Введение #
Эта заметка рассказывает о том как устроена геоинформационная система Кижского заказника. Заметка также описывает то, как создавалась система, как собираются полевые данные и другие ее функции.
Кижский заказник (далее Кижи) - государственный природный заказник федерального подчинения в Медвежьегорском районе Республики Карелия. Располагается в акватории Кижских шхер Онежского озера (ru-wiki). Административно заказник подчиняется Водлозерскому национальному парку. В границах заказника находится известный музей-заповедник «Кижи».
Этнографический очерк по истории Кижей можно прочитать тут.
Основная ссылка: vodlozero.nextgis.com
По ссылке можно посмотреть интерактивную карту со всеми данными. На данный момент все материалы доступны публично в режиме чтения (анонимному пользователю изменить ничего не получится).
Условия работы #
- Частичное наличие сотового сигнала и интернет.
- Температура около 15.
- Отсутствие помех для GPS сигнала.
- Водные и пешие маршруты.
Состав рабочей группы: геоботаник, ландшафтовед, почвовед, лесник, специалист по ГИС.
Перечень программного обеспечения #
Перечень использованного ПО и ссылки, чтобы не повторять их в тексте.
- NextGIS Web - база данных и интерактивные карты.
- NextGIS Mobile - весь мобильный сбор данных в поле, треки, точки, фото, слои. Приложение для Android.
- NextGIS Toolbox - набор дополнительных инструментов для разных операций, ссылки на конкретные - в тексте.
- NextGIS Connect - модуль для ГИС QGIS предназначенный для обмена данными между настольной и Веб ГИС.
- NextGIS QGIS - настольная ГИС для базовой работы с данными, можно использовать и обычный QGIS.
Исходная ГИС #
Перед началом данной работы А.В. Коросовым была создана локальная ГИС в QGIS. Эта ГИС легла в основу дальнейшей работы.
Основные группы информационных слоёв #
Каждая группа содержит один или больше информационных слоёв.
- ВИДЫ - отдельные находки видов.
- ФОТОГРАФИИ - слои с различным фотографическим материалом привязанным к карте
- ПОМОЩЬ - слои для ориентирования на местности, названия озер, деревень и др.
- ИНФРАСТРУКТУРА - границы ООПТ, охранной зоны музея-заповедника, квартальная сеть и др.
- ГЕОЛОГИЯ - четвертичные отложения, грунты и др.
- БИОТОПЫ - границы биотопов, растительности, землепользования различных периодов времени.
- ТОПОГРАФИЯ - отдельные слои с топографических карт, речная сеть, горизонтали, глубины и др.
- ГРИД - растровые карты растительности и ландшафтов.
- LANDCOVER - растровые данные о ландшафтном покрове из различных источников.
Недостатки локальной ГИС #
Готовая ГИС это важное условие обеспечивающее успех проекта. Однако, локальная ГИС имеет ряд значительных технологических недостатков:
- Затруднен обмен данными с потребителями. Обмен файлами - это очень медленно и неудобно, сложно доставлять обновления.
- Нужна установка дополнительного ПО для работы
- Сложности с многопользовательской работой
В качестве иллюстрации — типовое сообщение в телеграм:
Веб ГИС и интерактивная карта #
Исходя из упомянутых выше недостатков, до начала полевых работ сразу конвертируем локальную ГИС в Веб с помощью NextGIS Connect.
Веб ГИС - это база пространственных данных размещенная на сервере. Веб ГИС обеспечивает единообразные механизмы доступа и обмена данными. Доступ к материалам размещенным в Веб ГИС можно осуществлять из настольных, мобильных программ и через браузер. Веб ГИС развернута на основе NextGIS Web.
Из загруженных данных в Веб ГИС можно создать неограниченное количество Веб карт. В данном случае, мы обойдемся одной, содержащей все слои. Карта создается автоматически при загрузке данных с помощью NextGIS Connect.
Другими словами — один проект QGIS превращается в одну Веб-карту.
Время загрузки данных и создания карты: 20 минут.
Запись треков #
Треки перемещений записывали с помощью NextGIS Mobile и отображались вместе со всеми остальными данными. Трек писался непрерывно в течение целого дня.
- Минимальное время обновления: 2 секунды
- Минимальное расстояние обновления: 10 метров
Треки автоматически синхронизовались с Веб ГИС, что исключало потерю данных.
Просмотр данных в поле #
Любые данные загруженные в Веб ГИС можно было брать с собой в поле. При наличии связи и интернета подключать слои можно было прямо в поле. Если выезд планировался туда, где связи нет, то в NextGIS Mobile можно было загрузить слои заранее.
При работе офлайн можно смотреть и контура объектов и всю атрибутивную информацию по каждому контуру.
Координация маршрутов обследований #
Перед выходом в поле координатор выбирал нужные участки для обследования и отмечал их в специальном слое на Веб-карте.
Данный слой был подключен у всех участников и благодаря автоматической синхронизации сразу обновлялся и в NextGIS Mobile. Не нужно было ничего специально передавать и подгружать заново.
Внесение экспресс-описаний и находок видов #
Быстрая привязка фотографий #
Отдельно сделанные фотографии с координатами прописанными в фотографии были превращены в слой данных с помощью exif2resource.
Камеральная работа с данными #
После работы в поле проводилась камеральная работа с полученными данными в NextGIS QGIS.
Например, с помощью обработки в ГИС был создан слой переходов ландшафтов между картами биотопов 1886 и 2004 гг. Использовались стандартные методы ГИС-анализа. Единственная особенность, данные брались уже из единого источника центральной базы данных (Веб ГИС) и результат тут же подгружался обратно в базу данных для общего пользования. Кто-то смотрел результат в браузере, кто-то подгружал его в мобильные устройства для дальнейшей верификации в поле на следующий день.
Выводы #
Наличие продвинутого средства командной работы описанного в этой статье не отменяет необходимости в полноценных научных исследованиях, но значительно улучшает доступ к данным и координацию групп работающих в поле.