ИССЛЕДОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРИРОДООБУСТРОЙСТВЕ И ВОДОПОЛЬЗОВАНИИ.

Е.В. Башаева

Студентка 2 курса магистратуры по направлению

Природообустройство и водопользование

Актуальность.Актуальность выбранной мной темы обусловлена тем, что на сегодняшний день существует несомненная необходимость широкого применения информационных технологий в различных областях человеческой деятельности, в том числе и в системах природообустройства и водопользования. 

Цель. Определить преимущества различных информационных технологий и программ в сфере природообустройства.

Задача исследования.Адаптировать различные современные информационные технологии и программные продукты для применения их в сфере природообустройства.

     Оценка состояния, прогнозирования и принятие управленческих решений в природно-ресурсном комплексе неразрывно связанны с необходимостью осуществления сбора, передачи, хранения и системного анализа многочисленного потока информации. Традиционные технологии заключаются в обработке табличных данных и формированию текстовых описаний. Массовую применяемость имеют Microsoft Word и Excel, в меньшей мере Microsoft Access и другие.

     В современном мире есть множество информационных систем, которые распространены и ими умеет пользоваться практически каждый человек. Задача заключается в том, чтобы их адаптировать для применения в сфере природообустройства, водопользования и т.д..

     Информационная технология WhatsApp, возможно для применения информирования населения при чрезвычайных ситуациях, защите от угроз природного и техногенного характера. В регионах с высокой сейсмоактивностью, при фиксации сигнала о землетрясении по WhatsApp всем жителям региона будут отправлены сообщения об опасности.

    Так же можно использовать и другие информационные сервисы, такие как «В контакте», «Mail.ru», «Facebook» , «Instagram», «Twitter», «Skipe». Там можно организовывать группы, где можно выкладывать свои научные публикации и совместно работать над новыми проектами в области природообустройства. Делиться выходами различных научных изданий, проводить конференции в режиме on-line.

        Есть еще международная социальная сеть на английском языке ResearchGate , посвященная исследовательскому процессу. Изначально идея состояла в том, чтобы способствовать проведению исследований посредством коммуникации — то есть пользователь может задавать вопросы коллегам, интересующимся схожими задачами. Необходимо указать в профиле свой вопрос и поставить к нему как можно больше тегов, чтобы кто-нибудь из прочих пользователей сети, число которых на сегодня превышает 2 млн человек, смог что-нибудь подсказать. За посты можно голосовать как «лайком», так и «дислайком», в зависимости от которых они передвигаются в ленте новостей и, соответственно, получают больше или меньше просмотров.

      Кроме того, ResearchGate публикует подробные списки научных конференций по всему миру, а также предлагает пользователям раздел, посвященный вакансиям в различных научных институциях. Также можно публиковать собственные научные работы или искать чужие. База данных обширна, и сообщество регулярно обновляется. Сайт также рекламирует себя как ресурс, позволяющий не просто найти сообщников, но и коллабораторов для претворения в жизнь ваших идей и проектов.

    Так же хочется познакомить с глобальная общественная организация «Авааз», основанной в январе 2007 года и занимающаяся организацией социально-политических кампаний по широкому кругу вопросов, в частности, изменению климата, защите животных. Целью Авааз считается реализация следующего принципа: «преодолеть разрыв между миром, в котором мы живем, и миром, в котором хотело бы жить большинство людей». Сообщество организует кампании на 15 языках и к июлю 2016 года насчитывает свыше 43 миллионов членов по всему миру. Согласно The Guardian, «несмотря на то что Авааз всего пять лет, организации уже удалось стать самой большой и влиятельной онлайн-сетью, которая объединяет активистов по всему миру».

     Например 12 декабря 2009 года Авааз организовал акцию в 139 странах мира, в ходе которой члены зажгли 3 241 свечу, чтобы призвать участников конференции ООН по изменению климата подписать соглашение с конкретным планом по противодействию изменению климата. Также Авааз разместил в Financial Times объявление «Новый зелёный курс» с призывом к мировым лидерам «профинансировать борьбу за спасение мира».

