Эта работа опубликована в сборнике статей с материалами трудов 1-ой международной телеконференции "Проблемы и перспективы современной медицины, биологии и экологии". Название сборника "Фундаментальные науки и практика Том 1, №1"

Посмотреть обложку сборника

Скачать информацию о сборнике (в архиве: обложка, тит. лист, оглавление, список авторов)

Астраханский государственный технический университет

Устьевая область Волги - важнейший в хозяйственном и экологическом отно-шении регион российского побережья Каспия и самого моря. Дельта Волги, которая  по своему экономическому потенциалу и степени хозяйственного освоения не имеет себе равных среди устьевых областей рек России - является важнейшим рыбо¬промысловым районом России, а северная часть Каспия играет особо важную роль в формировании и поддержании биологической продуктивности всего моря. В связи с этим стратегия охраны окружающей природной среды Северного Каспия традиционно и вполне обоснованно строилась на принципах приоритета рыбного хозяйства. Уни-кальность данного региона нуждается в проведении мелиорации данного водоема, а также соблюдение требований по охране и рациональному использованию заповедной зоны северного Каспия. Развитие работ по реконструкции мелиоративных систем тре-бует разработки особых требований к проведению на них гидрогеологических работ, основной частью которых должен быть гидрогеологический мониторинг, служащий для получения и накопления информации по огромным территориям, охватывающим многие десятки миллионов гектаров. Поэтому успешная их реализация немыслима без применения современных дистанционных методов.
Освобождение водоемов от излишней растительности диктуется необходимо-стью создания трасс для свободной миграции рыб из моря в дельту Волги и обратно. Запущенное состояние отдельных банков-протоков, тормозящих развитие рыбного хозяйства и судоходства, потребовало проведения дноуглубительных работ на рыбо-ходных каналах, имеющих большое значение для рыбной отрасли. Мелеющие участ-ки каналов-рыбоходов требуют проведения периодических дноуглубительных ра-бот.
Для создания благоприятной гидрологической обстановки, условий комфорт-ного обитания частиковых рыб в дельте реки Волги необходимо    комплексное     проведение    мелиоративных    работ, включающее в себя выкос водной растительно-сти и боронование водотоков, углубление каналов-рыбоходов [1].
      Развитие мобильных компьюте¬ров внесло кардинальные измене¬ния в область ГИС технологий. Поя¬вилась возможность брать с собой в поле ГИС - данные и инструмен-ты и работать с ними непосредственно на месте наблюдений. Мобильные ГИС объе-диняют целый ряд компо¬нентов собственно ГИС, мобиль¬ные устройства, GPS, бес-провод¬ные коммуникации для обеспечения доступа к ГИС через Интернет.
       Существенную помощь при оценке площадей, подлежащих рыбохозяйственной мелиорации, может дать применение мобильных комплексов на базе карманного компьютера с соответствующим программным обеспечением и GPS-навигатора. В своей работе мы использовали ArcPad -  программное обес¬печение для решения задач мобиль¬ных ГИС. Этот продукт представля¬ет собой интегрированное решение задач картографирования, ГИС и GPS-съемки для полевых работ с использованием порта-тивных компьютеров и мобильных уст¬ройств.
      Традиционно, процесс складывался из сбора данных в поле,  их последующего ввода в ГИС и редактирования, что  тре¬бовало больших затрат времени  и являлось источником ошибок в дан¬ных. Так как при этом в качестве ос¬новы мы использовали бумажные карты (в частности Генерального штаба), полученные  данные  фикси¬ровались на бумаге, а затем вруч¬ную вводились в базу данных ГИС. Это приводило к снижению  точ¬ности по¬лученных данных, иногда к их потере, задержке  пос¬тупления данных и, соответственно, на некоторое время откладывалась их последующая обра-ботка и ана¬лиз средствами ГИС.
       Последние разработки в облас¬ти мобильных технологий обеспечили возможность работы с цифровыми данными  ГИС    прямо   в  поле.    Теперь, имея портативный компью¬тер, устройство для обеспечения беспроводного выхода в Интернет и соответ-ствующее программное обеспечение, можно, находясь в поле редактировать корпора-тивную базу данных ГИС, обеспечивая пос¬тупление новых данных в режиме реально-го времени.
         ArcPad обеспечивает выбор инструментов для решения задач мобильной ГИС.         Среди функций ArcPad присутствуют:
    поддержка стандартных векторных и растровых форматов;
    ввод и редактирование простра¬нственных данных  с  помощью курсора мыши, пера или GPS;
