Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Теоретическое обоснование и разработка структуры баз данных для обеспечения полевых физико-географических исследований

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Теоретическое обоснование и разработка структуры баз данных для обеспечения полевых физико-географических исследований"

На правах рукописи

МИХАЙЛОВ Дмитрий Игоревич

;

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ БАЗ ДАННЫХ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕВЫХ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

25.00.35 - геоинформатика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации па соискание учёной степени кандидата географических паук

Москва - 2007

003070294

Работа выполнена на кафедре картографии и геоинформатики географического факультета МГУ им М В Ломоносова

Научный руководитель доктор географических наук, профессор

Официальные оппоненты доктор географических наук

кандидат географических наук с н с

И К Лурье

МЯ Козлов

А В Кошкарев

Ведущая организация Саратовский государственный университет,

географический факультет

Защита состоится 17 мая 2007 г в 12 00 на заседании диссертационного совета по геоморфологии и эволюционной географии, гляциологии и криолитологии Земли, картографии, геоинформатике (Д-501 001 61) в Московском Государственном Университете им М В Ломоносова по адресу 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, Географический факультет, ауд 2109

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ по адресу 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, Главное здание МГУ, 21 этаж

Автореферат разослан 16 апреля 2007 г

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим отправлять по адресу 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, Географический факультет, ученому секретарю диссертационного совета Д-501 001 61 Факс (495) 932-88-36 E-mail science@geogr msu ru

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

А Л Шныпарков

Общая характеристика работы

Создание систем баз географических данных коллективного пользования, поддерживающих разные модели данных, основанные на векторном и растровом представлении компонентов геосистем, представляет одно из важнейших направлений исследований в области наук о Земле Оно связано с формированием инфраструктуры пространственных данных, требующим выполнения теоретических и технологических разработок способов их накопления, тематического согласования и обмена База географических данных, отнесенных к выбранной территории, составляет основу всякой проблемно-ориентированной ГИС, являясь, по существу, комплексной цифровой моделью территории

Совершенствование методов проектирования баз пространственно-определенных данных при выполнении исследований природных и социально-экономических геосистем, в том числе развитие методов интеграции разнотипных данных, является одной из приоритетных задач геоинформатики

Актуальность диссертационного исследования определяется необходимостью разработки эффективных методов формализации, структурирования и хранения информации специализированных географических исследований и недостаточной разработанностью проблем проектирования баз данных и управления ими на этапе сбора и анализа материалов полевых физико-географических исследований территорий

Цель исследования - теоретическое обоснование и разработка структуры, тематического содержания и программного интерфейса распределенных баз данных для полевых физико-географических исследований, а также практическая реализация разработок на примере территории УНС «Сатино»

В ходе выполнения научных исследований потребовалось решить следующие задачи

• проанализировать и теоретически обобщить методы проектирования баз данных (БД) для цетей географических исследований,

• сформулировать основные принципы и разработать методику проектирования систем распределенных баз данных для хранения физико-географических полевых описаний,

• разработать структуру, содержание, пользовательский интерфейс и функции системы распределенных БД для обеспечения полевых исследований,

• реализовать разработанные методики и технологии проектирования БД и функции пользовательского интерфейса для создания и ведения баз данных полевых описаний, принятых в геоморфологических, почвенных и геоботанических исследованиях

Методологической базой для работы над диссертацией послужили труды представителей отечественной и зарубежной школы географической картографии и геоинформатики (А М Берлянт, А В Кошкарев, И К Лурье, Б Б Серапинас, С Н Сербенюк, В С Тикунов, Р A Burrough, С Jones), а также труды по теории реляционных баз данных (Э Ф Кодц, К Дж Дейт, С Д Кузнецов) Разработки выполнены на современном технологическом уровне с использованием СУБД MS SQL Server, MS Access Научная новизна исследований состоит в следующем

• впервые исследована проблема создания распределенных баз данных полевых физико-географических исследований территорий и теоретически обоснованы основные принципы их проектирования,

• сформулированы требования к системе управления таких баз данных, разработаны структура, содержание и пользовательский интерфейс проектируемых БД, основанные на теоретическом обобщении и систематизации традиционных методов, как проектирования БД, так и выполнения полевых физико-географических исследований,

• разработана новая методика двухэтапного проектирования баз данных в системе распределенных БД полевых физико-географических исследований, основное назначение которой создание тематических атрибутивных баз данных и их интеграция в систему, обеспечивающую пространственно согласованное комплексное описание территорий,

• предложен и реализован метод определения и эффективного использования позиционной составляющей полевых данных в атрибутивных БД, базирующийся на разработанных средствах их хранения на сервере баз

данных и пользовательского интерфейса, а также способствующий установлению взаимосвязей с тематической БД ГИС

Практическая значимость исследования заключается в том, что разработка типовой структуры системы баз данных коллективного пользования позволяет специалистам разного профиля получать удобный и оперативный доступ ко всей тематической информации, собираемой в ходе полевых физико-географических исследований Тем самым обеспечивается наиболее эффективное решение теоретических и прикладных междисциплинарных задач Внедрепие результатов работы Работа выполнена на основе личных исследований автора с 2001 по 2007 гг и материалах, собранных в результате творческого сотрудничества со специалистами кафедр географического факультета МГУ

Выполненные исследования послужили основой для разработки методик проектирования БД коллективного пользования, реализованных в рамках плана научно-исследовательских работ кафедры картографии и геоинформатики по темам «Картографирование геосистем на основе интеграции геоинформатики, телекоммуникации и аэрокосмического зондирования» (№ гос per 01 2 00 108036), «Картографирование с использованием геоинформационных, аэрокосмических методов и телекоммуникации для эколого-географических исследований и образования» (№ гос per 0120 0 603974), по программам ФЦНТП РИ-112/001/288 (№ гос контр 02 445 11 7065), 2006-РИ-112 0/001/111 (№ гос контр 02 445 11 7300), по грантам РФФИ 04-0564753 и НШ-8306 2006 5

Отработка методик осуществлена путем создания действующей системы распределенных БД коллективного пользования, которая обеспечивает работу с пространственно-определенной информацией, размещаемой в локальных БД кафедр географического факультета МГУ Осуществлено внедрение разработок в ГИС «Сатино» и в учебный процесс - они используются как средство накопления и первичного анализа данных, собираемых в ходе летних студенческих полевых практик, а также в учебных курсах на кафедрах географии почв и геохимии ландшафтов и биогеографии

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международных и российских конференциях Международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов-2002» (Москва, 2002), конференции «Ломоносовские чтения» (Москва, 2004), Конференция Международной картографической ассоциации (1СС2005) (Коруна, 2005), Международной конференции ИнтерКарто/ИнтерГИС 11 (Ставрополь-Домбай-Будапешт, 2005), Всероссийской конференции «Экспериментальная информация в почвоведении теория, методы получения и пути стандартизации» (Москва, 2005), XIII Всероссийском ГИС-форуме «Рынок геоинформатики в России Современное состояние и перспективы развития» (Москва, 2006) Всего по теме диссертации опубликовано 12 научных работ Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы. Материал работы изложен на 102 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы, 27 рисунков

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору кафедры картографии и геоинформатики д г н Ирине Константиновне Лурье, зав кафедрой картографии и геоинформатики дгн профессору, заслуженному деятелю науки Александру Михайловичу Берлянту за поддержку на всех этапах выполнения исследований, ст преп кафедры картографии и геоинформатики Сучилину А А не Семину В Н , н с Аляутди-нову А Р и всем сотрудникам кафедры и лабораторий за ценные замечания при обсуждении работы, сотрудникам кафедры географии почв и геохимии ландшафтов с н с Гавриловой ИII, н с Исаченковой Л Б , в н с Кошелевой Н Е , кафедры биогегографии доц Сусловой Е Г , с н с Микляевой И М , н с Леонтьевой О А , кафедры геоморфологии и палеогеографии проф Болысо-ву С И, в инж Шеремецкой Е Д за предоставленные исходные материалы и всестороннее содействие практической реализации результатов исследования

Содержание работы Глава 1. Анализ методов проектирования систем управления базами данных для географических исследований.