      Продолжая серию кампаний по защите окружающей среды и биологического разнообразия, Авааз поддержал европейских юристов и политиков, призывающих к введению немедленного запрета на использование пестицидов группы неоникотиноидов, применение которых приводит к гибели миллиардов пчел по всему миру. В результате, Еврокомиссия прислушалась к мнению общественности и рекомендовала ввести запрет на использование 3 наиболее опасных ядов.

         Для обработки информации имеется значительное количество географических информационных систем (ГИС).

             Геоинформационные системы (ГИС) активно используются для решения научных и практических задач, включая планирование и управление на городском, региональном и федеральном уровнях, комплексное многоаспектное изучение природно-экономического потенциала регионов, инвентаризацию природных ресурсов, проектирование транспортных магистралей и нефтепроводов, экологический мониторинг, обеспечение безопасности человека и т. д. Опыт использования позволяет констатировать широкий спектр и эффективность применения геоинформационных систем в профессиональной деятельности современного специалиста.

Особое место ГИС занимают в природоохранной деятельности, являясь основной системой поддержки принятия решений. При этом важно подчеркнуть именно координатную привязку объектов (и описывающих их атрибутов) различной сложности (точечные, линейные, площадные, поверхности) в географических системах, а также возможность реализации топологических покрытий при построении карт, отсутствующие в автоматизированных системах. Топологические покрытия представляют наложение друг на друга нескольких различающихся по содержанию тематики картографических объектов: населенные пункты, скважины – точечные объекты, речная сеть, тектонические нарушения – линейные объекты, литологические разности пород, выходы интрузий – площадные объекты, рельеф местности, изолинии содержаний химических элементов и значений физических полей – поверхности.

   Основой создания географических систем послужили, с одной стороны, картографические системы, направленные на построение карт различного назначения: географических, топографических, геологических, планов городов, лесных массивов, земельных угодий и т.д., с другой стороны, информационно-поисковые системы, обеспечивающие быстрый поиск требуемой записи, массива, файла по их символам.

            В свою очередь географические информационные системы Arc Info и Arc View, как наиболее распространенные в России, не предназначенные изначально для решения задач природопользования: геокартирование, прогноз и поиски месторождений полезных ископаемых, изучение глубинного строения земной коры, геоэкология, мониторинг природных систем, – определили развитие геоинформационных технологий на базе синтнза автоматизированных систем обработки данных (АСОД) и географических систем (ГИС).

             ArcInfo (ранее назывался Arc/Info) — семейство программных продуктов американской компании ESRI, одного из лидеров мирового рынка геоинформационных систем. Дальнейшим развитием стал выход ArcView, графической оболочки для визуализации цифровых данных подготовленных с помощью Arc/Info. К версии ArcView 3 превратился в полноценный инструмент для работы с цифровыми картами, не хранящих данные о топологии.

Самая поразительная особенность в ARC/INFO 8 – это новая среда пользователя. ARC/INFO 8 доступна через три новых приложения, которые представляют фундаментальные методы взаимодействия людей с ГИС – карты, данные и инструменты.

              В базовый комплект ARC/INFO 8 внедрен высокий уровень общего управления городскими коммуникациями и редактирования. Это означает, что в этом базовом пакете разработчики могут создать облегченные приложения и сделать это быстро.

         ArcFM – это семейство приложений управления городскими коммуникациями в ARC/INFO 8. Эти приложения определены в специфические модели данных с некоторыми программными средствами для этих пользовательских сред. Они были спроектированы для совместного использования общей модели данных, инструментов и интерфейсов пользователей, а также для создания интегрированного решения в области коммуникаций. Они включают шаблоны для коммуникаций воды, газа, электричества и других утилит.

