Автоматизированные системы проектно-изыскательских работ в природообустройстве

В управлении землепользованием и в ведении городского хозяйства одним из основных видов продукции является информация (в том числе картографическая), получаемая на основе имеющихся данных. При решении экологических задач с помощью ГИС акцент на продукцию несколько иной. В ходе экологического наблюдения (мониторинга) осуществляют сбор и совместную обработку данных, относящихся к раз личным природным средам, моделирование и анализ экологических процессов и тенденций их развития, а также использование данных при принятии решений по управлению качеством окружающей среды.

Результат экологического исследования, как правило, представляет оперативные данные трех типов: констатирующие ( измеренные параметры состояния экологической обстановки в момент обследования), оценочные ( результаты обработки измерений и получение на этой основе оценок экологической ситуации), прогнозные ( прогнозирующие развитие обстановки на заданный период времени).

Большое число организаций (федеральных, муниципальных, ведомственных) в Москве занимаются независимо друг от друга сбором данных о состоянии параметров объектов окружающей среды. Производится контроль состава атмосферного воздуха, количества выбросов промышленных предприятий и автотранспорта, качества поверхностных и подземных вод и т.д. Эти работы выполняют различные организации - от ГАИ до санэпидемстанций. Недостатки существующего порядка сбора экологических данных - разрозненность и бессистемность, разобщенность городских природоохранных организаций и отсутствие комплексных оценок и прогнозов развития экологической обстановки.

Геоинформационные системы являются оптимальным средством для представления и анализа пространственно-распределенных экологических данных.

Кроме ведения баз данных предусмотрены работы по моделированию и получению тематических карт. В частности, в системе производятся следующие виды расчетов: расчет платежей за использование природных ресурсов и расчет полей концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, воде и почве.

Система экологического мониторинга предусматривает обмен данными между его участниками. Поэтому одним из главных требований, предъявляемых к программному обеспечению всех подсистем, является возможность конвертирования файлов данных в стандартные форматы (dbf для файлов баз данных и DXF для графических файлов).

Масштабы карт, на которых работают разные подсистемы экомониторинга, могут быть различными: от 1: 2 000 для территориальных отделений Москомприроды до 1: 38 000 для верхнего уровня системы.

Наиболее трудоемкой частью работы по выпуску проекта нормативов ПДВ является проведение расчетов величин приземных концентраций вредных веществ согласно "Методике расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий" (ОНД-86). Поэтому в первую очередь появился спрос на программы, реализующие алгоритм названной методики - унифицированные программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА). Разработка первых таких программ велась централизованно и не имела коммерческого характера. Наиболее известной УПРЗА того времени являлась программа "Эфир " для машин класса ЕС.

Персональные компьютеры стали устанавливаться непосредственно в подразделениях, занимавшихся охраной атмосферного воздуха. Начал изменяться и процесс работы с вычислительной техникой - на сотрудников вычислительных центров предприятий стало возлагаться в основном лишь техническое сопровождение персональных компьютеров и поддержание работоспособности программ, а работу с программными средствами осуществляли сами сотрудники природоохранных служб. Это создало предпосылки для быстрого роста автоматизации работы этих служб, но сам процесс такого перехода был достаточно болезненным. Поэтому первое время за персональным компьютером во многих организациях по-прежнему сидел оператор, а разработчики программных средств снабжали их бумажными формами для диалога "эколог - оператор".

Первыми программными средствами по атмосферному воздуху для персональных компьютеров стали несколько УПРЗА и так называемые справочные программы - базы данных по веществам, размерам платежей за выброс и т.п. Выпуск новой УПРЗА на рынок был возможен только после прохождения тестирования и согласования программы Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова. В связи с совершенствованием УПРЗА они проходили регулярное пересогласование (этот порядок действует и сейчас). Поэтому в течение последних лет пользователям предлагались не более пяти таких программ, и состав фирм-разработчиков практически не менялся.

Фирм, производящих программное обеспечение воздухоохранной деятельности, в Российской Федерации немного, и между ними существует некоторая борьба за пользователя. В силу конкуренции этими фирмами решены практически все "универсальные" задачи, то есть разработаны программные средства, которые найдут спрос у большинства инженеров-экологов. Массовая разработка программных средств для решения других задач воздухоохранной деятельности представляется малоэффективной. Можно сказать, что деятельность сотрудников служб охраны природы в настоящее время в необходимой мере автоматизирована. Теперь производители программных средств имеют возможность получать коммерческую прибыль тремя основными путями.

