovzond, qui permet de mettre pleinement en œuvre tous les types de travaux répertoriés.

Tableau 1. Diagramme d'utilisation du logiciel

Type de travail	Produits logiciels	Fonctionnalité de base
Traitement photogrammétrique des données de télédétection	Ligne INPHO de Trimble INPHO	Triangulation aérienne automatisée pour tous les types de séquences obtenues à partir d'appareils photo analogiques et numériques Construction de modèles numériques d'élévation (MNE) de haute précision à partir de photographies aériennes ou spatiales, contrôle qualité et édition des MNE Orthorectification des données de télédétection Création de revêtements en mosaïque de couleurs synthétisées à partir d'images obtenues à partir de différents satellites Vectorisation d'objets de terrain à l'aide de paires stéréo d'images aériennes et satellites
		Visualisation des données de télédétection Correction géométrique et radiométrique Création de DEM basés sur des images stéréo Création de mosaïques
Traitement thématique des données de télédétection	Ligne ENVI d'ITT VIS	Interprétation et classification interactives Amélioration interactive des images spectrales et spatiales Calibrage et correction atmosphérique Analyse de la végétation à l'aide d'indices de végétation (NDVI) Obtention de données vectorielles pour l'exportation vers un SIG
Analyse et cartographie SIG	Gamme ArcGIS Desktop (ESRI Inc.)	Création et édition de données spatiales basées sur une approche orientée objet Création et conception de cartes Analyse spatiale et statistique des géodonnées Analyse de cartes, création de rapports visuels
Fournir un accès à des informations géospatiales via Internet	Famille ArcGIS Server (ESRI Inc.)	CGestion centralisée de toutes les données spatiales et services de cartographie Création d'applications Web avec fonctionnalité SIG de bureau

Pour les établissements d'enseignement supérieur, la société Sovzond propose des conditions avantageuses pour la fourniture de logiciels. Le coût des licences individuelles pour une université est réduit de deux fois ou plus par rapport aux licences commerciales. De plus, des ensembles spéciaux de licences sont fournis pour l'équipement des salles de classe (tableau 2). Le coût d'un package de licences pour une formation de 10 postes ou plus est généralement comparable au coût d'une seule licence commerciale. Le tableau ci-dessous décrit les packages de licences fournis par différents fournisseurs de logiciels.

Tableau 2. Licences logicielles

De nombreuses universités russes ont déjà une expérience positive dans l'utilisation des produits logiciels d'ITT VIS, ESRI Inc., Trimble INPHO dans le cadre de leurs activités éducatives et scientifiques. Parmi eux figurent l'Université d'État de géodésie et de cartographie de Moscou (MIIGAiK), l'Université forestière d'État de Moscou (MGUL), l'Université technique d'État de Mari (MarSTU), l'Académie géodésique d'État de Sibérie (SSGA), etc.

Matériel TsODDZZ

Le matériel TsODDZZ comprend des moyens techniques avancés qui permettent à un établissement d'enseignement supérieur d'organiser un processus de recherche et d'enseignement et de mettre en œuvre diverses méthodes de travail avec l'information et le public étudiant. Le matériel est sélectionné en tenant compte de l'ampleur des travaux prévus, du nombre d'étudiants formés et d'un certain nombre d'autres facteurs. Le data center peut être déployé sur la base d'un ou plusieurs locaux et comprendre par exemple une salle de classe, un laboratoire de télédétection et une salle de réunion.

Les équipements suivants peuvent être utilisés dans le cadre du centre de protection des données :

• Postes de travail pour l'installation de logiciels spécialisés (dans les salles de classe et les départements).
• Serveurs pour organiser le stockage et la gestion des données géospatiales.
• Murs vidéo pour l'affichage et la visualisation collective d'informations (Fig. 1).
• Systèmes de visioconférence pour l'échange d'informations audio et vidéo en temps réel entre utilisateurs distants (situés dans des pièces différentes).

Riz. 1. Salle de classe avec mur vidéo

Ces outils constituent non seulement une plate-forme matérielle productive pour effectuer des processus de traitement des données de télédétection, mais permettent également une interaction efficace entre les groupes d'utilisateurs. Par exemple, un système de vidéoconférence et un système matériel et logiciel TTS peuvent assurer la transmission en temps réel de données préparées par des spécialistes du laboratoire et d'images vidéo directement sur un écran dans une salle de réunion.

Fourniture de données de télédétection

Lors du déploiement d'un centre de données de télédétection, l'un des enjeux importants est l'acquisition d'un ensemble de données de télédétection provenant de différents satellites, qui serviront à former les étudiants et à réaliser divers projets thématiques. La société Sovzond interagit avec des sociétés leaders exploitant des satellites de télédétection et fournit les données numériques reçues des engins spatiaux WorldView-1, WorldView-2, GeoEye-1, QuickBird, IKONOS, Resurs-DK1, RapidEye, ALOS, SPOT, TerraSAR -X, RADARSAT- 1,2, etc

Il est également possible de déployer à l'université un complexe de réception au sol, créé avec la participation de l'Agence spatiale fédérale (Roscosmos), permettant la réception directe des données des Resurs-DK1, AQUA, TERRA, IRS-1C, IRS- 1D, CARTOSAT-1 (IRS-P5), RESOURCESAT-1 (IRS-P6), NOAA, RADARSAT-1,2, COSMO-SkyMed 1-3, etc. De plus, dans le cas du déploiement de DSDSRS , la société Sovzond fournit à l'établissement d'enseignement un ensemble gratuit de données de télédétection provenant de plusieurs satellites, présentant des caractéristiques différentes (résolution spatiale, plage spectrale, etc.), qui peuvent être utilisées comme échantillons de test pour l'enseignement aux étudiants.

Le déploiement du Centre de télédétection de la Terre dans un établissement d'enseignement supérieur nous permet de résoudre le problème de l'introduction des technologies de télédétection et de SIG dans les activités scientifiques et éducatives de l'université et de former des spécialistes dans un domaine relativement nouveau et pertinent. .

TsODDZZ est un système flexible et évolutif. Au stade initial de la création, le centre de données peut être un petit laboratoire ou même des postes de travail séparés dotés d'une fonctionnalité de traitement des données de télédétection. À l'avenir, il est possible d'étendre le centre d'acquisition de données à la taille de grands laboratoires et centres de formation, dont les activités ne se limitent pas à l'enseignement aux étudiants, mais impliquent également la mise en œuvre de projets commerciaux basés sur des données de télédétection et la fourniture de services d'information aux internautes.