          АСОД до сих пор играют важную роль при решении задач природопользования. Любая высокоорганизованная АСОД состоит из базы данных (БД), системы управления базой данных (СУБД) и пакета прикладных программ (ППП), определяющего содержательную функцию системы. Различают методно-ориентированные АСОД с задачами обработки и интерпретации данных конкретного геофизического (или геохимического) метода и проблемно-ориентированные АСОД с задачами комплексного анализа геолого-геофизическихданных для решения конкретных задач природопользования.

           Многоуровневый (космос – воздух – земля – скважина) и комплексный (различные виды геофизических, геохимических исследований) характер геолого-геофизических данных определил необходимость развития принципиально новых геоинформационных систем, ГИС-технологий, ориентированных на интегрирование исходных данных и результатов их обработки и интерпретации для различных методов, съемки по которым проведены на разных уровнях наблюдений. Подобной системой, обеспечивающей решение широкого спектра задач природопользования, в настоящее время в России является система ГИС ИНТЕГРО, созданная в лаборатории геоинформатики ВНИИ геосистем, и аналогов которой за рубежом пока не существует.

Инновационные аспекты ГИС INTEGRO

· визуализация объектов различной пространственной локализации (карты, разрезы, скважины, 3D-модели);

· синхронизация в рамках многооконной системы, в том числе окон, содержащих объекты различной пространственной локализации;

· поддержка топологической корректности карт и наличие редактора, поддерживающего как внутрислойную, так и межслойную топологию;

· наличие программных блоков для решения специализированных геологических задач;

· инструментарий 3D-моделирования геологического строения земной коры, в том числе на основе мелкомасштабной информации.

Решаемые задачи

· автоматизированное создание карт геологического содержания,

· аналитическая обработка геофизических данных

· построение комплексных 2D- и 3D-моделей земной коры,

· прогноз полезных ископаемых,

· геолого-экономический подсчет запасов,

· прогноз и оценка экологических ситуаций.

Рисунок 1 – Пример работы программы ГИС ИИНТГРО

Так же предлагаю к рассмотрению несколько программ, которые помогут в сфере природообустройства и водопользования.

       Программный комплекс «Зеркало++» обеспечивает прогноз загрязнения водных объектов относительно действующих и проектируемых выпусков сточных вод, нормирование загрязняющих веществ в сбросах, распределение квот сброса между предприятиями. По своим функциональным возможностям ПК «Зеркало++» является автоматизированной системой для подготовки принятия решений по управлению качеством поверхностных водных объектов

     ПК «Зеркало+ +» выполняет следующие основные функции: производит расчеты полей концентраций загрязняющих веществ в водных объектах и нормирование 3В в сбросах (расчет ПДС /ВСС) с учетом неравномерности сброса сточных вод, их количественных и качественных характеристик, фоновой концентрации 3В, их физического разбавления, выпадения в осадок, химического распада и размыва взвешенных веществ, климатических и географических условий; автоматически (оптимизирующий алгоритм) или директивно (указывается процент снижения сброса для конкретных предприятий) перераспределяет свободные квоты сброса между предприятиями, исходя из объемов фактических сбросов, расположения выпусков относительно контрольного створа и других показателей; производит расчет перспективы изменения сбросов 3В в соответствии с планом водоохранных мероприятий водопользователей и перераспределением квот сбросов; производит расчет объема и массы поверхностного стока с территории промышленных предприятий (ливневые стоки);

Программа «Платное водопользование» предназначена для расчета платежей в федеральный и местный бюджеты за пользование водными объектами по бассейнам рек, озерам, морям и экономическим районам. Пользователями этой программы могут быть как регионы (организации, занимающиеся сбором и обобщением информации в регионе), так и отдельные предприятия, осуществляющие платежи за водопользование. Прием/передача данных от предприятий осуществляется в автоматизированном режиме. При этом используются встроенные в программу модули экспорта/импорта информации. Принятая от предприятий информация обобщается с формированием сводных отчетов по районам, городам, по бассейнам и т. д.