    автономное редактирование данных в ArcPad с последующим внесением измененных данных в центральную базу данных ГИС;
    интеграция с GPS, включая навигацию по GPS;
    инструменты работы с картой, такие как масштабирование и  перемещение,   пространственные закладки, центрирование по текущей GPS позиции;
    запросы к данным для иденти¬фикации объектов отображения гиперссылок и поиска объектов
    измерение по карте расстояний, площадей и углов;
    возможность разработки прило¬жений для автоматизации поле¬вых работ [2]
      В мировой практике использование спутниковой навигации и ГИС является об-щепризнанным стан¬дартом. Умение эффективно применять ГИС становится неотъем-лемым элементом профессиональной культуры современного специалиста. В свою очередь, роль ГИС расширяется от инструмента сбора, обработки, анализа и управле-ния пространственными данными до средств, обеспечивающих коммуникацию, взаи-модействие и основы для проведения комплексных рыбохозяйственных  исследова-ний.
Для  оценки площадей зарастания водной растительностью был собран мобиль-ный программно-аппаратный комплекс, включающий спутниковый навигатор GPS Garmin 76 map, карманный компьютер HP iPAQ 214 на базе операционной системы Windows Mobile 6 Classic. Так как навигатор комплектуется интерфейсным кабелем COM,  а карманный компьютер (КПК) имеет разъем мини-USB, то их совместная ра-бота осуществлялась специальным программным обеспечением и адаптером COM-USB.  Это позволяет непосред¬ственно в полевых условиях проводить сбор данных для ГИС, обновлять существующие  данные, осуществлять нави¬гацию по карте.
    Прибор  Garmin 76 map, обеспечивает необходимую точность координат не только на открытой местности, но также в камышах, он прост и надежен в эксплуатации, имеет большую продолжительность автономной работы. При высоких зарослях ка-мыша в узких протоках возможно ослабление сигнала. В этом случае использовалась внешняя антенна, поднимаемая на штанге. Обмен информацией между GPS-приемником и настольным компьютером осуществляется через СОМ-порт под управ-лением программы Garmin MapSourse,  установленной на ноутбуке. Она позволяет копировать данные из памяти навигатора, проецировать точки, маршруты, сети наблюдений и загружать их в память приемника, экспортировать координаты точек СРЗ в текстовые файлы или электронные таблицы с целью дальнейшего импорта в геоин-формационную систему.
    Используя электронную карту и сред¬ства спутниковой навигационной системы,  комплекс под управлением прог¬раммы ArcPad позволяет, непре¬рывно определять  местоположение на местности, выполнять надежную и достоверную топопривязку точек наблюдений при проведении гидрологических и рыбохозяйственных исследо-ваний. При этом он оказывается более эффективным и точным инстру¬ментом про-странственной привязки данных, чем действующий в отдельности приемник СРЗ. Это достигается благодаря воз¬можности использовать процедуру осреднения координат, а также опциям ограничения PDOP - фактора снижения точности определения коорди-нат из-за нерав¬номерного расположения спутников на небесной сфере, ЕРЕ -  при-ближенной погрешности позицио¬нирования, 3D Оnly - режима определения коорди-нат не менее чем по четырем спутникам [3].
        Приложения Windows Mobile 6 Classic и программа ArcPad поддерживают фор-маты данных, совместимые с приложениями для настоль¬ных систем, поэтому собран-ные данные можно импортировать в настольную ГИС, в качестве которой мы исполь-зовали  ArcView. Та¬кой подход позволил автоматизировать весь цикл обработки дан-ных и исключить  ручные операции, часто являю¬щиеся главным источником ошибок.
    В процессе полевых работ координаты точек наблюдения записывают в память приемника GPS, при этом компьютер ГИС-комплекса используется для записи и об-работки данных текущих геофизических измерений. По окончании работы в поле ко-орди¬наты и данные из мобильного комплекса копируются в память ноутбука, обраба-тываются и импортируются в ArcView, где сохраняются в цифровой форме и в виде карт, с нанесенными на ней точками, где производились измерения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Катунин Д.Н., Бережнов Г.В., Немошкалов С.М. «Мелиорация малых водотоков дельты р. Волги». Астрахань: Изд-во «ЦНТЭП», 2003. – С. 104.
2. А. Наймушина. ArcPad- мобильное звено вашей ГИС// ArcReview, №3(30), 2004.
3. А.В.Баделин. Мобильные ГИС на геологическом факультете Санкт-  Петербург-ского государственного университета // ArcReview, №4(35), 2005