Un trait caractéristique du processus actuel d’introduction des technologies de géoinformation est l’intégration des systèmes existants dans des structures d’information plus générales nationales, internationales et mondiales. Tout d’abord, regardons des projets qui ne sont même pas très récents. À cet égard, l'expérience de développement de programmes et de projets d'information mondiaux dans le cadre du Programme international géosphère-biosphère « Changements globaux » (IGBP), mis en œuvre depuis 1990 et a eu une grande influence sur l'évolution des évolutions géographiques et environnementales. travail à l'échelle mondiale, régionale et nationale [V. M. Kotlyakov, 1989]. Parmi les différents projets de géoinformation internationaux et nationaux de grande envergure, dans le cadre de l'IGBP, nous citerons seulement la Base de données mondiale de ressources d'information - GRID. Il a été créé au sein de la structure du Système de surveillance de l'environnement (GEMS) créé en 1975 sous les auspices du Programme des Nations Unies pour l'environnement (PNUE). GEMS consistait en des systèmes de surveillance mondiaux gérés par diverses organisations des Nations Unies, par exemple l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), l'Organisation météorologique mondiale (OMM), l'Organisation mondiale de la santé (OMS), des syndicats internationaux et des pays individuels impliqués dans des programmes à des degrés divers. . Les réseaux de surveillance sont organisés en cinq blocs liés au climat, à la santé humaine, à l'environnement océanique, aux polluants se déplaçant à longue distance et aux ressources naturelles renouvelables. Chacun de ces blocs est caractérisé dans l'article [A. M. Trofimov et al., 1990]. La surveillance liée au climat a fourni des données déterminant l'impact des activités humaines sur le climat de la Terre, notamment dans deux domaines liés aux travaux du réseau de surveillance de la pollution atmosphérique de fond et de l'Inventaire glaciologique mondial. Le premier concerne l'établissement des tendances de la composition atmosphérique (évolution de la teneur en dioxyde de carbone, ozone, etc.), ainsi que des tendances de la composition chimique des précipitations atmosphériques. Le Réseau de surveillance de la pollution atmosphérique de fond (BAPMON) a été créé par l'OMS en 1969 et est soutenu par le PNUE dans le cadre du GEMS depuis 1974. Il comprend trois types de stations de surveillance : de base, régionales et régionales avec un programme étendu. Les données sont communiquées mensuellement à un centre de coordination situé à l'Agence intergouvernementale de protection de l'environnement (EPA) (Washington, États-Unis). Depuis 1972, les données ainsi que les documents de l'OMM et de l'EPA sont publiés chaque année. L'inventaire glaciologique mondial est associé à l'UNESCO et à son Ecole Polytechnique Fédérale Suisse. Les informations qu'ils collectent sont très importantes, car les fluctuations des masses glaciaires et neigeuses donnent un aperçu de l'évolution de la variabilité climatique. Le programme de surveillance de la pollution due aux transports à longue distance est mis en œuvre conjointement avec les travaux de la Commission économique pour l'Europe (CEE) et de l'OMM. Des données sont collectées sur les précipitations contaminées (en particulier les oxydes de soufre et leurs produits transformés, généralement associés aux pluies acides) en relation avec le mouvement des masses d'air des sources de pollution vers des objets individuels. En 1977, la CEE, en collaboration avec le PNUE et l'OMS, a formulé un programme commun de surveillance et d'évaluation du transport à longue distance de la pollution atmosphérique en Europe (Programme européen de surveillance et d'évaluation). La surveillance de la santé humaine collecte des données sur la qualité de l'environnement mondial, le rayonnement, les changements dans les niveaux de rayonnement ultraviolet (conséquence de l'appauvrissement de la couche d'ozone), etc. Ce programme GEMS est largement associé aux activités de l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Une surveillance conjointe de la qualité de l'eau a été entreprise par le PNUE, l'OMS, l'UNESCO et l'OMM. L'accent est mis ici sur les eaux des rivières, des lacs, ainsi que sur les eaux souterraines, c'est-à-dire celles qui constituent la principale source d'approvisionnement en eau des populations, pour l'irrigation, certaines industries, etc. La surveillance de la contamination alimentaire dans le cadre du GEMS existe depuis 1976 en collaboration avec l'OMS et la FAO. Les données sur les produits alimentaires contaminés fournissent des informations sur la nature de la propagation de la contamination, qui, à leur tour, servent de base aux décisions de gestion à différents niveaux. La surveillance du milieu océanique a été envisagée sous deux aspects : la surveillance du large océan et des mers régionales. Les activités du Programme de surveillance des ressources terrestres renouvelables reposent sur une préférence pour le suivi des ressources des terres arides et semi-arides, de la dégradation des sols et des forêts tropicales. Le système GRID lui-même, créé en 1985, est un service d'information qui fournit des données environnementales aux organisations de gestion des Nations Unies, ainsi qu'à d'autres organisations internationales et gouvernements. La fonction principale de GRID est de rassembler les données, de les synthétiser afin que les planificateurs puissent rapidement assimiler le matériel et le mettre à la disposition des organisations nationales et internationales prenant des décisions susceptibles d'affecter l'état de l'environnement. Lors de son développement à grande échelle au tournant du siècle, le système a été mis en œuvre comme un réseau mondial organisé hiérarchiquement, comprenant des centres régionaux et des nœuds au niveau national, avec un échange de données étendu. GRID est un système dispersé (distribué) dont les nœuds sont connectés par télécommunications. Le système est divisé en deux centres principaux : GRID-Control, situé à Nairobi (Kenya) et GRID-Processor à Genève (Suisse). Le centre, situé à Nairobi, supervise et gère les activités de GRID dans le monde entier. GRID-Processor s'occupe de l'acquisition, de la surveillance, de la modélisation et de la distribution des données. Parmi les enjeux mondiaux, le Centre de Genève participe actuellement à la publication de la série de publications GEO (Global Environment Outlook), à l'élaboration de stratégies et à l'alerte précoce sur diverses menaces, notamment sur la biodiversité (notamment dans le cadre des activités du la nouvelle division DEWA - Division d'Alerte Précoce et d'Evaluation), et l'utilisation des SIG pour l'utilisation rationnelle des ressources naturelles, des recherches spécifiques, principalement pour l'Afrique francophone, l'Europe centrale et orientale, la Méditerranée, etc. deux centres mentionnés ci-dessus, le système comprend 12 autres centres situés au Brésil, en Hongrie, en Géorgie, au Népal, en Nouvelle-Zélande, en Norvège, en Pologne, en Russie, aux États-Unis, en Thaïlande, en Suède et au Japon. Leur travail est également mené à l'échelle mondiale, mais dans une certaine mesure, il est spécialisé par région. Par exemple, le centre GRID-Arendal (Norvège) met en œuvre un certain nombre de programmes dans l'Arctique, tels que l'AMAP - Arctic Monitoring and Assessment Programme, la région de la mer Baltique (BALLERINA - projets SIG pour des applications environnementales à grande échelle), etc. Malheureusement , les activités du centre GRID de Moscou sont peu connues, même des spécialistes. Parmi les exemples de coopération internationale pour la création de grandes bases de données, le système d'information de la Communauté économique européenne CORINE (Informations coordonnées sur l'environnement dans la Communauté européenne) mérite l'attention. La décision de sa création a été prise en juin 1985 par le Conseil de la Communauté européenne, qui lui a fixé deux objectifs principaux : évaluer le potentiel des systèmes d'information de la communauté en tant que source d'étude de l'état de son environnement naturel et assurer la stratégie environnementale. des pays de l'UE dans des domaines prioritaires, notamment la protection des biotopes, l'évaluation de la pollution atmosphérique résultant des émissions locales et du transport transfrontalier, une évaluation globale des problèmes environnementaux dans la région méditerranéenne. À ce jour, le projet est terminé, mais il existe des informations sur la possibilité de son expansion future dans les pays d'Europe de l'Est. Parmi les projets nationaux, je voudrais naturellement citer les exemples russes, même s’il faut ici immédiatement reconnaître que ce n’est pas la position la plus avancée au monde. Ainsi, au début des années 90, les possibilités de connecter l'URSS d'alors pour travailler dans le cadre du système mondial de ressources naturelles GRID UNEP ont été activement explorées. Nous n'indiquerons qu'une des initiatives de cette époque dans le cadre des activités du ministère des Ressources naturelles et de la Protection de l'environnement de la Fédération de Russie - le projet de création du Système national d'information sur l'environnement (SEIS), la phase initiale de qui a été développé au sein de l'ancien Comité d'État pour la protection de la nature de l'URSS. Il était prévu que le GEIS soit constitué de bases de données durables ; bases de données obtenues lors d'expériences sous-satellites et de mesures de contrôle (apparemment, stockage temporaire) ; une base de données d'un sous-ensemble de données nécessaires aux consommateurs pour effectuer des travaux de recherche, et d'un réseau d'information reliant les composants du système aux centres de contrôle d'observation et aux bases de données d'autres systèmes, y compris internationaux. Le champ d'application du GEIS, tel que conçu par les concepteurs, a été divisé selon les principales catégories suivantes : 1) contrôle environnemental (pour déterminer l'état de l'environnement) ; 2) surveillance environnementale (pour analyser les changements environnementaux) ; 3) modélisation (pour l'analyse de cause à effet). Le GEIS en général était censé être un système informatique dans lequel la principale source d'information était constituée de bases de données détaillées de données géographiques sur l'état de l'environnement : images, données de contrôle opérationnel, données d'observation statistique, séries de cartes (géologiques, pédologiques, climatique, végétation, occupation du sol, infrastructures, etc.). Le traitement conjoint de ces informations constitue une voie directe vers la modélisation environnementale. L'objectif principal du GEIS prévu était de développer une technologie de gestion de bases de données, combinant des ensembles de données environnementales existant dans de multiples formats et provenant de différentes sources. Les données du GEIS doivent avoir été reçues dans les domaines suivants : géosphère (y compris les coquilles terrestres - atmosphère, hydrosphère, lithosphère, biosphère) et technosphère ; ressources naturelles matérielles (énergie, minéraux, eau, terre, forêt, etc. ), ainsi que leur utilisation ; changement climatique; état des technologies de production; indicateurs économiques en gestion environnementale; stockage et traitement des déchets ; indicateurs sociaux, médico-biologiques, etc., prévoyant naturellement la possibilité d'une synthèse ultérieure d'indicateurs. À certains égards, ce programme ressemblait à la méthodologie utilisée dans le système UNEP GRID. Parmi les programmes au niveau fédéral, il convient de mentionner le projet SIG de l'OGV (Autorités gouvernementales), qui a commencé à être mis en œuvre dans la vie réelle au niveau régional (voir ci-dessous) ou transformé pour d'autres besoins, par exemple l'objectif fédéral programme « Russie électronique » (2002 - 2010) qui a commencé à être mis en œuvre . À titre d'exemple de systèmes complexes, nous citons le développement du « Développement durable de la Russie » [V.S. Tikunov, 2002]. Une caractéristique de sa structure est le lien étroit entre les blocs sociopolitiques, économiques (production), ressources naturelles et environnement. De manière générale, ils caractérisent des socioécosystèmes de différents rangs territoriaux. Pour tous les sujets thématiques, il est possible de caractériser la hiérarchie de leurs évolutions - du niveau global au niveau local, en tenant compte des spécificités de représentation des phénomènes aux différentes échelles de leur manifestation. Ici, le principe de l'hypermédia du système est mis en œuvre, lorsque les histoires sont reliées par des connexions associatives (sémantiques), par exemple, les histoires d'un niveau hiérarchique inférieur affichent non seulement une histoire thématique à une échelle appropriée, mais aussi, pour ainsi dire, révèlent , dépliez-le et détaillez-le. Au plus haut niveau de la hiérarchie, une section « La place et le rôle de la Russie dans la résolution des problèmes mondiaux de l'humanité » a été créée. Les cartes du monde de cette section sont conçues pour afficher les réserves, ainsi que l'équilibre de la production et de la consommation par l'humanité des types de ressources naturelles les plus importants ; dynamique de croissance démographique; indice de charge anthropique ; la contribution de la Russie et d'autres pays à la situation environnementale planétaire, etc. Des anamorphoses, des diagrammes, des graphiques, des textes explicatifs et des tableaux devraient montrer le rôle de la Russie dans la résolution des problèmes mondiaux modernes de l'humanité. Il est utile de comparer les régions de la Russie et des pays étrangers lorsqu’elles sont considérées comme un ensemble d’informations unique. À ces fins, des classements multidimensionnels ont été utilisés sur la base de complexes d'indicateurs comparables, qui, selon certaines caractéristiques intégrales, répartissent les régions russes du niveau de l'Autriche (Moscou) au Nicaragua (République de Touva). Un exemple de caractéristiques de santé publique est présenté dans la Fig. 24 couleurs sur Il montre les caractéristiques de la santé publique dans les pays du monde et dans les régions de Russie, mais de la même manière, les histoires peuvent se poursuivre jusqu'au niveau municipal. Les sections au niveau fédéral constituent le noyau principal du système. A côté de nombreux récits originaux, une description assez complète de toutes les composantes du système « nature-économie-population » est donnée, en mettant l'accent sur la nature des changements en cours. Les blocs se terminent par des évaluations intégrales de la durabilité sociodémographique, de la durabilité du développement économique, de la durabilité de l'environnement naturel face aux influences anthropiques et de quelques autres sujets généralisants, exprimés quantitativement. L'indice de bien-être économique durable et l'indice de développement humain, ainsi que l'indice de durabilité environnementale, de progrès réel, de « planète vivante », d'« empreinte écologique », etc. sont largement connus sous le nom de caractéristiques intégrales [Indicateurs... , 2001]. Mais même lorsqu'on se tourne vers des sujets particuliers, sans parler de caractéristiques complexes, la tâche n'est pas seulement de montrer l'état réel, mais de souligner les schémas de développement des phénomènes, de les montrer sous différents angles. A titre d'exemple, soulignons les caractéristiques des campagnes électorales organisées en Russie depuis 1991. Ainsi, en plus des graphiques traditionnels montrant les vainqueurs des campagnes électorales et le pourcentage de voix exprimées pour un candidat ou un parti particulier, des indices intégraux de contrôlabilité territoriale sont présentés [V.S. Tikunov, D.D.Oreshkina, 2000] et la nature de leurs évolutions d'une campagne électorale à l'autre (Fig. 2S couleur dessus). Un autre exemple d'approche non traditionnelle est la combinaison de caractéristiques typologiques et évaluatives, telles que l'évaluation de la santé publique avec les types de causes de mortalité dans la population (Fig. 26, couleur). La section hiérarchiquement inférieure du système est le bloc « Modèles de transition des régions russes vers le développement durable ». Comme dans d'autres