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 интернета.
- 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 инструменты - 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 контуры 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 #
Фотографии на карте #
Помимо фотографий прикладываемых к объектам на карте у команды накопились и “обычные” фотографии, сделанные обычной камерой и хранящиеся в памяти телефона. Если это выставлено в настройках операционной системы, у таких фотографий появляются координаты, они прописываются в специальных тегах в каждой фотографии (т.н. EXIF-теги).
Такие отдельно сделанные фотографии с координатами, прописанными в них, были превращены в слой данных с помощью инструмента Фото с EXIF в слой Веб ГИС.
Если в настройках телефон забыли выставить разрешение прописывать координаты или они не были сделаны по какой-то еще причине — не беда. Фотографии, у которых не было координат в EXIF, но было точное время съемки, были привязаны к карте с помощью треков описанных выше и инструмента Добавление координат к фотографиям.
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.
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).