Основное назначение баз географических данных - обеспечить эффективный сбор и хранение информации, а также выполнение пространственного анализа размещения, связей, динамики и иных отношений пространственных объектов, в сочетании с современными геоинформационными методами обработки тематических данных

Проектирование проблемно-ориентированной и большой по объему БД является сложным, многоэтапным процессом Наиболее ответственным этапом является выбор модели данных, поддерживаемой системой управления базами данных (СУБД) Выбор модели влияет на формирование структуры БД, тесно связанной с решаемыми задачами, и определяет способ аначиза информации

В пространственных исследованиях наибольшее распространение иолу-чили реляционные СУБД (РСУБД) Они обладают инструментами, обеспечивающими проектирование БД, определение способа компьютерного представления геоинформации и разработку прикладных программ, в том числе ГИС-проектов

Все более актуальной становится задача организации обмена данными и обеспечение коллективного доступа к распределенным базам данных Традиционно в информатике в зависимости от организации обработки основного объема информации, выделяют два класса информационных систем — файл-серверные и клиент серверные

• в системах, использующих архитектуру файл-сервер, данные хранятся на сервере, а все задачи их обработки решаются на компьютере пользователя (клиента),

• в системах, основанных на технологии клиент-сервер, большая часть обработки данных выполняется на сервере с использованием установленного на нем программного обеспечения, а на компьютер клиента лишь передаются результаты обработки, которые пользователь представляет в требуемой форме (карты, таблицы, диаграммы и т п)

Специфика баз географических данных не позволяет полностью использовать для их организации такие подходы, поскольку для управления каждой из взаимосвязанных составляющих пространственных данных - позиционной и атрибутивной - требуются разные технологии Исследования показали, что в настоящее время преимущественно используют следующие типы организации систем управления базами географических данных (табл 1)

Таблица 1 Типы организации систем управления базами географических данных

Архитектура, использующаяся для управления позиционной составляющей Архитектура, использующаяся для управления атрибутивной составляющей

файл-сервер клиент-сервер

файл-сервер Позиционная составляющая данных представлена файлами, атрибутивная в виде • файлов - управление данными осуществляется при помощи ГИС-пакета • реляционной БД - управление данными осуществляется ГИС-пакетом и РСУБД Позиционная составляющая данных представлена файлами, атрибутивная - реляционной БД, расположенной на сервере БД Для управления данными используются и ГИС-пакет, и РСУБД

клиент-сервер Системы для обработки данных с приоритетом их составляющих • позиционной - сервер БД управляет хранением данных и передает их по запросу серверу приложений, реализующему логику работы с позиционной составляющей • атрибутивной — наличие ГИС-пакета не обязательно, управление осуществляется средствами РСУБД

Преобладающее число публикаций, в которых уделено внимание проектированию баз географических данных и их конкретным реализациям, посвящено созданию ГИС разного типа и разной проблемной ориентации Но не менее важная задача - обеспечить специалистов в области наук о Земле современными геоинформационными средствами на уровне сбора данных, и в первую очередь данных полевых исследований, являющихся ключевыми при проведении физико-географических исследований территорий

Анализ методик выполнения полевых физико-географических исследований [Жучкова, Раковская, 2006, Видина, 1970, Рычагов, 1976, Герасимова, Исаченкова, 2003, Огуреева, Микляева, Суслова, 2004] показал, что решение задачи формализации и структуризации собираемых данных требует разработки специальных моделей данных, определяющих логическую и физическую структуру БД Требования к базам данных определяются особенностями моделируемых объектов, чю в свою очередь приводит к необходимости модификации традиционных и разработки новых подходов к проектированию БД Кроме того, хранение всей физико-географической атрибутивной информации о территории в БД ГИС затрудняет редактирование, обновление, и использование полученных данных в прикладных исследованиях

В ходе исследования сформулированы основные принципы проектирования БД для обеспечения физико-географических полевых исследований на каждом из уровней проектирования

• На концептуальном уровне разработки содержания БД необходимо определение базового объекта каждого тематического исследования и разработка правил классификации, для отображения наблюдаемых объектов используется векторная модель пространственных данных, так как характер сбора информации носит дискретный характер

• На логическом уровне при определении модели базы данных для каждого направления исследований необходима разработка оригинальной структуры БД на основе выявления типовых структур в описании исследуемых объектов и введения правил, позволяющих объединять описания объектов из разных БД Для этого предложено ввести базовый пространственный объект - «точка описания» БД физико-географических опи-

саний должна обладать модульным строением, обеспечивающим расширение круга решаемых прикладных задач без переработки основной программы

• На физическом уровне для хранения и управления пространственными данными полевых описаний целесообразно использовать функции реляционной СУБД, расширив их возможностями управления и позиционной, и атрибутивной составляющими данных, для чего необходима разработка специализированного пользовательского интерфейса Выполненный анализ методов проектирования баз данных и особенностей их использования в ГИС показал, что разработка структуры и содержания баз данных для обеспечения полевых физико-географических исследований территорий должна базироваться на теоретическом обобщении методов разработки баз географических данных с учетом специфики предметных областей исследований

Глава 2. Разработка теоретических положений, структуры, содержания и пользовательского интерфейса баз данных полевых физико-географических описапии

Полевые исследования - это непосредственный сбор информации в природе об объектах исследования, а также первичный ее анализ При любом территориальном охвате работ наблюдения выполняют на локальных участках, по способам описания которых различают следующие виды [Жучкова, Раковская, 2006] основные, картографирования, опорные, специализированные Наблюдения производят в точках описания, их порядок нумерации в каждой экспедиции может быть своим, существуют лишь рекомендации по ведению номеров, но принятый порядок должен строго соблюдаться Информация о точках описаний заносится в специальные бланки, традиционно содержащие набор тематических разделов, характеризующих один или не-скочько компонентов ПТК

Особую ценность представляет детальная информация исследований ключевых участков, расположенных в разных природных зонах, необходимая при построении оценочных и прогнозных карт, а также расчетах интеграль-

ных показателей оценки экологического состояния природной среды Накопленные в БД многолетние данные полевых обследований способствуют получению статистически достоверных оценок и прогнозов в целях рационального природопользования