sections de l'Atlas, le contenu principal de toutes les branches de ce bloc vise à identifier les composantes environnementales, économiques et sociales du développement durable des territoires. Vous trouverez ici des exemples des caractéristiques de la région du Baïkal, de la région d'Irkoutsk, de la région administrative d'Irkoutsk et d'Irkoutsk. Lors de la caractérisation de la région, elle sera analysée, d'une part, comme partie intégrante d'une entité plus vaste - l'État, d'autre part - comme une intégrité autosuffisante (dans certaines limites), capable de s'auto-développer sur la base de ressources disponibles. Sur la base des cartes créées, il est prévu d'élaborer des propositions pour la stratégie de développement et l'activité innovante de la région et de ses territoires. Une typologie de toutes les régions de Russie a été réalisée et des représentants typiques de différents groupes (industriels, agricoles, etc.) ont été identifiés. Il est prévu de créer plusieurs branches régionales du système, représentant différents types de territoires du pays, notamment pour l'Okrug autonome de Khanty-Mansiysk. Ici, vous devez faire attention au principe d'un système de blocs, car des blocs logiques individuels peuvent être modifiés, reconstitués ou étendus sans modifier la structure de l'ensemble du système. Les sujets liés au développement durable nécessitent la prise en compte obligatoire de presque tous les sujets thématiques en dynamique, qui est mise en œuvre conformément au principe d'évolution et de dynamisme du système d'information de l'Atlas. Fondamentalement, ce sont des caractéristiques de phénomènes sur des périodes ou des années de base. Pour un certain nombre de sujets, plusieurs animations thématiques ont été développées pour une analyse rétrospective : « Changements dans les terres arables et le couvert forestier des régions russes au cours des 300 dernières années », « Croissance du réseau de villes en Russie », « Dynamique de la population densité en Russie, 1678-2011 », « Développement de l'industrie métallurgique en Russie aux XVIIIe et XXe siècles ». et « Développement du réseau ferroviaire (croissance et électrification), XIX-XX siècles », qui constituent la première étape de la préparation d'une animation complexe « Développement de l'industrie et des transports » en Russie. L'application la plus importante du système est. l'élaboration de scénarios pour le développement du pays et de ses régions. Dans ce cas, le principe de multivariance est mis en œuvre, lorsque l'utilisateur final se voit proposer un certain nombre de solutions qui l'intéressent, par exemple des scénarios optimistes, pessimistes et autres. Et plus ces scénarios sont complexes, plus le besoin d'intellectualisation du système se fait sentir, lorsque les systèmes experts et l'utilisation de réseaux de neurones aident dans des conditions de grande complexité, souvent avec un flou important des tâches, à obtenir des résultats acceptables. Il est prometteur d'utiliser une modélisation significative de phénomènes complexes dans le cadre d'un système d'information. La base d'une telle modélisation est une approche systémique intégrée de la modélisation des socio-écosystèmes. Ainsi, l'utilisateur du système pourra modéliser une certaine structure, dont la gestion présentera des options conduisant, par exemple, à augmenter le niveau de bien-être des personnes ou à améliorer leur santé publique comme résultat final de nombreuses transformations avec une évaluation des coûts nécessaires pour atteindre le résultat. Des outils de simulation seront développés, visant principalement à élaborer divers scénarios de transition des régions du pays vers des modèles de leur Développement Durable. La dernière étape du projet, associée à l'intellectualisation de l'ensemble du système, permettra la constitution d'un système d'aide à la décision à grande échelle. Enfin, il convient de noter que le système en formation devrait également reposer sur le principe du multimédia (multi-medium), ce qui facilite le processus de prise de décision. La création de systèmes d'information géographique régionaux en Russie est largement associée à la mise en œuvre du programme SIG de l'OGV (autorités gouvernementales) et du KTKPR (cadastre territorial global des ressources naturelles). L'élaboration des principales dispositions du programme SIG OGV a été confiée au Centre d'État « Nature » - une entreprise du Service fédéral de géodésie et de cartographie (Roscartographie). Dans un certain nombre d'entités constitutives de la Fédération de Russie, des centres régionaux d'information et d'analyse équipés de technologies informatiques modernes, y compris les technologies SIG, ont été créés et fonctionnent. Parmi les régions dans lesquelles les résultats les plus significatifs ont été obtenus lors de la création du SIG OGV figurent les régions de Perm et d'Irkoutsk. En 1995-1996 Un travail considérable a été réalisé pour créer un SIG pour la région de Novossibirsk. Le projet le plus développé dans le domaine du SIG régional pour l'OGV est sans aucun doute actuellement en cours de mise en œuvre dans la région de Perm. "Le concept de ce système prévoit l'utilisation des technologies de géoinformation dans les unités structurelles de l'administration régionale et dans les unités structurelles des organismes gouvernementaux de la Fédération de Russie opérant sur le territoire de la région de Perm. Au stade de développement, le concept était examiné par le Service fédéral de géodésie et de cartographie de Russie, ainsi que le Centre SIG d'État et le Centre d'État « Nature ». Un accord a été conclu entre l'administration de la région de Perm et le Service fédéral de géodésie et de cartographie de Russie sur le constitution d'un système d'information géographique de la région de Perm, prévoyant la création et la mise à jour de cartes topographiques aux échelles 1/1 000 000 et 1/200 000 pour le territoire de la région. Le concept du système d'information géographique a été défini : principales orientations de création de SIG ; composition des utilisateurs de SIG ; exigences relatives au cadre juridique ; développeurs de SIG, étapes de développement, projets prioritaires, sources de financement. Les principales orientations de création de SIG correspondent aux domaines d'activités de gestion des autorités régionales : socio-économiques. développement; économie et finance; écologie, ressources et gestion de l'environnement ; transports et communications; services publics et construction; Agriculture; . soins de santé, éducation et culture; ordre public, défense et sécurité ; développement socio-politique. Naturellement, une grande place dans le développement d'un système régional est occupée par la dotation du projet d'une base cartographique numérique. Le concept prévoit l'utilisation de cartes : une carte topographique d'enquête à l'échelle 1/1 000 000 pour le territoire de la région de Perm et les territoires adjacents ; carte topographique à l'échelle 1:200 000 pour le territoire de la région ; carte géologique à l'échelle 1:200 000 ; cartes topographiques des zones agricoles et forestières, des rivières navigables aux échelles 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000 ; pour résoudre des problèmes d'ingénierie et de gestion urbaine de cartes et de plans aux échelles 1:5000, 1:2000, 1:500. Pour les cartes, le système de coordonnées de 1942 a été adopté. Les cartes réalisées dans le système de coordonnées de 1963 ou dans le système de coordonnées local, lorsqu'elles sont incluses dans le SIG de la région, sont ramenées à un système de coordonnées unique. Pour les cartes topographiques numériques, le classificateur Roskartorafiya UNI_VGM est utilisé, qui offre la possibilité de travailler avec des systèmes de symboles d'une échelle de 1:500 à une échelle de 1:1000000 (classificateur toutes échelles). La gamme de logiciels utilisés est assez large : le projet LARIS est réalisé à l'aide du logiciel d'Intergraph Sogr., le comité foncier jusqu'au niveau du district utilise MicroStation GIS, une partie du travail est réalisée dans Maplnfo Professional, des organismes du Ministère de Les ressources naturelles de la Fédération de Russie utilisent Arclnfo, ArcView, ArcGIS. Des cartes géologiques sont créées dans le SIG "PARK". Les décisions sur le choix des outils logiciels ont été déterminées par la disponibilité des tâches établies dans divers SIG départementaux et par les décisions adoptées par l'industrie. Les formats de cartes numériques utilisés ont été déterminés par le logiciel SIG utilisé. Cependant, il est indiqué qu'il est nécessaire de disposer de convertisseurs permettant de convertir les cartes numériques d'un format à un autre pour assurer le transfert des informations vers les différents progiciels SIG. En novembre 1998, des cartes numériques de la région de Perm aux échelles 1/1 000 000 et 1/200 000 ont été transférées du Centre SIG d'État (Roscartographie). Le format principal des cartes reçues est F20V. Les cartes sont converties au format E00 utilisé dans les SIG par ESRI Inc. La richesse informationnelle des cartes créées par Roscartography ne convenait pas aux développeurs du SIG régional. Dans un premier temps, les développeurs du système ont accordé une grande attention à son amélioration, en complétant la sémantique des cartes et la référence territoriale des bases de données thématiques existantes et nouvellement créées. Lors de la création du SIG, plusieurs projets pilotes ont été réalisés : la création d'un SIG complet du village et de la station « Ust-Kachka » pour tester des solutions complexes sur une petite zone, en utilisant l'exemple du SIG « Ust-Kachka » , afin de démontrer les capacités du SIG à des gestionnaires insuffisamment formés ; création d'un modèle d'inondation pour les villes de Perm et Kungur. Pour créer un modèle d'inondation, une matrice de hauteur de la zone d'inondation potentielle a été construite et des calculs ont été effectués pour modéliser le niveau d'inondation ; développement du suivi environnemental des projets pilotes SIG pour la ville de Berezniki et ses environs. Les principaux résultats de la mise en œuvre du programme sont présentés par les auteurs du concept V.L. Chebykin, Yu. B. Shcherbinin sous la forme des sous-systèmes (composants) suivants : « SIG-géologie ». Il est créé pour une véritable évaluation géologique et économique du potentiel de ressources de la région de Perm, en développant des solutions pour une utilisation efficace des ressources. Comprend une banque de géodonnées sur les gisements minéraux, la localisation des entreprises minières et consommatrices, le montant des réserves, la dynamique de production et de consommation ; "SIG du cadastre foncier". Fournit les conditions d'une collecte objective des impôts fonciers et du respect des réglementations en matière de propriété, d'utilisation et de changement de propriétaire. Comprend une banque de géodonnées sur les limites des parcelles dans le cadre des droits de propriété foncière et un registre des propriétaires ; "Routes SIG". Permet de déterminer et d'utiliser efficacement les conditions techniques et économiques d'exploitation et de développement du réseau routier de transport. Basé sur une banque de géodonnées sur les routes de la région de Perm, la qualité du revêtement, l'état technique des routes, les caractéristiques techniques des ponts, des allées, des passages à niveau, des traversées en ferry et sur glace et de la signalisation routière. Comprend des bases de données économiques sur l'utilisation des routes pour le transport de marchandises et de passagers, le coût de l'entretien routier, ainsi qu'un registre de propriété et les limites de responsabilité ; "SIG ferroviaire". Permet de déterminer et d'utiliser efficacement les conditions techniques et économiques d'exploitation et de développement du réseau de transport ferroviaire. Comprend une banque de géodonnées sur les chemins de fer de la région de Perm, les ponts et passages à niveau ferroviaires, les gares ferroviaires, les sites, les ouvrages, ainsi qu'une base de données économique sur l'utilisation des routes pour le transport de marchandises et de passagers, le coût de l'entretien routier ; "SIG de gestion des rivières". Fournit des informations pour les calculs des travaux de dragage visant à approfondir les lits des rivières et les calculs pour l'efficacité et le développement de la navigation. Support d'information - géoinformations sur la topographie du fond des rivières navigables et bases de données sur les itinéraires fluviaux de marchandises et de passagers ; . "Inondations SIG". Fournit le processus de modélisation des crues fluviales et d'exécution de calculs des mesures de contrôle des crues, des pertes dues aux inondations, fournit les informations nécessaires au travail des commissions de contrôle des crues. Base d'informations - géodonnées sur la topographie des berges des rivières ; "SIG des ouvrages hydrauliques." Sert à modéliser les conséquences des impacts technogéniques sur les plans d'eau de la population et des entreprises. Banque de géodonnées - informations sur les barrages, écluses, prises d'eau, stations d'épuration et évacuations de déchets liquides des entreprises industrielles, bases d'informations de données techniques et économiques sur les ouvrages hydrauliques ; "SIG de gestion de l'eau". Créé pour l'évaluation objective et la planification de l'utilisation des ressources en eau dans la région. La banque de géodonnées contient des informations sur les rivières, les réservoirs, les lacs, les marécages, les zones de protection des eaux et les bandes de protection côtière, ainsi que des informations sur la longueur, la superficie, les réserves et la qualité des ressources en eau, les caractéristiques des stocks de poissons, le registre de propriété et les limites de responsabilité. ; "SIG forestier". Nécessaire pour une évaluation objective et une planification de l’utilisation des ressources forestières dans la région. Cette activité est basée sur des informations sur les superficies forestières, les espèces et l'âge de la forêt, son évaluation économique, les volumes de coupe, de transformation, de vente de forêt, la localisation des entreprises d'extraction et de transformation forestière, les droits de propriété et les limites de responsabilité ; "SIG du cadastre des ressources naturelles". Combine les informations des composantes « SIG-géologie », « SIG de la foresterie », « SIG de la gestion de l'eau », ainsi que de la pêche, des réserves, de la chasse, etc., relie les géobases de ces composantes, crée une base d'informations pour une évaluation des ressources naturelles de la région de Perm ; "SIG-écologie". Créé dans le but d'élaborer des mesures visant à améliorer la situation environnementale, en déterminant les montants raisonnables nécessaires à la mise en œuvre de ces mesures ; "SIG des espaces naturels spécialement protégés." Banque de géodonnées des espaces naturels spécialement protégés de la région ; "SIG d'Ecopathologie". Une banque de géodonnées sur l'impact de la situation environnementale sur la santé et la mortalité de la population, permettant une évaluation objective des conditions de vie de la population de la région ; "SIG des oléoducs et gazoducs." Utilisé pour modéliser et évaluer les conséquences des situations d'urgence et effectuer des calculs économiques. La banque de géodonnées contient des informations sur les oléoducs et gazoducs, les stations de pompage et autres ouvrages d'art de la région, un registre des propriétaires, les droits de propriété et les limites de responsabilité, une banque de géodonnées sur la topographie des territoires adjacents, des bases d'informations sur les caractéristiques techniques et économiques ; SIG pour la surveillance et la modélisation des manifestations naturelles et artificielles des déformations catastrophiques de la surface de la Terre dans la région de Perm, sur la base des résultats de la surveillance, y compris la surveillance spatiale ; "Population SIG". Géodatabases sur la répartition de la population, permettant d'analyser le territoire par composition par sexe et par âge, âge de conscription, emploi, groupes socialement protégés, migration de population, nécessaires à la justification des programmes sociaux, ainsi qu'un support d'information pour les campagnes