XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

В настоящее время 65% пашни, 28% сенокосов и 50% пастбищ России подвержены воздействию эрозии, дефляции, периодических засух, суховеев и пыльных бурь [1]. С 2021 г. функционирует центр по борьбе с опустыниванием, в рамках работы которого разрабатывается информационная система для анализа состояния земельных участков и пастбищ по загружаемым пользователями фотографиям.

Целью создания информационной системы (ИС) является получение новых знаний по рациональному использованию сельскохозяйственных угодий, по процессам деградации земель, опустынивания, засоления и их предотвращение с использованием научно обоснованных видов и объемов комплексных мелиораций на основе аэрокосмических методов исследований и ГИС-технологий для повышения плодородия почв, устойчивости производства сельскохозяйственной продукции и развития сельских территорий в условиях глобальных и региональных изменений климата, проявления экстремальных природных аномалий.

ИС предназначена для отслеживания процессы опустынивания, хранения достоверных сведений о них, полученных путем обработки данных дистанционного зондирования Земли и полевых исследований, автоматизации работ в этих направлениях.

Объектом применения ИС являются: специализированные научно-исследовательские учреждения и организации, а также учреждения различных федеральных, региональных и местных уровней власти, организации, имеющие отношения к рациональному использованию земельных ресурсов.

Применение ИС рассматривается в таких отраслях как нефтегазодобывающая промышленность, геология и добыча полезных ископаемых, анализ и мониторинг чрезвычайных ситуаций, управление земельными ресурсами.

Процессы опустынивания, то есть деградации земель в аридных, полуаридных и засушливых областях, имеют как природные, так и антропогенные причины, и относятся к трудно компенсируемым последствиям климатических изменений, их мониторинг, картографирование и поиск новых способов восстановления почвенного покрова являются одной из наиважнейших задач научных организаций и правительств стран, где заметны эти процессы [1].

ИС представляет собой геоинформационное веб-приложение с адаптивным дизайном «Опустынивание и его мониторинг», обеспечивающее авторизованный доступ пользователям и предназначенное для предоставления пространственной информации.

Архитектура ИС представлена на рисунке 1 диаграммой ArchiMate, которая разработана в среде Archi 4.0.

Рисунок 1 – Архитектура ИС «Опустынивание и его мониторинг»

ИС содержит следующие составные части (рисунок 1):

• система сбора и хранения данных, объединяющая 3 подсистемы и интерфейс: подсистема хранения пространственных данных; подсистема ввода и визуализации пространственных данных; подсистема сбора и хранения полевой и архивной информации; интерфейс для подсистемы сбора полевых данных;

• система обработки и анализа данных, объединяющая сервисы и интерфейсы для исследователя и заказчика: сервис поиска и загрузки ДЗЗ; сервис сегментации; сервис расчета растров; сервис ГИС-анализа; сервис отчетов; интерфейс для категории пользователей «исследователь»; интерфейс для категории пользователей «руководитель»; интерфейс для отображения дашбордов и графиков;

• модуль ввода, хранения и визуализации аналитических отчетов на базе платформы «1С: Битрикс».

На текущем этапе разрабатывается подсистема обработки и анализа данных. Подсистемы работает автономно друг от друга, такой подход упрощает архитектуру и повышает отказоустойчивость.

Взаимодействие подсистем между собой осуществляется c использованием интерфейсов прикладного программирования Representational state transfer application programming interface (REST API).

Визуальные интерфейсы должны работать автономно друг от друга, необходима реализация механизма перехода из одних интерфейсов в другие:

• в интерфейсе пользователя категории «руководитель» должен присутствовать возможность перехода в интерфейс для отображения дашбордов и графиков;

• в интерфейсе для категории пользователей «исследователь» должна быть реализована возможность перехода в интерфейс подсистемы сбора полевых данных.

ИС будет реализована в модульном исполнении, при котором модули взаимодействуют между собой посредством прикладных интерфейсов программирования (API). Для взаимодействия со сторонними источниками геопространственной и картографической информации предполагается использовать протоколы стандарта OGC (WMS, WFS, WMTS). Модульная реализация ИС повысит надёжность и отказоустойчивость ИС, а также в дальнейшем упростит развитие и добавление новой функциональности при расширении объёма решаемых задач.

Список используемых источников

1. Митрофанов Е. П. Оценка состояния дренажных систем сельскохозяйственного поля с помощью данных дистанционного зондирования // Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2017. № 4. С. 17–20.