Традиционно большинство данных находится на бумажных носителях, что влечет за собой неудобство в последующей работе с ними В тоже время по мере роста доступности технических средств сбора информации появляется все больше данных о наблюдаемых объектах, изначально представленных в цифровой форме Качественное улучшение работы с разнородной информацией обеспечивает автоматизация процессов хранения и обработки данных Согласно сформулированным принципам проектирования баз данных это требует выполнения действий, результатом которых является формирование модели данных выделение основных объектов исследования, формирование набора признаков объектов, определение ограничений атрибутивных значений объектов, формирование так называемых справочников и пр Эти действия обычно выполняются разработчиками БД на основе анализа потребностей тематических специалистов Отправной точкой для формализации может служить не только полученная таким образом информация, но и ряд документов - бланки полевых исследований, дневники, инструкции по проведению наблюдений и др

Методика проектирования. Разработанная в диссертации методика предусматривает два этапа формирования информационного обеспечения и проектирования баз данных полевых физико-географических исследований

• создание серии специализированных баз данных, каждая из которых содержит описания объектов одной тематики исследования,

• создание интегрированной базы данных полевых физико-географических, описаний территории (частным случаем которой может быть специализированная БД)

В соответствии со сформулированными принципами методика проектирования баз данных полевых физико-географических исследований должна обеспечивать создание модели данных, отражающих специфику исследуе-

мых объектов и явлений, формирование требований к пользовательскому интерфейсу и его разработку

Первый этап заключается в том, что специализированные базы данных проектируются как автономные, создавая систему распределенных БД каждая из них включает собственную БД, не связанную с другими, и свое приложение — программный интерфейс пользователя Это облегчает установку баз данных и их администрирование, отчасти упрощает первоначальную разработку БД, делает удобным ее заполнение в полевых условиях Однако такой подход усложняет сопровождение и развитие системы БД, пригодной для комплексного описания территорий, что связанно с дублированием информации и избыточностью реализации функций программы

В методике, реализующей второй этап, БД физико-географических описаний имеет модульное строение, т е помимо использования общих для всех предметных областей данных и функций пользовательского интерфейса, предоставляет возможность добавлять тематические модули, обеспечивающие работу с данными специфичными для отдельных предметных областей Это позволяет не только существенно сократить время создания информационного обеспечения новых прикладных исследований, но еще исключить избыточность данных и избыточность программной реализации функций пользовательского интерфейса Кроме того, обеспечение работы с разными данными единым способом существенно облегчает пользователям освоение и последующую работу с системой Важной предпосылкой для разработки БД полевых физико-географических описаний служит наличие в специализированных исследованиях общих компонент позиционных, что является следствием общности района исследований, и части семантических

Преимущества методики второго этапа основываются на разработанной оригинальной структуре БД, включающей три иерархических уровня

• базовые (наблюдаемые) объекты,

• точки описания,

• проекты

Структура БД. Базовыми объектами - объектами нижнего иерархического уровня служат описания наблюдаемых объектов тематических направ-

лений, таких как почвенные разрезы, геоботанические площадки и др В этих описаниях следует выделить следующие группы признаков (рис 1)

Базовый объект

Составляющие базово! о объект а

Рис 1 Общая схема модели базового объекта заданного тематического направления

• Код (идентификатор) - уникальная символьная комбинация, однозначно определяющая базовый объект

• Характеристика базового объекта представляет собой набор качественных показателей, определяющих место наблюдаемого объекта в системе принятых научных классификаций

• Характеристика окружения базового объекта - полный набор качественных и количественных показателей объектов, пространственно взаимосвязанных с наблюдаемым

• Служебная информация - дополнительная информация о выполнении наблюдения время составления описания, идентификация наблюдателя, размеры наблюдаемой части исследуемого объекта и пр Составляющие базового объекта представляют собой его основные

структурные элементы, состав и свойства которых часто служат диагностическими признаками для определения характеристик самого наблюдаемого объекта Эти составляющие могут отражать как вертикальную, так и горизонтальную структуру наблюдаемого объекта В первом случае это можно

использовать для формирования ЗО моделей исследуемых явлений, во втором — для составления крупномасштабных карт или схем наблюдаемых объектов

Для обеспечения интеграции данных полевых исследований разной физико-географической тематики в модель на среднем иерархическом уровне введен обобщающий пространственный объект - «точка описания» (так же принято называть и локальные участки полевых физико-географических исследований) Он представляет собой пространственную группировку базовых объектов разных тематик К пространственному объекту «точка описания» относятся наблюдаемые обьекты, представляющие разные предметные области, так, например, к одной точке описания могут быть отнесены описания рельефа, почв и растительности

Точка описания в действительности соответствует локальному участку описаний, полигональному объекту, однако введение такого термина оправдано в силу того, что данные собирают дискретно, либо путем описания шурфов, разрезов и т п , которые в масштабе территории можно рассматривать как точку, либо в виде описания площадок, данные о которых не подразделяются но площади В последнем случае данные рассматриваются как отнесенные к центральным точкам площадок, так называемым центроидам

При сопровождении точки описания информацией о местоположении становится возможным оперировать отдельно наблюдаемыми объектами разной тематики как единым целым В тоже время на основе данных о пространственной привязке формируется виртуальный слой «Точки описания», что позволяет использовать пространственную информацию на район исследований специалистами разных предметных областей Координаты точек описания определяются следующим образом При наличии на территорию исследования базовой карты с контурами природных комплексов координаты точек описания вычисляются как координаты центроида полигона (математического центра тяжести), внутри которого расположены наблюдаемые объекты, в противном случае используются средние значения координат наблюдаемых объектов

Введение пространственного объекта «точка описания» дает возможность объединять отдельные тематические описания наблюдаемых объектов в комплексные физико-географические описания территорий разной размерности

В разработанной методике на верхнем иерархическом уровне для обеспечения адаптации БД полевых описаний к особенностям тематического исследования точки описания объединяются в так называемый «проект», который представляет собой набор правил, регулирующих действия пользователя Эти правила хранятся в БД в виде набора метаданных, определяющих территорию, порядок и представление точности наблюдений Так, например, для базовых объектов указывают, объекты каких предметных областей будут включены в проект, их набор признаков (атрибутов) и фиксируемая степень детализации данных в рамках исследований Тем самым обеспечивается работа со всеми типами локальных участков физико-географических описаний Например, для каждой из опорных точек становится возможным хранить описания нескольких базовых объектов со средней степенью детализации, а для специализированных - подробное описание одного базового объекта Предложенный подход к проектированию БД позволяет обеспечивать как полевые исследования в отдельных предметных областях, так и комплексные полевые исследования

При разработке требований к проекту установлено, что на верхнем иерархическом уровне структуры БД нужно хранить

• Позиционную составляющую информации на район исследований — она в первую очередь используется для обеспечения пространственной привязки наблюдаемых объектов

• Справочники - систематизированные списки возможных значений качественного или рангового показателя объекта Справочники могут использоваться при описании объектов из разных предметных областей, а также в качестве легенд для тематических слоев Одной из важнейших функций справочников является отражение в них научных классификаций Поскольку эти данные, как правило, иерархичны, то для их представления требуется разработка специальных структур в БД На основе проведенно-

го анализа применяемых способов представления иерархий в реляционных БД было выбрано представление классификаций в виде древовидной структуры, с использованием модели смежных вершин графа [Селко, 1999]

Таким образом, разработанная в диссертации структура базы данных полевых физико-географических исследований имеет вид, представленный на рис 2

Особенностью базы данных, проектируемой на основе методики второго этапа, является широкое использование позиционной составляющей информации и возможность пространственного анализа данных разных тем Выделены следующие основные направления использования позиционной составляющей данных