électorales (formation des circonscriptions électorales et analyse des l'électorat); "SIG ATC". Il est divisé en composantes : « SIG de protection incendie » ; « Police de la circulation SIG » ; « SIG pour la protection de l'ordre public » ; "Urgence SIG". Des bases sont créées : objets potentiellement dangereux, caractéristiques tactiques et techniques de ces objets, forces et moyens de protection civile et forces et moyens attirés du sous-système régional des situations d'urgence, caractéristiques tactiques et techniques des forces et moyens ; une géodatabase de localisation des zones et itinéraires d'évacuation pour les entreprises et la population de la région, des bases d'informations sur les caractéristiques tactiques et techniques des zones et itinéraires d'évacuation ; "SIG de médecine de catastrophe." Crée notamment une géodatabase de localisation et des bases d'informations sur l'état des établissements médicaux ; « Un SIG pour assurer la sécurité de la vie de la population. » Géobase de postes d'observation d'objets potentiellement dangereux, géobase de relief et autres caractéristiques du terrain à l'échelle nécessaire pour résoudre les problèmes de modélisation des situations d'urgence sur les sites d'observation et les territoires adjacents, bases d'informations de données tactiques et techniques pour organiser le travail et enregistrer les résultats de le travail des postes d'observation ; "SIG de développement socio-économique de la région." Nécessaire pour analyser les activités des gouvernements locaux, en les comparant avec des activités similaires dans les territoires adjacents, à la fois à l'heure actuelle et au fil du temps au cours des périodes de collecte d'informations par les organismes statistiques de l'État. De plus, cette composante sert à développer des activités de gestion du territoire. La géodatabase du SIG du développement socio-économique de la région contient des informations sur la division administrative de la région, sur les passeports des territoires, la base de données du Comité régional des statistiques d'État de Perm sur les indicateurs de l'état du développement socio-économique et principal service économique de l'administration régionale sur les indicateurs de prévision du développement socio-économique. À la suite de la mise en œuvre du programme, des mesures juridiques, économiques, organisationnelles et techniques devraient être élaborées et mises en œuvre pour remplir les tâches de création d'un SIG OGV, des bases de données de cartes numériques de la région de Perm à différentes échelles devraient être constituées pour afficher le dynamique du développement socio-économique de la région. Les structures de gestion régionale disposeront de véritables informations spatio-temporelles sur les infrastructures et le développement social de la région, ce qui permettra la formation d'un mécanisme de gestion de l'économie régionale sur la base de la géoinformation. Le concept développé d'un système d'information géographique et le programme de création de SIG sont basés sur l'expérience significative des entreprises et des organisations de la région de Perm dans ce domaine d'activité. Divers projets sont menés au sein du Comité du cadastre de la région de Perm, de l'Entreprise géologique d'État de Perm « Geokarta », du Comité des ressources naturelles de la région de Perm, de l'Institut clinique de recherche en écopathologie pédiatrique et d'autres organisations. Sous la direction du Comité du cadastre foncier de la région de Perm, des travaux sont en cours pour mener des levés cadastraux, produire du matériel de planification et cartographique, réaliser un inventaire foncier et enregistrer les propriétaires fonciers. Le client du système national de cadastre foncier automatisé de la région de Perm (GAS ZK) est le Comité régional du cadastre foncier. Des groupes de travail spéciaux pour la gestion opérationnelle de la mise en œuvre du projet LARIS ont été créés au sein des comités fonciers régionaux et des comités fonciers de district de la ville. Au sein de l'entreprise d'État unitaire « Entreprise de conception et d'enquête de l'Oural pour les levés cadastraux » (« Uralzemkadastr »), une production spécialisée basée sur les technologies cadastrales numériques a été créée. Les SIG d'Intergraph Sogr., ainsi que MicroStation et Maplnfo Professional sont utilisés. L'Entreprise géologique d'État de Perm "Geokarta" réalise des travaux dans le cadre du programme national de cartographie géologique. Chaque lot de l'entreprise est affecté à une ou deux feuilles de nomenclature d'une carte de la région de Perm à l'échelle 1:200 000, les résultats des travaux sont présentés sous forme graphique et numérique. L'entreprise utilise le SIG Geomap, qui fournit une technologie de création de cartes numériques, ainsi qu'Arclnfo, ArcView, PARK 6.0. Les documents géologiques suivants ont été créés sous forme numérique : Carte géologique des formations pré-Quaternaires basée sur des matériaux issus d'une étude plus approfondie et de l'élaboration de la carte géologique de l'État à l'échelle 1:200 000. Schéma de zonage géomorphologique. Carte des structures productrices de pétrole et de gaz. Schéma de division administrative avec voies de transport et principales communications. La carte des formations pré-Quaternaires est complétée par des informations historiques : sur le cuivre, le fer, la chromite, la bauxite, le manganèse, le titane, le plomb, le strontium, l'or ; » sur les matériaux de construction (gabbro-diabase, calcaire, dolomite, marbre, grès), quartz, fluorite, volkonite ; sur le pétrole, le gaz, le charbon, les sels de potassium, l'eau potable. La carte des gisements quaternaires reflète la répartition par zone des objets contenant : de l'or, du platine, des diamants ; minerais agricoles (tourbe, tuf calcaire, marne), argiles, mélanges de sable et gravier, sables, etc. En exécution de l'arrêté du gouverneur de la région de Perm du 9 novembre 1995 n° 338 « Sur le système de surveillance de l'environnement dans région », sous la direction du Comité des ressources naturelles de la région de Perm (anciennement Comité d'État pour la protection de l'environnement), des travaux sont en cours pour créer un système de surveillance territoriale unifiée de l'environnement (UTSEM) pour la région. ETSEM est créé dans le but de fournir un support informationnel à la prise de décisions de gestion dans le domaine de la protection de l'environnement afin d'assurer un développement durable et respectueux de l'environnement du territoire et fait partie intégrante du système d'information et de géoinformation de la région de Perm. Les travaux de création et de maintenance d'un SIG de santé ont été réalisés par l'Institut Clinique de Recherche en Ecopathologie de l'Enfant (NIKI DEP). Au niveau régional, l'utilisation des SIG a été développée pour résoudre des problèmes de support informationnel du système régional de gestion des soins de santé : identification des territoires présentant des évolutions défavorables des indicateurs médicaux, démographiques et médico-écologiques ; justification des investissements régionaux dans la santé territoriale basée sur l'analyse géoinformationnelle d'indicateurs médicaux et démographiques (à la fois individuels et complexes) ; analyse de l'adéquation des services médicaux à la population par territoire et évaluation de la gravité des problèmes de chaque territoire ; justification et localisation d'un réseau de centres intercommunaux de fourniture de soins médicaux spécialisés, etc. Des travaux ont été réalisés pour relier les informations spatiales et les bases de données sur les soins médicaux à la population, les indicateurs médico-démographiques, sanitaires-hygiéniques et environnementaux sur un carte schématique unique de la région de Perm. Des informations ont été collectées sur plus de 260 indicateurs. Le système utilise des cartes vectorielles à petite échelle (1:1 000 000). Le logiciel vous permet de jouer à un certain nombre de scénarios et de sélectionner des options pour une utilisation optimale des lits d'hôpitaux et des installations de laboratoire et de diagnostic dans les établissements médicaux. Pour résoudre les problèmes médicaux et environnementaux à l'aide du SIG, des territoires prioritaires ont été identifiés sur la base d'un ensemble de facteurs de risque pour la santé publique et d'indicateurs environnementaux individuels, et une référence spatiale a été faite à des bases de données à long terme sur les sources d'effets nocifs sur l'environnement. Un projet environnemental a été mis en œuvre dans le cadre du SIG municipal de Perm, qui est une composante du SIG régional. Sur la base d'une carte vectorielle au 1:25 000, des couches ont été créées : morbidité de la population par quartiers de la ville de Perm, zones de couverture des institutions médicales. Le système permet de suivre la dynamique de la morbidité au cours des 6 dernières années à l'aide de 68 indicateurs. Dans le cadre du projet, des couches ont été formées qui reflètent divers aspects de l'état de l'environnement (zones de contamination des sols par des métaux lourds, teneur en substances nocives dans l'air atmosphérique sur la base des résultats d'observations sur le terrain, sources d'émissions fixes substances nocives dans l'air atmosphérique avec les caractéristiques détaillées de chaque source, les attributions de terrains des entreprises industrielles avec des informations sur l'entreprise en tant que source de pollution de l'environnement, la teneur en impuretés nocives dans les environnements biologiques de la population des enfants, etc.). Les couches avec une base d'attributs riche sont utilisées dans les tâches analytiques. Le système créé apporte une solution aux problèmes de constitution d'un réseau optimal d'emplacement de postes de contrôle de la qualité de l'air basé sur des critères de santé de la population, de développement de programmes de réhabilitation médicale et environnementale des enfants, etc. Le projet environnemental du SIG municipal est basé sur ArcView. Le SIG est utilisé en combinaison avec des programmes de modélisation et d'analyse, ce qui permet d'obtenir des évaluations complètes des différents niveaux territoriaux. En 1994-1997 NIKI DEP a publié un atlas médical et environnemental de la région de Perm. En 1998, NIKI DEP, en collaboration avec le centre régional des nouvelles technologies de l'information de l'Université technique d'État de Perm et le Département de l'éducation et des sciences de l'administration régionale, a publié un atlas de la sphère sociale et éducative de la région de Perm (un projet pilote dans le cadre du programme scientifique et technique interuniversitaire « Développement des fondements scientifiques pour la création de systèmes d'information géographique » ). Par décision de l'Assemblée législative du 06/04/98 n° 78, un programme territorial global « Sécurité des personnes et organisation des systèmes de surveillance pour la prévision des urgences naturelles et d'origine humaine dans la région de Perm pour 1998-2000 » a été adopté et mis en œuvre, prévoyant : Développement et amélioration d'un système d'information géographique d'alertes et d'actions en cas d'urgence (situations d'urgence SIG) ; 2. Création d'un sous-système d'actions en cas d'urgence dans le cadre du système d'information géographique de l'ATC de la région de Perm. Le système d'information géographique d'urgence est créé sur la base des développements de la recherche de l'Institut des Mines de la branche Oural de l'Académie des sciences de Russie (Ukraine). Permien). Développement des « Exigences techniques pour les cartes topographiques numériques aux échelles 1 : 1 000 000 et 1 : 200 000 pour le territoire de la région de Perm », « Méthodes de contrôle de la qualité des cartes topographiques numériques aux échelles 1 : 1 000 000 et 1 : 200 000 pour le territoire de la région de Perm », travail de contrôle La qualité et l'acceptation des hags numériques spécifiées ont été effectuées par l'Entreprise unitaire d'État de Perm « Bureau spécial de recherche scientifique « Elbrus » (SNIB « Elbrus »). SNIB "Elbrus" est titulaire de cartes topographiques numériques aux échelles spécifiées et réalise des travaux sur la mise en œuvre des cartes conformément au "Règlement temporaire sur la procédure d'utilisation des cartes électroniques numériques de la région de Perm aux échelles 1:1 000 000". et 1:200 000." SNIB "Elbrus" utilise plusieurs outils logiciels SIG : INTELKART, INTELVEK, Panorama, GIS RSChS, Maplnfo Professional, ArcView, Arclnfo, etc. L'entreprise unitaire d'État SNIB "Elbrus" maintient un classificateur unifié d'informations cartographiques pour l'ensemble de la gamme à grande échelle de GIS OGV de la région de Perm a développé un système de convertisseurs pour assurer la compatibilité de l'utilisation des cartes dans divers logiciels SIG. À la Faculté de géographie de l'Université d'État de Perm, un SIG « Zones naturelles protégées de la région de Perm » est en cours de développement ; Des travaux sont en cours pour créer des couches thématiques physico-géographiques, socio-économiques et écologo-géographiques (hydrographie, orographie, géomorphologie, sols, végétation, climat, agglomérations, réseau de transport, industrie, agriculture, infrastructures industrielles et sociales, etc.). Les régions d'Irkoutsk, de Nijni Novgorod, de Riazan, du territoire de Primorsky, etc. développent leurs propres systèmes. Il existe de nombreux exemples de mise en œuvre de SIG au niveau local. Dans le cadre du programme « Uvsu-Nur », un système d'information géographique a été créé pour caractériser la dynamique du stock et de l'âge du peuplement forestier dans les forêts de la dépression d'Uvsu-Nur pour une description complète de la localisation des pratiques éducatives d'été ; de la Faculté de géographie de l'Université d'État de Moscou, GIS-Satino et d'autres ont été développés. Ce dernier système est essentiellement un modèle numérique complet du territoire du terrain d'entraînement "Satino" (district de Borovsky, région de Kalouga) (Yu.F. Knizhnikov, I.K. Lurie, 2002]. Les principales couches de base sont des plans photographiques et des cartes topographiques du territoire aux échelles 1:5000 et 1:10000. Les données issues des recherches sur le terrain des étudiants sont largement utilisées. Les fonds d'information géographique sont compilés sous forme d'ensembles systématisés de données sur le territoire. propriétés et relations des objets et processus géographiques sur le territoire. Pour étudier les états dynamiques du géosystème naturel, différents niveaux de temps et d'échelle sont utilisés - à long terme (cartes multitemporelles, images aériennes et satellite, matériaux issus d'enquêtes de terrain à long terme du site d'essai), ainsi que saisonnier ( principalement des photographies aériennes et des études spéciales phénologiques du paysage). Un complexe de décryptage et de navigation pour la recherche automatisée sur le terrain est en cours de développement. Nous pouvons également donner des exemples de systèmes créés pour surveiller la situation environnementale au sein d'une seule usine chimique, etc. Parmi les projets mis en œuvre ou en cours de mise en œuvre, nous soulignerons également de nombreux exemples d'applications industrielles des technologies SIG à divers domaines thématiques - géologie, cadastre foncier, industrie forestière, écologie, administration municipale, exploitation des services publics, activités des organismes d'application de la loi. Ils sont discutés en détail dans le livre [E. G. Kapralov, A.V. Koshkarev, V.S. Tikunov et al., 2004]. Questions du test Quel est le rôle de la base de données mondiale de ressources informationnelles GRID ? Quelle est la principale caractéristique du système GRID ? Les projets russes étaient-ils cohérents avec les méthodes internationales ? Un tel accord est-il souhaitable ? Décrire les caractéristiques du système national d'information sur l'environnement prévu ; Est-il conseillé de mettre en œuvre ce projet dans des conditions modernes ? Énumérez les principales caractéristiques du système « Développement durable de la Russie ». Évaluer l'optimalité du système créé pour la région de Perm. Est-il conseillé de créer des systèmes locaux ? Planifiez un éventuel projet de géoinformation pour votre région.