Первый путь - это извлечение прибыли из уже проданных программных средств. Во-первых, это постоянное совершенствование своих программных средств, и, соответственно, выпуск новых версий программ. Замена одной версии на другую (upgrade) производится за небольшую дополнительную плату. Подобный вариант работы эффективен только при больших объемах продаж, которые сегодня имеет, пожалуй, только " Интеграл ". Программные средства, постоянно улучшаясь, наконец достигают некоторого совершенства (или, по крайней мере, оптимальности для конкретных пользователей). Конечно, существует определенный процент пользователей, желающих всегда иметь последнюю версию, но для многих замена версии программы не является целесообразной, если в новой версии программы не появляется возможность решения каких-то новых задач.

Некоторые фирмы-производители программных средств вводят систему абонементного обслуживания на определенный срок, в стоимость которого включена и замена версий. Такая схема работы дает более-менее постоянную прибыль, усилия для получения которой не всегда обязательны.

Второй путь - производство программных средств под конкретного заказчика. Это может быть работа по заказу предприятия по автоматизации рабочего места эколога или по заказу территориального органа по охране природы (например, учет документов и т.д.). Такие работы всегда являются очень дорогими для заказчика, и, соответственно, нерегулярными. Кроме того, на производителя программных средств в этом случае накладываются более жесткие требования по сопровождению и доработке программ, и в конечном счете такие работы оказываются малоэффективными.

Существуют и препятствия, не позволяющие территориальным органам охраны природы внедрять практику приема данных на магнитных носителях, а разработчикам - серьезно заняться разработкой соответствующего программного обеспечения. На сегодня это, в первую очередь, низкий уровень компьютерной грамотности сотрудников многих предприятий, то есть именно тех людей, которые должны заниматься подготовкой данных для передачи в территориальные органы охраны природы. Кроме того, требуется вводное обучение работе с новым программным обеспечением сотрудников как территориальных органов охраны природы, так и предприятий. Играет свою роль и крайне скудное финансирование бюджетных организаций, к которым относятся и комитеты по охране природы. Принимая это во внимание, фирма " Интеграл " передала во многие территориальные органы охраны природы свое программное обеспечение бесплатно, а сотрудники фирмы провели вводное обучение. В настоящее время в качестве эксперимента в некоторых комитетах по охране природы ввели прием данных от предприятий на магнитных носителях.

Все программы, входящие в систему, просты в освоении и использовании. Компоненты системы прошли необходимое согласование. Настройка системы позволяет легко ее адаптировать под требования конкретных пользователей. Формат внутреннего хранения данных обеспечивает возможность включения в систему дополнительных модулей.

В ближайшее время выйдет в свет программа, реализующая новую инструкцию по инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Эта программа значительно упростит труд инженеров-экологов.

Еще одним перспективным направлением является разработка программы по расчету среднегодовых концентраций загрязняющих веществ в атмосфере. Соответствующее программное обеспечение появится одновременно с выходом в свет методики - преемника ОНД-86. Значения среднегодовых концентраций загрязняющих веществ могут быть использованы, в частности, для оценки риска здоровью населения.

ГИС федерального уровня, содержащие экологический компонент, в последние годы разрабатывались во многих ведомствах: в Госкомэкологии РФ (ГИС "Особо охраняемые территории"), Роскартографии (ГИС "Север" и ГИС "Байкал"), Госстрое РФ (карты сейсмического районирования, риска строительства в связи с развитием опасных природно-техногенных процессов), в Министерстве природных ресурсов (ГИС по геологии и недропользованию), Министерстве путей сообщения (ГИС экологического мониторинга загрязнения железнодорожных объектов и прилегающих территорий), Министерстве по чрезвычайным ситуациям (I очередь ГИС РСЧС), Росгидромете (ГИС в составе комплексов обработки гидрометеорологической информации и информации о загрязнении окружающей среды).

Список литературы

1. Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. "Геоинформационные системы: Учебное пособие для вузов". М.: 2000.

2. Избачков Ю.С., Петров В.Н. "Информационные системы: Учебник для вузов". СПб.: 2006.

3. Гагарина Л.Г. "Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем: учеб. пособие". М.: 2007.

4. Гобарева Я.Л. "Автоматизированные системы обработки экономической информации" М.: 2005.

5. Цветков В.Я. "Геоинформационные системы и технологии" М.: 1997.