• обеспечение пространственной привязки наблюдаемых объектов,

• выполнение пространственных запросов,

• включение в состав отчетной документации карт и профилей местности,

• проверка достоверности тематических карт и/или данных Использование позиционной составляющей в структуре атрибутивной БД

полевых описаний позволило реализовать послойное представление географических данных (блок «Пространственные данные», рис 2) Общегеографические и тематические слои импортируются из БД ГИС, слой точек описаний является виртуальным и создается непосредственно в атрибутивной БД

Пользовательский интерфейс Для обеспечения работы с БД полевых физико-географических исследований разработан специальный пользовательский интерфейс, основными функциями которого являются

1 Просмотр, редактирование, добавление, удаление описаний базовых объектов Они осуществляются при помощи специально созданных экранных форм и реестров точек описаний

2 Просмотр и редактирование справочников — осуществляются при помощи табличных форм

3 Формирование выборок точек описаний при помощи разработанного конструктора запросов

4 Построение отчетов (как для одной точки, так и для их выборки)

Пространственные данные

ПРОЕКТ

Данные полевы\ физико-географических исследований

Рис 2 Структура базы данных для обеспечения полевых физико-географических исследований

5 Экспорт/импорт данных между БД полевых исследований и специализированными БД, между разными проектами

6 Экспорт данных в обменные форматы для последующего использования в редакторах электронных таблиц и пакетах математической статистики При разработке пользовательского интерфейса на основе сформулированных требований обеспечивается наиболее полное использование преимуществ модели БД полевых описаний В работе рассмотрены вопросы качества данных, хранящихся в БД полевых физико-географических исследований, выявлены особенности оценки атрибутивной достоверности на основе методов, традиционно применяемых в геоинформатике Предложены способы оценки контроля логической непротиворечивости БД, основанные на учете экспертных знаний о взаимосвязях исследуемых географических объектов и явлений

Теоретически обоснованная и разработанная в диссертационной работе на логическом уровне методика проектирования структуры БД физико-географических описаний второго этапа доведена до программной реализации

Глава 3. Реализация разработанной методики проектирования системы распределенных БД для полевых физико-географических исследований

Методика проектирования БД первого этапа апробирована на примере обработки данных полевых физико-географических исследований территории УНС «Сатино» Выполненные разработки позволили систематизировать и структурировать материалы более чем 30-летних исследований, а также создать программный интерфейс и автономные БД почвенно-геохимических, геологических и геоботанических описаний Наполнение баз данных в системе коллективного пользования выполнено по единым правилам, согласованным с содержанием файлов метаданных

На основе анализа потребностей специалистов разработана общая схема проектирования автономных атрибутивных БД и их отношений с общей тематической БД ГИС «Сатино» Главной таблицей в каждой автономной БД является таблица базового объекта исследования, в которой содержатся его

характеристики и связи с компонентами этого объекта В качестве кода используется уникальный идентификатор объекта, имеющий форму составного индекса компонент Связанные с главной таблицы содержат описания разных объектов, представляющих цель исследования специалистов в пределах некоторою выдела в районе точки описания, и включают классификаторы показателей (справочники), часть из которых содержит современные научные классификации природных объектов

В соответствии с разработанной методикой пользовательский интерфейс позволяет производить работу с данными, специфичными для разных предметных областей, а также обеспечивает пространственную привязку наблюдаемых объектов, что позволяет связать данные из атрибутивных БД со слоями БД ГИС (рис 3) Для выполнения анализа информации разработан специальный пользовательский конструктор типовых запросов, а для отражения результатов работы с БД разработаны формы и отчеты, имеющие нестандартный, свойственный тематическим исследованиям вид, и создаваемые автоматически

Слои тематическо! о блока ГИС

Данные полевых физико-географических исследований

Основной слой

/

Точки описания

7

/

Дополнительные слои

Базовые объекты

Составляющие базового объекта

Код

Пространственная _привязка_

Характеристика базового объекта

Характеристика окружения б нового объекта

Служебная информация

Код

Код базового объекта

Основные характеристики

Дополнительные характеристики

Рис 3 Структура связей БД ГИС и внешних атрибутивных баз данных

Преимущество разработанной структуры БД и пользовательского интерфейса заключается в возможности использования БД практически на любых компьютерах в полевых условиях

Почвенпо-геохимнческая БД содержит сведения о более чем 2300 почвенных разрезов, описанных на ключевом участке с 1989 по настоящее время В качестве базового объекта и его составляющих в ней выделены почвенный разрез и почвенные горизонты соответственно Дополнительно хранится информация о включениях и новообразованиях БД включает более 20 справочников, часть из которых содержит современные научные классификации природных объектов

Основу модели БД составляют таблицы «Разрезы», «Горизонты» и «Новообразования» Главной является таблица «Разрезы», в которой хранятся номер, координаты разреза, дата его описания, полное название почвы, общие сведения о факторах почвообразования В таблице «Горизонты» представлена информация о почвенных горизонтах, их морфологических и геохимических признаках В таблице «Новообразования» содержится информация обо всех новообразованиях и включениях почвенных горизонтов В качестве кода точки описания используется номер разреза, который представляет собой составной индекс из 4-х показателей номер разреза на профиле, номер профиля, год, повторность описаний в течение года

Разработанная модель БД обеспечивает систематизацию, накопление и хранение результатов почвенно-геохимического мониторинга фоновых территорий, а также информационную поддержку почвенно-геохимических исследований, позволяя проводить

• пространственно-временной анализ данных для выявления закономерностей распределения различных почвенно-геохимических показателей и их взаимосвязей с почвообразующими факторами,

• параметризацию почвенно-геохимических и математических моделей миграции и трансформации химических элементов в разных ландшафтных условиях,

в построение электронных карт отдельных признаков и комплексных почвенно-геохимических карт разного назначения, содержания, на разные

временные срезы, привлекая информацию из других слоев ГИС «Сати-но» (рельефа, растительности, ландшафтного),

• создание цифровых моделей геохимических полей методами геостатистики,

• составление оценочных и прогнозных карт устойчивости почвенного покрова к изменяющимся природным и/или антропогенным факторам На основе почвенно-геохимической БД создана подсистема проверки логической непротиворечивости хранящейся информации, позволяющая сопоставлять вводимые данные с концептуальными диагностическими моделями почв, распространенных на территории ключевого участка [Кошелева и др , 2006]

База данных геоботанических описаний содержит более 200 описаний растительности на территорию ключевого участка, ней хранится информация о растительном сообществе и о его составляющих - ярусах, для каждого из которых указан список видов его слагающих Основу геоботанической БД составляют три таблицы «Типы растительности», «Ярусы» и «Виды растений» Первая содержит сведения о принадлежности растительных сообществ к определенным типам естественной и культурной растительности Таблица «Ярусы» содержит характеристику основных ярусов изучаемых лесов и подроста Информация о видах растений, слагающих тот или иной ярус, содержится в таблице «Виды растений» Их характеристики вводятся в базу данных посредством упрощенного поиска названия видов в полном флористическом списке растений

При помощи пользовательского конструктора запросов проводятся следующие операции

• выборка геоботанических описаний по определенному набору видов, проводящаяся для разделения массива описаний на группы, сходные по видовому составу, по экологическим условиям местообитания, или по форме и интенсивности оказываемого антропогенного воздействия,