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• Introduction
• 1. Caractéristiques générales du SIG
• 2. Caractéristiques de l'organisation des données dans le SIG
• 3. Méthodes et technologies de modélisation en SIG
• 4. Sécurité des informations
• 5. Applications et applications SIG
• Conclusion
• Bibliographie
• Application

Introduction

Les systèmes d'information géographique (SIG) constituent la base de la géoinformatique - une nouvelle discipline scientifique moderne qui étudie les géosystèmes naturels et socio-économiques de différents niveaux hiérarchiques grâce au traitement informatique analytique des bases de données et des connaissances créées.

La géoinformatique, comme les autres sciences de la Terre, vise à étudier les processus et phénomènes se produisant dans les géosystèmes, mais utilise pour cela ses propres moyens et méthodes.

Comme mentionné ci-dessus, la base de la géoinformatique est la création de SIG informatiques qui simulent les processus se produisant dans le géosystème étudié. Pour ce faire, vous avez d'abord besoin d'informations (généralement du matériel factuel), qui sont regroupées et systématisées dans des bases de données et des bases de connaissances. Les informations peuvent être très diverses : cartographiques, ponctuelles, statiques, descriptives, etc. Selon l'objectif recherché, son traitement peut être effectué soit à l'aide de produits logiciels existants, soit à l'aide de techniques originales. Par conséquent, une grande importance est accordée à la théorie de la modélisation des géosystèmes et au développement de méthodes d'analyse spatiale dans la structure de la géoinformatique.

Il existe plusieurs définitions du SIG. En général, ils se résument à ce qui suit : un système d'information géographique est un système d'information interactif qui permet la collecte, le stockage, l'accès et l'affichage de données organisées spatialement et se concentre sur la capacité de prendre des décisions de gestion scientifiquement fondées.

Les finalités de la création d'un SIG peuvent être l'inventaire, l'évaluation cadastrale, la prévision, l'optimisation, le suivi, l'analyse spatiale, etc. La tâche la plus difficile et la plus responsable lors de la création d'un SIG est la gestion et la prise de décision. Toutes les étapes - de la collecte, du stockage, de la transformation de l'information à la modélisation et à la prise de décision en conjonction avec des logiciels et des outils technologiques sont réunies sous le nom général - technologies de l'information géographique (technologies SIG).

Ainsi, les technologies SIG constituent une méthode systématique moderne d'étude de l'espace géographique environnant afin d'optimiser le fonctionnement des géosystèmes naturels-anthropiques et d'assurer leur développement durable.

Le résumé traite des principes de création et de mise à jour des systèmes d'information géographique, ainsi que de leurs applications et applications. informations géographiques économiques sociales

1 . Caractéristiques générales du SIG

Les systèmes d'information géographique (SIG) modernes sont un nouveau type de systèmes d'information intégrés qui, d'une part, incluent les méthodes de traitement des données de nombreux systèmes automatisés (AS) existants, d'autre part, ont des spécificités dans l'organisation et le traitement des données. En pratique, cela définit les SIG comme des systèmes polyvalents et multi-aspects.

Sur la base d'une analyse des buts et objectifs des différents SIG en activité actuellement, la définition des SIG en tant que systèmes d'information géographique plutôt que comme systèmes d'information géographique devrait être considérée comme plus précise. Cela est également dû au fait que le pourcentage de données purement géographiques dans de tels systèmes est insignifiant, que les technologies de traitement des données ont peu de points communs avec le traitement traditionnel des données géographiques et, enfin, que les données géographiques ne servent que de base pour résoudre un grand nombre. de problèmes appliqués, dont les objectifs sont loin de la géographie.

Ainsi, le SIG est un système d'information automatisé conçu pour le traitement de données spatio-temporelles dont la base d'intégration est l'information géographique.

Le SIG effectue un traitement complexe de l'information - de sa collecte à son stockage, sa mise à jour et sa présentation. À cet égard, le SIG doit être considéré sous différents angles.

En tant que systèmes de gestion, les SIG sont conçus pour soutenir la prise de décision sur la gestion optimale des terres et des ressources, la gestion urbaine, la gestion des transports et du commerce de détail, l'utilisation des océans ou d'autres objets spatiaux. Parallèlement, les données cartographiques sont toujours utilisées, entre autres, pour prendre des décisions.

Contrairement aux systèmes de contrôle automatisés (ACS), de nombreuses nouvelles technologies d'analyse des données spatiales émergent dans les SIG. Pour cette raison, les SIG constituent un outil puissant pour transformer et synthétiser une variété de données pour les tâches de gestion.

En tant que systèmes d'information automatisés, les SIG combinent un certain nombre de technologies ou de processus technologiques de systèmes d'information bien connus tels que les systèmes automatisés de recherche scientifique (ASRS), les systèmes de conception assistée par ordinateur (CAO), les systèmes automatisés d'information de référence (ASIS), etc. La base de l'intégration des technologies SIG est la technologie CAO. Étant donné que les technologies de CAO ont été suffisamment testées, cela a, d'une part, assuré un niveau de développement SIG qualitativement plus élevé et, d'autre part, cela a considérablement simplifié la solution au problème de l'échange de données et de la sélection des systèmes de support technique. Grâce à cela, le SIG est devenu comparable aux systèmes automatisés à usage général tels que CAD, ASNI, ASIS.

En tant que géosystèmes, le SIG comprend des technologies (principalement des technologies de collecte d'informations) de systèmes tels que les systèmes d'information géographique, les systèmes d'information cartographique (CIS), les systèmes de cartographie automatisés (ASC), les systèmes photogrammétriques automatisés (AFS), les systèmes d'information foncière (LIS), les systèmes cadastraux automatisés. systèmes (AKS), etc.

En tant que systèmes de bases de données, les SIG se caractérisent par un large éventail de données collectées à l'aide de différentes méthodes et technologies. Il convient de souligner qu'ils combinent à la fois des bases de données d'informations conventionnelles (numériques) et des bases de données graphiques. En raison de la grande importance des problèmes experts résolus à l'aide du SIG, le rôle des systèmes experts inclus dans le SIG augmente.

En tant que systèmes de modélisation, les SIG utilisent le nombre maximum de méthodes et de processus de modélisation utilisés dans d'autres systèmes automatisés.

En tant que systèmes permettant d'obtenir des solutions de conception, les SIG utilisent largement des méthodes de conception assistée par ordinateur et résolvent un certain nombre de problèmes de conception particuliers que l'on ne retrouve pas dans la conception assistée par ordinateur standard.

En tant que systèmes de présentation d'informations, les SIG sont un développement de systèmes automatisés de support de documentation (ADS) utilisant des technologies multimédias modernes. Cela détermine la plus grande visibilité des résultats du SIG par rapport aux cartes géographiques conventionnelles. Les technologies de sortie de données vous permettent d'obtenir rapidement une représentation visuelle d'informations cartographiques avec diverses charges, de passer d'une échelle à une autre et d'obtenir des données attributaires sous forme de tableau ou de graphique.

En tant que systèmes intégrés, le SIG est un exemple de combinaison de différentes méthodes et technologies en un seul complexe, créé en intégrant des technologies basées sur des technologies de CAO et en intégrant des données basées sur des informations géographiques.

En tant que systèmes d'utilisation de masse, les SIG permettent d'utiliser les informations cartographiques au niveau du graphisme commercial, ce qui les rend accessibles à tout écolier ou homme d'affaires, et pas seulement aux géographes spécialisés. C'est pourquoi, lorsqu'ils prennent des décisions basées sur les technologies SIG, ils ne créent pas toujours des cartes, mais utilisent toujours des données cartographiques.

Comme déjà mentionné, le SIG utilise des avancées technologiques et des solutions applicables dans des systèmes automatisés tels que ASNI, CAD, ASIS et des systèmes experts. Par conséquent, la modélisation dans les SIG est la plus complexe par rapport aux autres systèmes automatisés. Mais d’un autre côté, les processus de modélisation dans le SIG et dans chacun des AS ci-dessus sont très proches. L’AMS est entièrement intégré au SIG et peut être considéré comme un sous-ensemble de ce système.

Au niveau de la collecte d'informations, les technologies SIG comprennent des méthodes de collecte de données spatio-temporelles qui ne sont pas disponibles dans les systèmes de contrôle automatisé, des technologies d'utilisation des systèmes de navigation, des technologies en temps réel, etc.

Au niveau du stockage et de la modélisation, outre le traitement des données socio-économiques (comme dans les systèmes de contrôle automatisé), les technologies SIG comprennent un ensemble de technologies d'analyse spatiale, l'utilisation de modèles numériques et de bases de données vidéo, ainsi qu'une approche de la prise de décision.

Au niveau de la présentation, le SIG complète les technologies ACS avec l'utilisation de graphiques intelligents (présentation de données cartographiques sous forme de cartes, de cartes thématiques ou au niveau de graphiques métiers), ce qui rend le SIG plus accessible et compréhensible par rapport à l'ACS pour les hommes d'affaires, cadres, fonctionnaires, etc. .d.

Ainsi, dans le SIG, toutes les tâches précédemment effectuées dans les systèmes de contrôle automatisés sont fondamentalement résolues, mais à un niveau plus élevé d'intégration et de fusion de données. Par conséquent, le SIG peut être considéré comme une nouvelle version moderne des systèmes de gestion automatisés qui utilisent davantage de données et un plus grand nombre de méthodes d’analyse et de prise de décision, utilisant principalement des méthodes d’analyse spatiale.

2 . Caractéristiques de l'organisation des données dans le SIG

Le SIG utilise diverses données sur les objets, les caractéristiques de la surface terrestre, des informations sur les formes et les relations entre les objets, ainsi que diverses informations descriptives.

Afin d’afficher pleinement les géo-objets du monde réel et toutes leurs propriétés, une base de données infiniment grande serait nécessaire. Par conséquent, en utilisant des techniques de généralisation et d’abstraction, il est nécessaire de réduire un grand nombre de données à un volume fini qui peut être facilement analysé et géré. Ceci est réalisé en utilisant des modèles qui préservent les propriétés principales des objets d'étude et ne contiennent pas de propriétés secondaires. Par conséquent, la première étape du développement d’un SIG ou de la technologie pour son application consiste à justifier le choix des modèles de données pour créer la base d’informations du SIG.

Choisir une méthode d'organisation des données dans un système d'information géographique et, tout d'abord, un modèle de données, c'est-à-dire La méthode de description numérique des objets spatiaux détermine de nombreuses fonctionnalités du SIG créé et l'applicabilité de certaines technologies d'entrée. Tant la précision spatiale de la représentation visuelle de l'information que la possibilité d'obtenir du matériel cartographique de haute qualité et d'organiser le contrôle des cartes numériques dépendent du modèle. Les performances du système dépendent grandement de la manière dont les données sont organisées dans un SIG, par exemple lors de l'interrogation d'une base de données ou du rendu (visualisation) sur un écran de contrôle.

Les erreurs dans le choix d'un modèle de données peuvent avoir un impact décisif sur la capacité à mettre en œuvre les fonctions nécessaires dans le SIG et à élargir leur liste à l'avenir, ainsi que sur l'efficacité du projet d'un point de vue économique. La valeur des bases de données générées d'informations géographiques et d'attributs dépend directement du choix du modèle de données.

Les niveaux d'organisation des données peuvent être représentés sous forme de pyramide. Un modèle de données est un niveau conceptuel d’organisation des données. Des termes tels que « polygone », « nœud », « ligne », « arc », « identifiant », « table » font référence à ce niveau, tout comme les notions de « sujet » et de « couche ».

Un examen plus détaillé de l’organisation des données est souvent appelé structure des données. La structure contient des termes mathématiques et de programmation tels que « matrice », « liste », « système de liens », « index », « méthode de compression d'informations ». Au niveau le plus détaillé de l'organisation des données, les spécialistes s'occupent de la structure des fichiers de données et de leurs formats immédiats. Le niveau d'organisation d'une base de données particulière est propre à chaque projet.

Cependant, le SIG, comme tout autre système d'information, a développé des moyens de traitement et d'analyse des données entrantes en vue de leur mise en œuvre ultérieure sous forme matérielle. En figue. 3. Un schéma du travail analytique du SIG est présenté. Dans un premier temps, la « collecte » d'informations géographiques (cartes numériques, images) et d'attributs est effectuée. Les données collectées remplissent deux bases de données. La première base de données stocke des données cartographiques, tandis que la seconde est remplie d'informations descriptives.