Рисунок 2 – Программные комплексы используемы в сфере природообустройства и водопользования.

Основные возможности программы: ведение реестра водопользователей (фактическое водопотребление); ведение базы данных лицензий и временных разрешений на пользование водными объектами (в части, касающейся платного водопользования); формирование региональной системы ставок платы за пользование водными объектами, не противоречащих федеральным и региональным правовым и инструктивно-методическим документам; расчет суммы платы за водопользование; учет платежей предприятий; формирование и печать отчетов для МПР России; формирование и печать налоговой декларации предприятия; обмен информацией для различных пользователей программы.

          Программный комплекс «Модульный ЭкоРасчет» предназначен для расчетов валовых и максимально-разовых выбросов (выделений) загрязняющих веществ от различных производств, оборудования, технологических процессов и операций. Комплекс построен по модульному принципу и состоит из набора модулей, которые могут использоваться как автономно, так и во взаимодействии с другими модулями.

      ПК «Модульный ЭкоРасчет» применяется при выполнении следующих работ: проведении инвентаризации и нормирования выбросов загрязняющих веществ; разработке проектов нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ); составлении экологических паспортов и заполнении разделов «Охрана атмосферного воздуха»; определении уровня воздействия отдельных источников выбросов на состояние воздушной среды; прогнозировании величины выбросов на перспективу и разработке воздухоохранных мероприятий. По результатам расчетов формируются таблицы с величинами максимально-разовых и валовых выбросов загрязняющих веществ «по операциям». Кроме таблиц, в отчетах содержится полный набор введенных исходных данных и расчетные формулы из методик, по которым производятся расчеты (протокол расчета). Алгоритмы расчетов основаны на действующих утвержденных нормативных документах и методиках. Удельные показатели выделения загрязняющих веществ на единицу оборудования, технологические нормативы выделений для наиболее распространенных материалов и операций и другие характеристики, приведенные в действующих методиках, заложены в программу в виде встроенных справочников. Возможно добавление или корректировка содержащейся в них информации.

 Заключение. В ходе исследования было рассмотрено применение таких информационных технологий, такие как «WhatsApp», «В контакте», «Mail.ru», «Facebook» , «Instagram», «Twitter», «Skipe», социальная сеть на английском языке ResearchGate, глобальная общественная организация «Авааз», ГИС, Arc Info и Arc View, ГИС INTEGRO. Так же были изучены некоторые программные комплексы. Например, «Платное водопользование», «Модульный экорасчет», «Зеркало++». Каждая из данных информационных технологий, имеет свое практическое применение на практике и в зависимости от обстоятельств и ситуации должна применяться та или иная, конкретная программа. Возможно их использование в комплексе. 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. 6 социальных сетей для ученых. Режим доступа: https://theoryandpractice.ru/posts/5758-6-sotsialnykh-setey-dlya-uchenykh-obshchenie-s-inostrannymi-issledovatelyami-i-dostup-k-ikh-publikatsiyam.–10.02.2017

2. Авааз-мир в действие. Режим доступа:https://secure.avaaz.org/page/ru/about/.– 04.05.2017

3. Информационные технологии в оценке окружающей среды. http://diplomba.ru/work/131463.–21.07.2017

4. Новая ГИС для нового тысячелетия. Режим доступа:http://loi.sscc.ru/gis/data_model/ARC8_newGIS.htm.–14.01.2016

5. Грачев А.В., Орлов В.Ю. Учебное пособие «Информационные технологии в экологии и природопользовании. – Ярославль, 2013. –11с.

6. Сарапулова Т. В., Тайлакова А. А., Трофимов И. Е. Применение информационных технологий для реализации методики анализа эколого-экономической эффективности природоохранной деятельности // Молодой ученый, 2013.–214с.

7. Черемисина Е.Н., Никитин А.А. Учебное пособие «Геоинформационные системы в природопользовании». – Москва, 2012. –2 с.