• выборка геоботанических описаний по одному или нескольким видам растений одного или нескольких ярусов, позволяющая группировать геоботанические описания по видам-ценозообразователям, видам-

индикаторам экологических или ценотических условий, слагающим разные ярусы, выявлять возможности естественного восстановления данной ассоциации

Для отражения результатов работы с геоботанической БД разработаны отчеты, характерные дпя данной предметной области «Экологические ареалы ассоциаций», «Экологическая и ценотическая принадлежность видов», «Сходство фитоценозов», «Практическая значимость растений», «Фитоцено-тические горизонты» и пр [Огуреева и др , 2006]

В геологической базе данных хранится информация о более 300 буровых скважинах, зачистках, шурфах, заложенных в разное время на территории ключевого участка Базовым объектом в этой БД являются скважины, его составляющими - слои, кроме того, для каждого слоя указывается информация о включениях Основными таблицами БД являются «Скважины», «Слои» и «Включения» Описание скважины содержит послойное описание вскрытых отложений, осадки каждого слоя характеризуются тремя показателями генезис, возраст, литология

Для пользовательского интерфейса и запросов к базе данных определены следующие задачи

• построение карт палеорельефа различного возраста на основе выбора данных по абсолютной высоте кровли или подошвы тех или иных слоев для иллюстрации истории развития рельефа территории,

• анализ изменения мощности литологических типов отложений, например, для целей добычи строительных полезных ископаемых,

• формирование отчетов по строению отдельных скважин, которые могут использоваться впоследствии для построения профилей Применение разработок диссертации способствовало созданию системы

автономных атрибутивных БД, обеспечивающих хранение и анализ материалов многолетних полевых обследований территории ключевого участка специалистами разных географических направлений

Заключение

В ходе проведенных исследований решена основная задача диссертации - разработаны и применены на практике методика проектирования системы распределенных БД и средства пользовательского интерфейса, предназначенные для обеспечения полевых физико-географических исследований

В соответствии с поставленной целью в диссертационном исследовании получены следующие результаты

1 Впервые исследована проблема создания распределенных баз данных полевых физико-географических исследований территорий, определены основные принципы их проектирования

• на концептуальном уровне - определение базовых объектов отдельных направлений исследования и разработка правил классификации, для отображения наблюдаемых объектов используется векторная модель данных,

• на логическом уровне - разработка оригинальной структуры БД, в том числе выявление типовых структур в описании наблюдаемых объектов каждого направления исследований и введение правил для обеспечения возможности интеграции описаний объектов из разных предметных областей, БД физико-географических описаний должна обладать модульным строением, позволяющим расширять круг решаемых прикладных задач без переработки основной программы,

• на физическом уровне - для хранения и управления пространственными данными полевых описаний целесообразно использовать функции реляционной СУБД, расширив их возможностями управления и позиционной, и атрибутивной составляющими данных, для чего необходима разработка специализированного пользовательского интерфейса,

• требования к системе управления базами данных, структуре, содержанию и пользовательскому интерфейсу БД должны быть основаны на теоретическом обобщении и систематизации методов, как проектирования БД, так и выполнения полевых физико-географических исследований

2 Разработана новая методика двухэтапного проектирования структуры баз данных полевых описаний

• первый этап - создание серии автономных специализированных баз данных, каждая из которых содержит описания объектов одного направления исследования,

• второй этап — создание интегрированной базы данных полевых физико-географических описаний территории (частным случаем которой может быть специализированная БД)

Методика двухэтапного проектирования ориентирована на функционирование создаваемых баз данных как системы распределенных БД Для интеграции данных разных направлений исследования в логическую структуру БД введен базовый пространственный объект — «точка описания», который позволяет собирать из базовых объектов разных тематик комплексные описания территорий Точки описания объединяются в «проект», создаваемый для обеспечения единых принципов описания всех наблюдаемых объектов района исследований

3 Предложен метод эффективного использования пространственной информации в системе распределенных БД полевых исследований, основанный на разработанных способах хранения на сервере баз данных не только атрибутивной, но и позиционной составляющих данных полевых исследований Добавление позиционной составляющей информации о точках описания обуславливает связь слоев БД ГИС с атрибутивными базами данных

4 Разработаны средства пользовательского интерфейса БД полевых описаний для выполнения операций над данными и решения специфических задач физико-географических исследований Интерфейс прост в освоении и интуитивно понятен специалистам-географам

5 Разработанная методики проектирования БД, программные средства и функции пользовательского интерфейса реализованы при создании и ведении баз данных полевых описаний, принятых в геоморфологических, почвенных и геоботанических исследованиях

Основные научные результаты опубликованы в следующих работах В рекомендованных ВАК журналах

1 Создание баз данных для обеспечения комплексных полевых исследований территорий //Редакция журнала «Вестник Московского университета Серия 5 География» - М, 2007 - 13 с, ил - Деп в ВИНИТИ 21 03 2007, № 278-В2007

Кроме того, по теме диссертации опубликованы следующие работы

2 Создание блока «Почвы» учебной ГИС «Сатино», версия 2 Материалы IX Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2002», секции Географии М Географический ф-т, 2002 стр 75

3 Структура, задачи и технологии создания новой версии ГИС «Сатино» Тезисы докладов на Ломоносовских чтениях Информационный обзор Отдела организации НИР географического факультета МГУ № 2(7) М Географический ф-т, 2004 стр 11-12 (соавторы - И К Лурье, А А Сучи-лин)

4 Creation of the System of Distributed Shareable Geographical Data Bases for carrying out Complex Researches of Territories /Proceedings of 17 International Cartographic Conference, Ceruna, 2005, 9-12 July (на CD директория htm/pdf/oral/Tema8/Irina Lourie pdf, Abstracts of Papers, pp 72-73) (соавторы - И К Лурье, А Р Аляутдинов)

5 Структура и содержание базы геоданных коллективного пользования для почвенно-геохимических исследований //Материалы Международной конференции ИнтерКарто/ИнтерГИС 11 Ставрополь-Домбай - Будапешт, 25 сентября - 3 октября 2005 г стр 288-294 (соавторы -НЕ Кошелева, И К Лурье)

6 Основные концепции организации и использования БД для почвенных исследований //Материалы Всероссийской конференции «Экспериментальная информация в почвоведении теория, методы получения и пути стандартизации», Москва, декабрь 2005г (соавторы - И К Лурье, НЕ Кошелева)

7 Картографирование растительности с использованием ГИС-технологий //Сб научных трудов «Экосистемы широколиственно-хвойных лесов южного Подмосковья», раздел «Геоинформационные системы и базы данных по почвам и растительности» - М Моек ун-т им М В Ломоносова, Географический ф-т, -2006, стр 135-144 (соавторы - И К Лурье, И М Микляева, Г Н Огуреева, Е Г Суслова)

8 Картографирование почвенного покрова //Сб научных трудов «Экосистемы широколиственно-хвойных лесов южного Подмосковья», раздел «Геоинформационные системы и базы данных по почвам и растительности» - М Моек ун-т им М В Ломоносова, Географический ф-т, -2006, стр 145-148 (соавторы - ИП Гаврилова, МИ Герасимова, Л Б Исачен-кова)

9 Использование ГИС-технологий для исследования и картографирования растительности московского региона //Вестник Моек ун-та Сер География, 2006, №4, стр 40-45 (соавторы - И К Лурье, ИМ Микляева, Г Н Огуреева, Е Г Суслова)