Dans un deuxième temps, le système de traitement des données spatiales accède aux bases de données pour traiter et analyser les informations requises. Dans ce cas, l'ensemble du processus est contrôlé par un système de gestion de base de données (SGBD), avec lequel vous pouvez rechercher rapidement des informations tabulaires et statistiques. Bien entendu, le principal résultat du travail SIG est une variété de cartes.

Pour organiser la connexion entre les informations géographiques et attributaires, quatre approches d'interaction sont utilisées. La première approche est géorelationnelle ou, comme on l’appelle aussi, hybride. Dans cette approche, les données géographiques et attributaires sont organisées différemment. La connexion entre les deux types de données se fait via un identifiant d'objet. Comme on peut le voir sur la Fig. 3., les informations géographiques sont stockées séparément des informations d'attribut dans sa propre base de données. Les informations sur les attributs sont organisées en tables contrôlées par un SGBD relationnel.

L'approche suivante est dite intégrée. Cette approche implique l'utilisation d'outils de SGBD relationnels pour stocker à la fois des informations spatiales et attributaires. Dans ce cas, le SIG agit comme une superstructure du SGBD.

La troisième approche est dite basée sur les objets. Les avantages de cette approche sont la facilité de décrire des structures de données complexes et des relations entre les objets. L'approche objet permet de construire des chaînes hiérarchiques d'objets et de résoudre de nombreux problèmes de modélisation.

Récemment, l'approche relationnelle objet, qui est une synthèse des première et troisième approches, s'est répandue.

Il est à noter qu'en SIG, il existe plusieurs formes de représentation d'objets :

Sous la forme d'un réseau irrégulier de points ;

Sous la forme d'un réseau régulier de points ;

Sous forme d'isolignes.

La représentation sous la forme d'un réseau irrégulier de points est constituée d'objets ponctuels localisés de manière aléatoire qui ont une certaine signification en un point donné du champ en tant qu'attributs.

La représentation sous la forme d'un réseau régulier de points est constituée de points de densité suffisante répartis uniformément dans l'espace. Un réseau régulier de points peut être obtenu par interpolation à partir de points irréguliers ou en prenant des mesures le long d'un réseau régulier.

La forme de représentation la plus courante en cartographie est la représentation isoligne. L'inconvénient de cette représentation est qu'il n'y a généralement aucune information sur le comportement des objets situés entre les isolignes. Cette méthode de présentation n’est pas la plus pratique pour l’analyse. Considérons des modèles d'organisation des données spatiales dans le SIG.

Le modèle le plus courant pour organiser les données est le modèle en couches. L'essence du modèle est que les objets sont divisés en couches thématiques et en objets appartenant à la même couche. Il s'avère que les objets d'une couche distincte sont enregistrés dans un fichier séparé et disposent de leur propre système d'identification, accessible sous la forme d'un certain ensemble. Comme on peut le voir sur la Fig. 6, les zones industrielles, les centres commerciaux, les lignes de bus, les routes et les zones d'enregistrement de la population sont placés dans des couches distinctes. Souvent, une couche thématique est également divisée horizontalement - par analogie avec des feuilles de cartes distinctes. Ceci est fait pour faciliter l'administration de la base de données et pour éviter de travailler avec des fichiers de données volumineux.

Dans le cadre du modèle en couches, il existe deux implémentations spécifiques : les modèles vectoriels-topologiques et vectoriels-non-topologiques.

La première implémentation est vectorielle-topologique, Fig. 7. Ce modèle a des limites : tous les types géométriques d'objets ne peuvent pas être placés simultanément sur une feuille d'un calque thématique. Par exemple, dans le système ARC/INFO, dans une couverture, vous pouvez placer soit uniquement des objets ponctuels, soit uniquement des objets linéaires ou polygonaux, ou des combinaisons de ceux-ci, à l'exclusion du cas des « points polygonaux » et de trois types d'objets à la fois.

Le modèle vectoriel non topologique d'organisation des données est un modèle plus flexible, mais souvent, seuls les objets d'un type géométrique sont placés dans une seule couche. Le nombre de couches dans une organisation de données en couches peut être assez important et dépend de l'implémentation spécifique. Lors de l'organisation des données en couches, il est pratique de manipuler de grands groupes d'objets représentés par des couches comme un tout. Par exemple, vous pouvez activer ou désactiver les calques pour le rendu et définir des opérations en fonction de la manière dont les calques interagissent.

Il convient de noter que le modèle d’organisation des données en couches domine absolument le modèle de données raster.

Parallèlement au modèle de couche, un modèle orienté objet est utilisé. Ce modèle utilise une grille hiérarchique (classificateur topographique

Dans un modèle orienté objet, l'accent est mis sur la position des objets dans un système de classification hiérarchique complexe et sur les relations entre les objets. Cette approche est moins courante que le modèle en couches en raison de la difficulté d'organiser l'ensemble du système de relations entre les objets.

Comme indiqué ci-dessus, les informations d'un SIG sont stockées dans des bases de données géographiques et attributaires. Considérons les principes d'organisation de l'information en utilisant l'exemple d'un modèle vectoriel de représentation de données spatiales.

Tout objet graphique peut être représenté comme une famille de primitives géométriques avec certaines coordonnées de sommet, qui peuvent être calculées dans n'importe quel système de coordonnées. Les primitives géométriques diffèrent selon les SIG, mais les primitives de base sont le point, la ligne, l'arc et le polygone. L'emplacement d'un objet ponctuel, tel qu'une mine de charbon, peut être décrit par une paire de coordonnées (x, y). Les objets tels qu'une rivière, un approvisionnement en eau, une voie ferrée sont décrits par un ensemble de coordonnées (x1, y2 ; ... ; xn, yn), Fig. 9. Les objets surfaciques tels que les bassins fluviaux, les terres agricoles ou les bureaux de vote sont représentés comme un ensemble fermé de coordonnées (x1, y1 ; ... xn, yn ; x1, y1). Le modèle vectoriel est le plus approprié pour décrire des objets individuels et le moins adapté pour refléter des paramètres en constante évolution.

En plus de coordonner les informations sur les objets, la base de données géographique peut stocker des informations sur la conception externe de ces objets. Il peut s'agir de l'épaisseur, de la couleur et du type de lignes, du type et de la couleur des hachures d'un objet polygonal, de l'épaisseur, de la couleur et du type de ses bordures. Chaque primitive géométrique est associée à des informations d'attribut décrivant ses caractéristiques quantitatives et qualitatives. Il est stocké dans les champs de bases de données tabulaires, conçues pour stocker des informations de différents types : texte, numérique, graphique, vidéo, audio. Une famille de primitives géométriques et ses attributs (descriptions) forment un objet simple.

Les SIG modernes orientés objet fonctionnent avec des classes et des familles entières d'objets, ce qui permet à l'utilisateur d'acquérir une compréhension plus complète des propriétés de ces objets et de leurs modèles inhérents.

La relation entre l'image d'un objet et ses informations d'attribut est possible grâce à des identifiants uniques. Ils existent sous forme explicite ou implicite dans tout SIG.

Dans de nombreux SIG, les informations spatiales sont présentées sous forme de couches transparentes distinctes avec des images d'entités géographiques. Le placement des objets sur les couches dépend dans chaque cas individuel des caractéristiques d'un SIG particulier, ainsi que des caractéristiques des tâches à résoudre. Dans la plupart des SIG, les informations sur une couche distincte sont constituées de données provenant d'une table de base de données. Il arrive que des couches soient formées d'objets composés de primitives géométriques homogènes. Il peut s'agir de couches contenant des objets géographiques ponctuels, linéaires ou surfaciques. Parfois, des couches sont créées sur la base de certaines propriétés thématiques des objets, par exemple des couches de lignes ferroviaires, des couches de réservoirs, des couches de ressources naturelles. Presque tous les SIG permettent à l'utilisateur de manipuler les couches. Les principales fonctions de contrôle sont la visibilité/invisibilité du calque, la possibilité de modification et l'accessibilité. De plus, l'utilisateur peut augmenter le contenu informatif d'une carte numérique en affichant les valeurs des attributs spatiaux. De nombreux SIG utilisent des images raster comme couche de base pour les couches vectorielles, ce qui améliore également la clarté visuelle de l'image.

3 . Méthodes et technologies de modélisation en SIG

En SIG, quatre grands groupes de modélisation peuvent être distingués :

Sémantique - au niveau de la collecte d'informations ;

Invariant est la base de la présentation de cartes, grâce à l'utilisation de bibliothèques spéciales, par exemple des bibliothèques de symboles et des bibliothèques d'éléments graphiques ;

Heuristique - communication entre l'utilisateur et l'ordinateur basée sur un scénario prenant en compte les caractéristiques technologiques du logiciel et les caractéristiques de traitement de cette catégorie d'objets (occupe une place prépondérante dans les traitements interactifs et dans les processus de contrôle et de correction)

Information - création et transformation de diverses formes d'informations sous une forme spécifiée par l'utilisateur (est la principale dans les sous-systèmes de support de documentation).

Lors de la modélisation en SIG, on distingue les blocs logiciels et technologiques suivants :

Opérations de conversion de formats et de présentation de données. Ils sont importants pour les SIG en tant que moyen d'échange de données avec d'autres systèmes. La conversion de format est effectuée à l'aide de programmes de conversion spéciaux (AutoVEC, WinGIS, ArcPress).

Transformations de projection. Ils passent d'une projection cartographique à une autre ou d'un système spatial à une projection cartographique. En règle générale, les logiciels étrangers ne prennent pas directement en charge les projections courantes dans notre pays, et il est assez difficile d'obtenir des informations sur le type de projection et ses paramètres. Cela détermine l'avantage des développements SIG nationaux contenant des ensembles de transformations de projection nécessaires. D'autre part, les différentes méthodes de travail avec les données spatiales, répandues en Russie, nécessitent une analyse et une classification.

Analyse géométrique. Pour les modèles SIG vectoriels, il s'agit d'opérations de détermination de distances, de longueurs de lignes brisées, de recherche de points d'intersection de lignes ; pour raster - opérations d'identification de zones, de calcul des superficies et du périmètre des zones.

Opérations de superposition : superposition de couches de noms différents avec génération d'objets dérivés et héritage de leurs attributs.

Opérations de modélisation fonctionnelle :

calcul et construction de zones tampons (utilisées dans les systèmes de transport, la foresterie, lors de la création de zones de protection autour des lacs, lors de la détermination des zones de pollution le long des routes) ;

analyse de réseau (permet de résoudre des problèmes d'optimisation sur les réseaux - recherche de chemin, allocation, zonage) ;

généralisation (conçue pour sélectionner et afficher des objets cartographiques en fonction de leur échelle, de leur contenu et de leur orientation thématique) ;

modélisation numérique du relief (consiste à construire une base de données modèle qui représente au mieux le relief de la zone étudiée).

4 . Sécurité des informations

Un système complet de sécurité de l'information doit être construit en tenant compte des quatre niveaux de tout système d'information (SI), incl. et système d'information géographique :

La couche logicielle d'application (logiciel) responsable de l'interaction de l'utilisateur. Des exemples d'éléments SI fonctionnant à ce niveau incluent l'éditeur de texte WinWord, l'éditeur de feuille de calcul Excel, le programme de messagerie Outlook, le navigateur Internet Explorer, etc.

Le niveau du système de gestion de base de données (SGBD), responsable du stockage et du traitement des données du système d'information. Des exemples d'éléments du SI fonctionnant à ce niveau incluent Oracle DBMS, MS SQL Server, Sybase et même MS Access.

Le niveau du système d'exploitation (OS), responsable de la maintenance du SGBD et des logiciels d'application. Parmi les exemples d'éléments du SI fonctionnant à ce niveau figurent Microsoft Windows NT, Sun Solaris et Novell Netware.

Le niveau du réseau responsable de l'interaction des nœuds du système d'information. Des exemples d'éléments SI fonctionnant à ce niveau incluent les protocoles TCP/IP, IPS/SPX et SMB/NetBIOS.

Le système de sécurité doit fonctionner efficacement à tous ces niveaux. Sinon, un attaquant pourra mener l'une ou l'autre attaque sur les ressources SIG. Par exemple, pour obtenir un accès non autorisé aux informations sur les coordonnées cartographiques dans une base de données SIG, les attaquants peuvent tenter d'implémenter l'une des fonctionnalités suivantes :

Envoyez des paquets sur le réseau avec les requêtes générées pour obtenir les données nécessaires du SGBD ou interceptez ces données lors de leur transmission sur les canaux de communication (niveau réseau).