10 Система распределенных баз данных коллективною пользования для обеспечения полевых исследований территорий и практик студентов //Материалы XIII всероссийского форума «Рынок геоинформатики в России Современное состояние и перспективы развития» - Москва, 6-9 июня 2006 г, Москва (на CD «ГеоДиск-2006» и на сайте ГИС-ассоциации www gisa ru/forum2006/29405 html) (соавтор - И К Лурье)

11 Система распределенных баз данных коллективного пользования для обеспечения полевых исследований территорий и практик студентов //Информационный бюллетень ГИС-ассоциации - М ГИС-ассоциация № 5(57) - 2006, стр 67-70 (соавтор - И К Лурье)

12 Модель базы данных коллективного пользования для почвенно-геохимических исследований //Вестник Моек ун-та Сер Почвоведение, 2006, №2, стр 9-16 (соавторы - Н Е Кошелева, И К Лурье, МИ Герасимова)

Подписано в печать 12 04 2007 Формат 60x88 1/16 Объем 1 п л Тираж 120 экз Заказ № 645 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119992 г Москва, Ленинские горы, д 1 Главное здание МГУ, к А-102

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Михайлов, Дмитрий Игоревич

Введение.

1. Анализ методов проектирования систем управления базами данных для географических исследований.

1.1. Методы проектирования БД для географических исследований.

1.2. Основные способы функционирования систем управления базами пространственных данных

1.2.1. Управление пространственными и атрибутивными данными с помощью ГИС-пакетов

1.2.2. Оптимизация работы с атрибутивной информацией. Гибридные системы.

1.2.3. Использование архитектуры клиент-сервер для эффективной работы с пространственными данными.

1.3. Особенности проектирования БД для полевых исследований территории.

1.3.1. Специфика сбора данных при проведении комплексных полевых исследований.

1.3.2. Данные физико-географического описания как основа для структурирования атрибутивной информации в БД.

1.3.3. Разработка методов формализации и структурирования данных полевых исследований.

1.4. Принципы проектирования БД физико-географических исследований.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Теоретическое обоснование и разработка структуры баз данных для обеспечения полевых физико-географических исследований"

Создание систем баз географических данных коллективного пользования, поддерживающих разные модели данных, основанные на векторном и растровом представлении компонентов геосистем, представляет одно из важнейших направлений исследований в области наук о Земле. Оно связано с формированием инфраструктуры пространственных данных, требующим выполнения теоретических и технологических разработок способов их накопления, тематического согласования и обмена. База географических данных, отнесенных к выбранной территории, составляет основу всякой проблемно-ориентированной ГИС, являясь, по существу, комплексной цифровой моделью территории.

Совершенствование методов проектирования баз пространственно-определенных данных при выполнении исследований природных и социально-экономических геосистем, в том числе развитие методов интеграции разнотипных данных, является одной из приоритетных задач геоинформатики.

Актуальность диссертационного исследования определяется необходимостью разработки эффективных методов формализации, структурирования и хранения информации специализированных географических исследований и недостаточной разработанностью проблем проектирования баз данных и управления ими на этапе сбора и анализа материалов полевых физико-географических исследований территорий.

Цель исследования - теоретическое обоснование и разработка структуры, тематического содержания и программного интерфейса распределенных баз данных для полевых физико-географических исследований, а также практическая реализация разработок на примере территории УНС «Сатино».

В ходе выполнения научных исследований потребовалось решить следующие задачи:

• проанализировать и теоретически обобщить методы проектирования баз данных (БД) для целей географических исследований;

• сформулировать основные принципы и разработать методику проектирования систем распределенных баз данных для хранения физико-географических полевых описаний;

• разработать структуру, содержание, пользовательский интерфейс и функции системы распределенных БД для обеспечения полевых исследований;

• реализовать разработанные методики и технологии проектирования БД и функции пользовательского интерфейса для создания и ведения баз данных полевых описаний, принятых в геоморфологических, почвенных и геоботанических исследованиях.

Методологической базой для работы над диссертацией послужили труды представителей отечественной и зарубежной школы географической картографии и геоинформатики (A.M. Берлянт, А.В. Кошкарев, И.К. Лурье, Б.Б. Серапинас, С.Н. Сербенюк, B.C. Тикунов, Р.А. Burrough, С. Jones), а также труды по теории реляционных баз данных (Э.Ф. Кодц, К.Дж. Дейт, С.Д. Кузнецов). Разработки выполнены на современном технологическом уровне с использованием СУБД MS SQL Server, MS Access.

Научная новизна исследований состоит в следующем:

• впервые исследована проблема создания распределенных баз данных полевых физико-географических исследований территорий и теоретически обоснованы основные принципы их проектирования;

• сформулированы требования к системе управления таких баз данных, разработаны структура, содержание и пользовательский интерфейс проектируемых БД, основанные на теоретическом обобщении и систематизации традиционных методов, как проектирования БД, так и выполнения полевых физико-географических исследований;

• разработана новая методика двухэтапного проектирования баз данных в системе распределенных БД полевых физико-географических исследований, основное назначение которой создание тематических атрибутивных баз данных и их интеграция в систему, обеспечивающую пространственно согласованное комплексное описание территорий;

• предложен и реализован метод определения и эффективного использования позиционной составляющей полевых данных в атрибутивных БД, базирующийся на разработанных средствах их хранения на сервере баз данных и пользовательского интерфейса, а также способствующий установлению взаимосвязей с тематической БД ГИС.

Практическая значимость исследования заключается в том, что разработка типовой структуры системы баз данных коллективного пользования позволяет специалистам разного профиля получать удобный и оперативный доступ ко всей тематической информации, собираемой в ходе полевых физико-географических исследований. Тем самым, обеспечивается наиболее эффективное решение теоретических и прикладных междисциплинарных задач.

Внедрение результатов работы. Работа выполнена на основе личных исследований автора с 2001 по 2007 гг. и материалах, собранных в результате творческого сотрудничества со специалистами кафедр географического факультета МГУ.

Выполненные исследования послужили основой для разработки методик проектирования БД коллективного пользования, реализованных в рамках плана научно-исследовательских работ кафедры картографии и геоинформатики по темам «Картографирование геосистем на основе интеграции геоинформатики, телекоммуникации и аэрокосмического зондирования» (№ гос. рег.01.2.00 108036), «Картографирование с использованием геоинформационных, аэрокосмических методов и телекоммуникации для эколого-географических исследований и образования» (№ гос. per. 0120.0 603974); по программам ФЦНТП РИ-112/001/288 (№ гос. контр. 02.445.11.7065), 2006-РИ-112.0/001/1 И (№ гос. контр. 02.445.11.7300); по грантам РФФИ 04-05-64753 и НШ-8306.2006.5.

Отработка методик осуществлена путем создания действующей системы распределенных БД коллективного пользования, которая обеспечивает работу с пространственно-определенной информацией, размещаемой в локальных БД кафедр географического факультета МГУ. Осуществлено внедрение разработок в ГИС «Сатино» и в учебный процесс - они используются как средство накопления и первичного анализа данных, собираемых в ходе летних студенческих полевых практик, а также в учебных курсах на кафедрах географии почв и геохимии ландшафтов и биогеографии.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международных и российских конференциях: Международной конференции студентов и аспирантов «Ломоносов-2002» (Москва, 2002), конференции «Ломоносовские чтения» (Москва, 2004), Конференция Международной картографической ассоциации (ICC2005) (Коруна, 2005), Международной конференции ИнтерКарто/ИнтерГИС 11 (Ставрополь-Домбай-Будапешт, 2005), Всероссийской конференции «Экспериментальная информация в почвоведении: теория, методы получения и пути стандартизации» (Москва, 2005), XIII Всероссийском ГИС-форуме «Рынок геоинформатики в России. Современное состояние и перспективы развития» (Москва, 2006).