Afin d’empêcher telle ou telle attaque de se produire, il est nécessaire de détecter et d’éliminer rapidement les vulnérabilités des systèmes d’information. Et aux 4 niveaux. Les systèmes d’évaluation de sécurité ou les scanners de sécurité peuvent y contribuer. Ces outils peuvent détecter et éliminer des milliers de vulnérabilités sur des dizaines et des centaines de nœuds, y compris. et éloignés sur des distances considérables.

La combinaison de l'utilisation de diverses mesures de sécurité à tous les niveaux du SIG permettra de construire un système efficace et fiable pour assurer la sécurité de l'information du système d'information géographique. Un tel système protégera les intérêts des utilisateurs et des employés de l'entreprise fournissant les services SIG. Cela réduira, et dans de nombreux cas empêchera complètement, les dommages possibles dus à des attaques sur les composants et les ressources du système de traitement des informations cartographiques.

5 . Applications et applications SIG

Les scientifiques ont calculé que 85 % des informations qu'une personne rencontre dans sa vie ont une référence territoriale. Par conséquent, il est tout simplement impossible d'énumérer tous les domaines d'application du SIG. Ces systèmes peuvent être utilisés dans presque tous les domaines de l'activité humaine.

Les SIG sont efficaces dans tous les domaines où s'effectuent la comptabilité et la gestion du territoire et des objets qui s'y trouvent. Il s'agit de presque tous les domaines d'activité des organes directeurs et des administrations : ressources foncières et immobilières, transports, ingénierie des communications, développement des affaires, maintien de l'ordre public et de la sécurité, gestion des urgences, démographie, écologie, santé, etc.

Le SIG permet de prendre en compte avec précision les coordonnées des objets et des zones de sites. En raison de la possibilité d'une analyse complète (prenant en compte de nombreux facteurs géographiques, sociaux et autres) des informations sur la qualité et la valeur du territoire et des objets qui s'y trouvent, ces systèmes permettent l'évaluation la plus objective des sites et des objets, et peuvent également fournir des informations précises sur l’assiette fiscale.

Dans le domaine des transports, les SIG ont depuis longtemps démontré leur efficacité grâce à leur capacité à construire des itinéraires optimaux à la fois pour les transports individuels et pour des systèmes de transport entiers, à l'échelle d'une ville individuelle ou d'un pays entier. Dans le même temps, la possibilité d'utiliser les informations les plus récentes sur l'état et la capacité du réseau routier vous permet de créer des itinéraires véritablement optimaux.

La comptabilisation des infrastructures municipales et industrielles n’est pas une tâche facile en soi. Le SIG permet non seulement de le résoudre efficacement, mais aussi d'augmenter l'impact de ces données en cas de situations d'urgence. Grâce au SIG, les spécialistes de différents départements peuvent communiquer dans un langage commun.

Les capacités d'intégration du SIG sont véritablement illimitées. Ces systèmes permettent de conserver des données sur la taille, la structure et la répartition de la population et en même temps d'utiliser ces informations pour planifier le développement des infrastructures sociales, des réseaux de transport, l'emplacement optimal des établissements de santé, des pompiers et des forces de l'ordre.

Le SIG permet de surveiller la situation environnementale et de comptabiliser les ressources naturelles. Ils peuvent non seulement déterminer où se trouvent actuellement les « points faibles », mais aussi, grâce aux capacités de modélisation, suggérer où les efforts et les ressources doivent être dirigés afin que de tels « points faibles » n'apparaissent pas à l'avenir.

À l'aide de systèmes d'information géographique, les relations entre divers paramètres (par exemple, les sols, le climat et les rendements des cultures) sont déterminées et les emplacements des pannes du réseau électrique sont identifiés.

Les agents immobiliers utilisent le SIG pour trouver, par exemple, toutes les maisons d'une certaine zone qui ont des toits en ardoise, trois pièces et des cuisines de 10 mètres, puis renvoient des descriptions plus détaillées de ces structures. La demande peut être affinée en introduisant des paramètres supplémentaires, par exemple des paramètres de coût. Vous pouvez obtenir une liste de toutes les maisons situées à une certaine distance d'une autoroute, d'une zone forestière ou d'un lieu de travail spécifique.

Une entreprise de services publics peut clairement planifier les travaux de réparation ou d'entretien, depuis l'obtention d'informations complètes et l'affichage sur un écran d'ordinateur (ou sur des copies papier) des zones concernées, par exemple une conduite d'eau principale, jusqu'à l'identification automatique des résidents qui seront affectés par les travaux et leur notification. les informer du moment de l'arrêt ou de l'interruption prévu de l'approvisionnement en eau.

Pour les photographies satellitaires et aériennes, il est important que le SIG puisse identifier les zones de surface présentant un ensemble donné de propriétés reflétées dans les images dans différentes parties du spectre. C’est l’essence même de la télédétection. Mais en réalité, cette technologie peut être appliquée avec succès dans d’autres domaines. Par exemple, en restauration : photographies d'un tableau dans différentes zones du spectre (y compris invisibles).

Un système d'information géographique peut être utilisé pour inspecter à la fois de vastes zones (un panorama d'une ville, d'un état ou d'un pays) et un espace limité, par exemple l'étage d'un casino. Grâce à ce logiciel, le personnel de direction du casino reçoit des cartes à code couleur qui reflètent le mouvement de l'argent dans les jeux, le montant des mises, les tirages du pot et d'autres données des machines à sous.

Le SIG aide, par exemple, à résoudre des problèmes tels que la fourniture d'informations diverses à la demande des autorités de planification, la résolution des conflits territoriaux, le choix des emplacements optimaux (de différents points de vue et selon différents critères) pour placer les objets, etc. nécessaires à la prise de décision peuvent être présentés sous une forme cartographique concise avec des explications textuelles, des graphiques et des diagrammes supplémentaires.

Les SIG sont utilisés pour construire graphiquement des cartes et obtenir des informations sur des objets individuels et des données spatiales sur des zones, par exemple l'emplacement des réserves de gaz naturel, la densité des transports ou la répartition du revenu par habitant dans un État. Dans de nombreux cas, les zones marquées sur une carte reflètent les informations requises beaucoup plus clairement que des dizaines de pages de rapports accompagnés de tableaux.

Conclusion

En résumé, il convient de préciser que les SIG représentent actuellement un type moderne de système d'information intégré utilisé dans différentes directions. Il répond aux exigences de l'informatisation globale de la société. Le SIG est un système qui permet de résoudre des problèmes de gestion et économiques basés sur les moyens et méthodes d'informatisation, c'est-à-dire promouvoir le processus d'informatisation de la société dans l'intérêt du progrès.

Le SIG en tant que système et sa méthodologie sont en cours d'amélioration et de développement, son développement s'effectue dans les directions suivantes :

Développement de la théorie et de la pratique des systèmes d'information ;

Étude et généralisation de l'expérience de travail avec des données spatiales ;

Recherche et développement de concepts pour créer un système de modèles spatio-temporels ;

Améliorer la technologie de production automatisée de cartes électroniques et numériques ;

Développement de technologies de traitement de données visuelles ;

Développement de méthodes d’aide à la décision basées sur des informations spatiales intégrées ;

Intellectualisation du SIG.

Bibliographie

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3 Andreeva V.I. Travail de bureau au service du personnel. Guide pratique avec exemples de documents. 3e édition, corrigée et augmentée. - M. : JSC « École de Commerce « Intel-Sintez », 2000.

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7 Stenyukov M.V. Manuel de travail de bureau -M. : « Prior ». (édition 2, révisée et augmentée). 1998.

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Application

Application

Description du poste de chef comptable

Le chef comptable exerce les fonctions suivantes :

1. Gère les employés comptables de l’organisation.

Règlement intérieur du travail

Chef comptable comptabilité

2. Coordonne la nomination, le licenciement et la réinstallation des personnes financièrement responsables de l'organisation.

Ordonnance de licenciement/embauche

Service RH, chef comptable, comptabilité

3. Dirige les travaux sur la préparation et l'adoption d'un plan comptable de travail, les formulaires de documents comptables primaires utilisés pour formaliser les transactions commerciales pour lesquelles des formulaires standard ne sont pas fournis et l'élaboration de formulaires de documents pour les états financiers comptables internes de l'organisation. .

Comptes, documents comptables primaires

Chef comptable comptable

4. Coordonne avec le directeur les orientations relatives aux dépenses des fonds provenant des comptes en roubles et en devises de l’organisation.

Dépense des fonds

Directeur comptable en chef

5. Réaliser une analyse économique des activités économiques et financières de l'organisation sur la base des données comptables et de reporting afin d'identifier les réserves intra-économiques, de prévenir les pertes et les dépenses improductives.

Indicateurs de comptabilité comptable

Direction financière, direction économique, service comptable, chef comptable

6. Participe à la préparation de mesures du système de contrôle interne pour prévenir la formation de pénuries et de dépenses illégales de fonds et de stocks, les violations de la législation financière et économique.

Rapport de trésorerie

Comptable en chef comptable

7. Signe, avec le chef de l'organisation ou les personnes autorisées, les documents servant de base à l'acceptation et à l'émission des fonds et des stocks, ainsi que les obligations de crédit et de règlement.

Ordonnance de déblocage des fonds Ordonnance de déblocage des fonds

Directeur, chef comptable, comptabilité

8. Surveille le respect de la procédure de préparation des documents primaires et comptables, des calculs et des obligations de paiement de l'organisation.

Documents comptables primaires

Chef comptable comptable

9. Surveille le respect des règles et des délais établis pour réaliser un inventaire des fonds, des stocks, des immobilisations, des règlements et des obligations de paiement.

Calendrier d'inventaire

Chef comptable comptabilité

10. Surveille le recouvrement des comptes clients et le remboursement des comptes créditeurs à temps, ainsi que le respect de la discipline de paiement.

Rapports de rapprochement des plans de remboursement de la dette

Chef comptable comptable clients et fournisseurs de l'organisation

11. Contrôle la légalité de l'annulation des déficits, des créances et autres pertes des comptes comptables.

Factures, états de rapprochement, factures

Chef comptable comptable

12. Organise la réflexion en temps opportun dans les comptes comptables des transactions liées aux mouvements de biens, de passifs et de transactions commerciales.

Rapports sur les mouvements de biens

Chef comptable comptable

13. Organise la comptabilité des revenus et des dépenses de l’organisation, l’exécution des estimations de coûts, les ventes de produits, l’exécution des travaux (services), les résultats des activités économiques et financières de l’organisation.

Estimations des coûts, rapports sur les services (travaux) effectués

Chef comptable comptable

14. Organise des audits de l'organisation de la comptabilité et du reporting, ainsi que des audits documentaires dans les divisions structurelles de l'organisation.

Calendrier des mémos pour vérifier les documents comptables

Directeur comptable en chef, service comptable adjoint

15. Assure la préparation de rapports fiables pour l'organisation sur la base des documents primaires et des registres comptables, et leur soumission aux utilisateurs déclarants dans les délais impartis.

Rapports comptables

Chef comptable comptable

16. Assure le calcul correct et le transfert en temps opportun des paiements aux budgets fédéral, régionaux et locaux, des cotisations à l'assurance sociale, médicale et de retraite de l'État, des règlements en temps opportun avec les entrepreneurs et les salaires.

Caisse de pension, compagnie d'assurance

Comptable en chef du bureau des impôts

17. Élabore et met en œuvre des mesures visant à renforcer la discipline financière dans l'organisation.

Règles pour renforcer la discipline financière

Chef comptable comptabilité

Non.	Les fonctions de gestion	DevoirÔsti	RelationÔdépartements de couture	Document	MontrerUNteli
			entrée	sortie	entrée	sortie	entrée	sortie
	planification		chef comptable, comptabilité	directeur, chef comptable	dépenses des fonds, rapport de trésorerie, règles pour renforcer la discipline financière	rapport de dépenses
	organisation	2, 3, 7, 12, 13, 14, 15, 16	Service RH, comptabilité, directeur, chef comptable	chef comptable, service comptable, bureau des impôts, caisse de pension, compagnie d'assurance	ordre de licenciement/embauche, factures, documents comptables primaires, ordre d'émission de fonds, rapports sur les mouvements de biens, estimations de coûts, rapports sur les travaux (prestations) effectués, mémo, rapports comptables, plan de transfert de paiement	ordre d'émission des fonds, calendrier de vérification des pièces comptables, rapport sur le transfert des paiements
	contrôle		chef comptable, comptabilité, chef comptable	comptabilité, chef comptable, clients et fournisseurs de l'organisation	règlement intérieur du travail, documentation comptable primaire, calendrier des stocks, plan de remboursement des dettes, comptes, rapports de rapprochement, factures	actes de réconciliation
			service financier, service économique, service comptable	Chef comptable	indicateurs pour la comptabilité

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Etude de modélisation d'un dispositif médical d'un système d'analyse d'impulsions. La tâche d'évaluer le degré d'objectivité d'une méthode de modélisation par rapport à un objet. Utiliser la méthode de décomposition. Recommandations pour l'utilisation de l'algorithme de modélisation.