Всего по теме диссертации опубликовано 12 научных работ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы. Материал работы изложен на 102 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы, 27 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Михайлов, Дмитрий Игоревич

3.4. Основные выводы главы 3

Разработанная методика проектирования первого этапа опробована для разработки атрибутивных БД на территорию УНС «Сатино»:

• геоморфологической;

• почвенно-геохимической;

• геоботанической.

Пространственная привязка точек описания позволила обеспечить интеграцию тематических слоев БД ГИС «Сатино» и реляционных БД.

Заключение

В ходе проведенных исследований решена основная задача диссертации -разработаны и применены на практике методика проектирования системы распределенных БД и средства пользовательского интерфейса, предназначенные для обеспечения полевых физико-географических исследований.

В соответствии с поставленной целью в диссертационном исследовании получены следующие результаты:

1. Впервые исследована проблема создания распределенных баз данных полевых физико-географических исследований территорий, определены основные принципы их проектирования:

• на концептуальном уровне - определение базовых объектов отдельных направлений исследования и разработка правил классификации; для отображения наблюдаемых объектов используется векторная модель данных;

• на логическом уровне - разработка оригинальной структуры БД, в том числе выявление типовых структур в описании наблюдаемых объектов каждого направления исследований и введение правил для обеспечения возможности интеграции описаний объектов из разных предметных областей; БД физико-географических описаний должна обладать модульным строением, позволяющим расширять круг решаемых прикладных задач без переработки основной программы;

• на физическом уровне - для хранения и управления пространственными данными полевых описаний целесообразно использовать функции реляционной СУБД, расширив их возможностями управления и позиционной, и атрибутивной составляющими данных, для чего необходима разработка специализированного пользовательского интерфейса.

• требования к системе управления базами данных, структуре, содержанию и пользовательскому интерфейсу БД должны быть основаны на теоретическом обобщении и систематизации методов, как проектирования БД, так и выполнения полевых физико-географических исследований.

2. Разработана новая методика двухэтапного проектирования структуры баз данных полевых описаний:

• первый этап - создание серии автономных специализированных баз данных, каждая из которых содержит описания объектов одного направления исследования;

• второй этап - создание интегрированной базы данных полевых физико-географических описаний территории (частным случаем которой может быть специализированная БД).

Методика двухэтапного проектирования ориентирована на функционирование создаваемых баз данных как системы распределенных БД. Для интеграции данных разных направлений исследования в логическую структуру БД введен базовый пространственный объект - «точка описания», который позволяет собирать из базовых объектов разных тематик комплексные описания территорий. Точки описания объединяются в «проект», создаваемый для обеспечения единых принципов описания всех наблюдаемых объектов района исследований.

3. Предложен метод эффективного использования пространственной информации в системе распределенных БД полевых исследований, основанный на разработанных способах хранения на сервере баз данных не только атрибутивной, но и позиционной составляющих данных полевых исследований. Добавление позиционной составляющей информации о точках описания обуславливает связь слоев БД ГИС с атрибутивными базами данных.

4. Разработаны средства пользовательского интерфейса БД полевых описаний для выполнения операций над данными и решения специфических задач физико-географических исследований. Интерфейс прост в освоении и интуитивно понятен специалистам-географам.

5. Разработанная методики проектирования БД, программные средства и функции пользовательского интерфейса реализованы при создании и ведении баз данных полевых описаний, принятых в геоморфологических, почвенных и геоботанических исследованиях.

Основные научные результаты опубликованы в следующих работах: В рекомендованных ВАК журналах:

1. Создание баз данных для обеспечения комплексных полевых исследований территорий //Редакция журнала «Вестник Московского университета. Серия 5. География». - М., 2007 - 13 е., ил. - Деп. в ВИНИТИ 21.03.2007, № 278-В2007. Кроме того, по теме диссертации опубликованы следующие работы:

2. Создание блока «Почвы» учебной ГИС «Сатино», версия 2. Материалы IX Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2002», секции Географии М. Географический ф-т, 2002. стр. 75

3. Структура, задачи и технологии создания новой версии ГИС «Сатино». Тезисы докладов на Ломоносовских чтениях. Информационный обзор Отдела организации НИР географического факультета МГУ № 2(7) М. Географический ф-т, 2004. стр.11-12 (соавторы - И.К. Лурье, А.А. Сучилин)

4. Creation of the System of Distributed Shareable Geographical Data Bases for carrying out Complex Researches of Territories /Proceedings of 17 International Cartographic Conference, Ceruna, 2005, 9-12 July, (на CD директория htm/pdf/oral/Tema8/Irina Lourie.pdf; Abstracts of Papers, pp.72-73) (соавторы - И.К. Лурье, A.P. Апяутдинов)

5. Структура и содержание базы геоданных коллективного пользования для почвенно-геохимических исследований //Материалы Международной конференции ИнтерКарто/ИнтерГИС 11. Ставрополь-Домбай - Будапешт, 25 сентября - 3 октября 2005 г. стр. 288-294 (соавторы - Н.Е. Кошелева, И.К. Лурье)

6. Основные концепции организации и использования БД для почвенных исследований //Материалы Всероссийской конференции «Экспериментальная информация в почвоведении: теория, методы получения и пути стандартизации», Москва, декабрь 2005г. (соавторы - И.К. Лурье, Н.Е. Кошелева)

7. Картографирование растительности с использованием ГИС-технологий. //Сб. научных трудов «Экосистемы широколиственно-хвойных лесов южного Подмосковья», раздел «Геоинформационные системы и базы данных по почвам и растительности». - М.: Моск. ун-т им. М.В. Ломоносова, Географический ф-т, -2006, стр. 135-144 (соавторы -И.К. Лурье, И.М. Микляева, Г.Н. Огуреева, Е.Г. Суслова)

8. Картографирование почвенного покрова. //Сб. научных трудов «Экосистемы широколиственно-хвойных лесов южного Подмосковья», раздел «Геоинформационные системы и базы данных по почвам и растительности». - М.: Моск. ун-т им. М.В. Ломоносова, Географический ф-т, -2006, стр. 145-148 (соавторы -И.П. Гаврилова, М.И. Герасимова, Л.Б. Исаченкова)

9. Использование ГИС-технологий для исследования и картографирования растительности московского региона. //Вестник Моск. ун-та. Сер. География, 2006, №4, стр. 40-45 (соавторы - И.К. Лурье, И.М. Микляева, Г.Н. Огуреева, Е.Г. Суслова)

10. Система распределенных баз данных коллективного пользования для обеспечения полевых исследований территорий и практик студентов. //Материалы XIII всероссийского форума «Рынок геоинформатики в России. Современное состояние и перспективы развития».- Москва, 6-9 июня 2006 г., Москва (на CD «ГеоДиск-2006» и на сайте ГИС-ассоциации www.gisa.ru/forum2006/29405.html) (соавтор - И.К. Лурье)

11. Система распределенных баз данных коллективного пользования для обеспечения полевых исследований территорий и практик студентов. //Информационный бюллетень ГИС-ассоциации. - М.: ГИС-ассоциация. № 5(57). - 2006, стр. 67-70 (соавтор - И.К. Лурье)

12. Модель базы данных коллективного пользования для почвенно-геохимических исследований //Вестник Моск. ун-та. Сер. Почвоведение, 2006, №2, стр. 9-16 (соавторы - Н.Е. Кошелева, И.К. Лурье, М.И. Герасимова)

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Михайлов, Дмитрий Игоревич, Москва

1. Балдина Е.А., Книжников Ю.Ф., Лурье И.К. Учебная геоинформационная система: облик, проект создания //Вестник Московского университета. Сер.5, Геогр. 1991, №5

2. Банки географических данных для тематического картографирования /Под ред. К.А. Салищева, С.Н. Сербенюка. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. - 188 с.