ROSYAYKINA E.A., IVLIEVA N.G.

TRAITEMENT DES DONNÉES DE TÉLÉDÉTECTION DE LA TERRE

DANS LE PACKAGE SIG ARCGIS1

Annotation. L'article traite des possibilités d'utilisation du package ArcGIS GIS pour le traitement des données de télédétection de la Terre. Une attention particulière est portée à la détermination et à l’analyse de l’indice de végétation NDVI.

Mots clés : télédétection, image satellite, progiciel ArcGIS GIS, indice de végétation NDVI.

ROSYAIKINA E.A., IVLIEVA N.G.

TRAITEMENT DES DONNÉES DE TÉLÉDÉTECTION AU MOYEN DU LOGICIEL ARCGIS

Abstrait. L'article considère l'utilisation du logiciel ArcGIS pour le traitement des données de télédétection. Les auteurs se concentrent sur le calcul et l'analyse de l'indice de végétation (NDVI).

Mots clés : télédétection, image satellite, logiciel ArcGIS, indice de végétation (NDVI).

Le traitement des données de télédétection (RSD) est un domaine qui se développe activement depuis de nombreuses années et est de plus en plus intégré aux SIG. Récemment, les informations spatiales ont été largement utilisées dans les activités de recherche des étudiants.

Les données raster sont l'un des principaux types de données spatiales dans les SIG. Ils peuvent représenter des images satellite, des photographies aériennes, des modèles numériques d'élévation réguliers, des grilles thématiques obtenues à la suite d'une analyse SIG et d'une modélisation d'informations géographiques.

Le package ArcGIS GIS comprend un ensemble d'outils pour travailler avec des données raster, qui vous permettent de traiter les données de télédétection directement dans ArcGIS, ainsi que d'effectuer une analyse plus approfondie à l'aide des fonctions analytiques SIG. L'intégration complète avec ArcGIS vous permet de convertir rapidement des données raster coordonnées spatialement d'une projection cartographique à une autre, de transformer et de géoréférencer des images, de convertir du format raster au format vectoriel et vice versa.

Dans les versions antérieures d’ArcGIS, le traitement professionnel des images raster nécessitait l’extension Image Analysis. Dans les dernières versions

1 Cet article a été soutenu par la Fondation russe pour la recherche fondamentale (projet n° 14-05-00860-a).

ArcGIS a ajouté un certain nombre de fonctions raster à son ensemble standard, dont beaucoup sont disponibles dans la nouvelle fenêtre Analyse d'image. Il comprend quatre éléments structurels : une fenêtre avec une liste de couches raster ouvertes ; un bouton Options pour définir les options par défaut de certains outils ; deux sections avec des outils (« Affichage » et « Traitement »).

La section « Affichage » rassemble les paramètres qui améliorent la perception visuelle des images sur l'écran du moniteur ; la section « Traitement » présente un certain nombre de fonctions pour travailler avec des rasters. Nos recherches ont montré que le panneau Traitement de fenêtre de la fenêtre Analyse d'image simplifie grandement la gestion des rasters dans ArcMap. ArcGIS prend également en charge la classification supervisée et non supervisée des images numériques. Pour l'analyse, vous pouvez également utiliser les fonctions des modules supplémentaires Spatial Analyst et 3D Analyst.

Pour l'étude, nous avons utilisé des images Landsat 4-5 TM : multispectrales (ensemble d'images archivées au format GeoTIFF) et une image synthétisée en couleurs naturelles au format JPEG avec référence de coordonnées. La résolution spatiale des images satellite est de 30 m. Les images ont été obtenues via le service EarthExplorer de l'US Geological Survey. Le niveau de traitement de l’image satellite multispectrale originale est L1. Ce niveau de traitement des images Landsat assure leur correction radiométrique et géométrique à l'aide de modèles numériques d'élévation (correction « terrestre »). Projection cartographique de sortie UTM, système de coordonnées WGS-84.

Pour former une image synthétisée - une transformation de luminosité largement utilisée d'une image multispectrale - l'outil "Fusionner les canaux" du groupe d'outils "Raster" a été utilisé. Selon les tâches à résoudre, les combinaisons de canaux peuvent être différentes.

Lors du traitement d’une image multispectrale, des transformations sont souvent effectuées pour créer des images « d’index ». Sur la base d'opérations mathématiques avec des matrices de valeurs de luminosité dans certains canaux, une image raster est créée et « l'indice spectral » calculé est attribué aux valeurs de pixels. Sur la base de l'image résultante, des recherches plus approfondies sont effectuées.

Pour étudier et évaluer l'état de la végétation, les indices dits de végétation sont largement utilisés. Ils sont basés sur les différences de luminosité des pixels dans les images dans les parties visibles et proches du spectre infrarouge. Il existe actuellement environ 160 options pour les indices de végétation. Ils sont sélectionnés expérimentalement sur la base

à partir des caractéristiques connues des courbes de réflectance spectrale de la végétation et des sols.

Notre étude s'est concentrée sur l'étude de la distribution et de la dynamique de l'indice de végétation NDVI. Le domaine d'application le plus important de cet indice est la détermination de l'état des cultures.

L'utilisation du bouton NDVI de la fenêtre Analyse d'image vous permet de convertir des images dans les zones de prise de vue proche infrarouge (NIR) et rouge (RED) et de calculer ce que l'on appelle l'indice de végétation NDVI comme la différence normalisée de leurs valeurs.

La formule de calcul du NDVI utilisée dans ArcGIS est modifiée : NDVI = (NIR - RED) / (NIR + RED)) * 100 + 100.

Il en résulte une image entière de 8 bits puisque la plage des valeurs de cellule calculées est de 0 à 200.

Le NDVI peut être calculé manuellement à l’aide de l’outil Raster Calculator dans Spatial Analyst. Dans ArcGIS, l'équation de calcul NDVI utilisée pour créer la sortie est la suivante :

NDVI = flotteur (NIR - ROUGE) /flotteur (NIR + ROUGE)).

Les travaux ont examiné les valeurs multitemporelles de l'indice NDVI calculé sur les terres agricoles de la ferme Krasinskoye dans le district de Dubensky de la République de Mordovie. L'enquête a été réalisée à partir du satellite Landsat 4-5 TM en 2009. Dates de l'enquête : 24 avril, 19 mai, 4 juin, 5 juillet, 23 août, 29 septembre. Les dates sont choisies de telle manière que chacune d’elles tombe à une période différente de la saison de croissance des plantes.

Les valeurs NDVI ont été calculées à l'aide de l'outil Raster Calculator de Spatial Analyst. La figure 1 montre le résultat des opérations effectuées dans une échelle de couleurs spécialement sélectionnée dans tout le district de Dubno.

L'indice est calculé comme la différence entre les valeurs de réflectance dans les régions proche infrarouge et rouge du spectre, divisée par leur somme. En conséquence, les valeurs NDVI varient entre - 1 et 1. Pour la végétation verte, qui a une réflectivité élevée dans la région proche infrarouge du spectre et absorbe bien le rayonnement dans la plage rouge, les valeurs NDVI ne peuvent pas être inférieur à 0. Les raisons des valeurs négatives sont principalement la nébulosité, les étangs et la couverture neigeuse. Les très petites valeurs NDVI (inférieures à 0,1) correspondent aux zones sans végétation, les valeurs de 0,2 à 0,3 représentent les arbustes et les prairies, et les grandes valeurs (de 0,6 à 0,8) représentent les forêts. Dans la zone d'étude, d'après les rasters obtenus, représentant

Valeurs NDVI, il est facile d'identifier les plans d'eau, la végétation dense,

nuages, et mettent également en évidence les zones peuplées.

Échelle de valeurs Ø1

Riz. 1. Raster synthétisé de la distribution KOU1.

Les champs occupés par certaines cultures agricoles sont plus difficiles à déterminer, notamment en raison du fait que la saison de croissance varie selon les différentes cultures et que la phytomasse maximale se produit à des dates différentes. Par conséquent, comme source de travail, nous avons utilisé un diagramme des champs de cultures agricoles de la ferme Krasinskoye dans le district de Dubensky pour 2009. La carte a été coordonnée dans le SIG et les champs occupés par les cultures agricoles ont été numérisés. Pour étudier l'évolution des valeurs de l'indice COU1 au cours de la saison de croissance, des parcelles tests ont été identifiées.

Le logiciel des systèmes raster permet une analyse statistique des séries de distribution compilées à partir de toutes les valeurs des éléments raster ou de valeurs individuelles (appartenant à n'importe quelle zone d'étude).

Ensuite, à l'aide de l'outil « Statistiques zonales vers table » du module « Spatial Analyst », en utilisant les valeurs des cellules situées dans les zones sélectionnées (zones avec différentes cultures), des statistiques descriptives de l'indice ont été obtenues - maximum, minimum et valeurs moyennes, dispersion, écart type et somme (Fig. 2). De tels calculs ont été effectués pour toutes les dates de tournage.

Riz. 2. Détermination des valeurs NDVI à l'aide de l'outil Spatial Analyst « Zonal Statistics to Table ».

Sur leur base, la dynamique de l'un ou l'autre indicateur statistique calculé pour des cultures agricoles individuelles a été étudiée. Ainsi, le tableau 1 présente l'évolution des valeurs moyennes de l'indice de végétation étudié.

Valeurs moyennes de l'indice NDVI des cultures agricoles

Tableau 1

Blé d'hiver 0,213 0,450 0,485 0,371 0,098 0,284

Maïs 0,064 0,146 0,260 0,398 0,300 0,136

Orge 0,068 0,082 0,172 0,474 0,362 0,019

Orge de brasserie 0,172 0,383 0,391 0,353 0,180 0,147

Graminées vivaces 0,071 0,196 0,443 0,474 0,318 0,360

Graminées annuelles 0,152 0,400 0,486 0,409 0,320 0,404

Vapeur pure 0,174 0,233 0,274 0,215 0,205 0,336

L'image des variations de diverses caractéristiques statistiques numériques des valeurs de l'indice K0Y1 au cours de la saison de croissance est plus clairement affichée par des images graphiques. La figure 3 montre des graphiques basés sur les valeurs d'indice moyennes pour des cultures individuelles.

Blé d'hiver

août septembre

Riz. 3. Dynamique des valeurs COC1 sur le territoire occupé par : a) le blé d'hiver ; b) l'orge ; c) le maïs.

Vous pouvez remarquer que les minimums et maximums des valeurs KBU ! tombent à des dates différentes en raison de la durée différente de la saison de croissance de chaque culture et de la quantité de phytomasse. Par exemple, la valeur KBU la plus élevée ! le blé d'hiver apparaît dans la deuxième décade de juin et le maïs - début juillet. Une augmentation progressive de la quantité de phytomasse est observée dans l'orge et les graminées annuelles. Les valeurs égales de jachère nette tout au long de la saison de croissance sont dues au fait qu'il s'agit de sols ouverts et cultivés, et à une augmentation de la valeur du BFC ! en septembre peut théoriquement être associé aux semis des cultures d'hiver.

Valeurs KBU ! sont liés à la localisation de la zone d’étude, notamment à l’exposition et à l’angle d’inclinaison des pentes. Pour plus de clarté, un raster synthétisé avec des valeurs KBU ! le 23 août a été combiné avec un lavage de secours, construit sur la base du modèle numérique global de relief BYTM (Fig. 4). On voit que dans les endroits de dépression (vallées fluviales, ravins) le BBU valorise ! plus.

Riz. 4. Combinaison de raster avec des valeurs KBU ! et lavage de coupure et de relief.

En plus des images LapeBa1 pour calculer les valeurs BBU ! Vous pouvez également utiliser d'autres données de télédétection, par exemple les données du spectroradiomètre MOBK.

Basé sur des valeurs BBU multitemporelles calculées ! Diverses cartes peuvent être construites, par exemple des cartes pour évaluer les ressources agricoles de la région, suivre les cultures, évaluer la biomasse de la végétation non ligneuse, évaluer l'efficacité de la remise en état, évaluer la productivité des pâturages, etc.

Les études menées ont clairement démontré la possibilité d'utiliser le progiciel ArcGIS GIS pour le traitement des données de télédétection terrestre, y compris le calcul et l'analyse de l'indice de végétation NDVI, dont le domaine d'application le plus important reste la détermination de l'état des cultures.

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