3. Берлянт А. М. Геоиконика. М.: «Астрея», 1996. 208 с.

4. Берлянт А. М. Геоинформационное картографирование. М.: Астрея, 1997. 64 с.

5. Вагнер В.Б., Кошелева Н.Е., Герасимова М.И., Исаченкова Л.Б. Разработка локальной почвенно-геохимической геоинформационной системы многоцелевого назначения// Тез. докл. I междунар. сов. «Геохимия биосферы». Новороссийск, 1994, с.68-69.

6. Вест Р. Введение в ArcSDE.: Пер. с англ. М.: Дата+, 2003. - 56 с.

7. Геннадиев А.Н. География почв с основами почвоведения: Учебник М.: Высш. шк., 2005.-461 с.

8. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Ю.Б. Баранов,

9. A.M. Берлянт, Е.Г. Капралов и др. — М.: ГИС Ассоциация, 1999

10. Геоинформатика: Учеб для студ. вузов / Е.Г.Капралов, А.В. Кошкарев, B.C. Тикунов и др.; Под ред. B.C. Тикунова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 480 с.

11. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов / Под ред. А. М. Берлянта, А.

12. B. Кошкарева. М.: ГИС Ассоциация, 1999. 204 с.

13. Герасимова М.И., Исаченкова Л.Б. Почвы и почвенный покров Сатинского учебного полигона. Учебное пособие. /Под ред. И.П.Гавриловой. М.: Полиграфический отдел географического факультета МГУ, 2000

14. Гешвинде Э., Шениг Г.-Ю. PostgreSQL. Руководство разработчика и администратора.: Пер. с англ. СПб.: ООО «ДиаСофтЮП», 2002. - 608 с.

15. Голованов М. Иерархические структуры данных в реляционных БД. /RSDN Magazine М.: Оптим.Ру № о (0). - 2002.

16. ГОСТ Р 50828-95. Государственный стандарт Российской Федерации «Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования», М.: ИПК Изд-во стандартов. 1996

17. ГОСТ Р 551353-99. Государственный стандарт Российской Федерации «Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание», М.: ИПК Изд-во стандартов. 1999.

18. ГОСТ Р 52571—2006 «Географические информационные системы. Совместимость пространственных данных. Общие требования». М.: ИПК Изд-во стандартов. 2006

19. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2002.-1072 с.

20. ДеМерс М.Н. Географические информационные системы. Основы. Пер. с англ. М.: Дата+, 1999.490 с.

21. Егорова Н.А. Учебная практика по ботанической географии: Метод, пособие. М.: Изд-во Моск. университета, 1984. - 56 с.

22. Жучкова В.К., Раковская Э.М. Методы комплексных физико-географических исследований: Учеб. пособие для студ. вузов М.: Издательский центр «Академия», 2004.-368 с.

23. Заруцкая И.П., Гусева И.Н. Согласование карт в комплексном региональном атласе //Методические указания по проектированию и составлению карт комплексных научно-справочных атласов. М.: Изд-во МГУ, 1971. Выпуск 22.

24. Клайн К. и др. SQL. Справочник.: Пер. с англ. М.:Кудиц-Образ, 2006. - 832 с.

25. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977,223 с.

26. Классификация и диагностика почв России/ JI.JI. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. Смоленск: Ойкумена, 2004, 342 с.

27. Ковязин А.Н., Востриков С.М. Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/Firebird/Yaffil. М.: Кудиц-образ; СПб.: Питер, 2005.-496 с.

28. Коняев О.Н., Рейнгольд Л.А., Скопннцев А.Ю. Создание Российской инфраструктуры пространственных данных возможности технологий Oracle при реализации пилотных проектов //Информационный бюллетень ГИС-ассоциации. - М.: ГИС-ассоциация. № 5(52).-2005

29. Комплексная географическая практика в Подмосковье. / Под ред. Рычагова Г.И. М.: Изд-во Моск. Университета, 1980.

30. Кошелева Н.Е. Атрибутивная база данных по почвам и почвенному покрову /Экосистемы широколиственно-хвойных лесов южного Подмосковья. Сборник научных работ /Науч. ред. Н.С. Касимов. М., 2006. - стр. 149 - 153.

31. Кошелева Н.Е., Лурье И.К., Герасимова М.И., Михайлов Д.В. Модель базы данных коллективного пользования для почвенно-геохимических исследований.

32. Кошкарев А. В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения. Учебно-справочное пособие. / Российская академия наук. Институт Географии. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 76 с.

33. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 336с.

34. Кузнецов С.Д. Основы баз данных. Курс лекций. М.: Интернет-университет информационных технологий, 2005. - 488 с.

35. Лурье И.К. Геоинформатика. Учебные геоинформационные системы: Учеб.-метод. пособие. М.: Изд-во Моск. университета, 1997. 115 с.

36. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС. /Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Часть1. Под ред. А.М.Берлянта М.: ООО «Инэкс-92», 2002. - 140 с.

37. Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования.: Учебное пособие. М.: Изд-во Моск. университета, 2000. - 143 с.

38. Лурье И.К., Микляева И.М., Михайлов Д.И. Огуреева Г.Н., Суслова Е.Г. Использование ГИС-технологий для исследования и картографирования растительности московского региона. //Вестник Моск. ун-та. Сер. География, 2006, №4, стр. 40-45

39. Лурье И.К., Михайлов Д.И. Система распределенных баз данных коллективного пользования для обеспечения полевых исследований территорий и практик студентов. //Информационный бюллетень ГИС-ассоциации. М.: ГИС-ассоциация. № 5(57). -2006,стр. 67-70

40. Мытров Ю.А., Ильин А.И. Системы управления пространственными данными ESRI ArcSDE и Oracle Spatial //Пространственные данные. - М.: ГИС-ассоциация. № 4. -2005

41. Научно-технический отчет «Учебная ГИС «Сатино»». 1995.

42. Научный отчет «Организация регулируемого рекреационного использования на берегах водных объектов бассейна верхней реки Москвы». 2004

43. Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 576 с.

44. Новаковский Б. А., Прасолова А. И., Прасолов С. В. Цифровая картография: цифровые модели и электронные карты. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 116 с.

45. Построение баз геоданных.: Пер. с англ. М.: Дата+, 2003. - 426 с.

46. Практикум по общему почвоведению: Учеб. пособие. Под ред. А.Н. Геннадиева М.: Изд-во Моск. Университета, 1995. - 68 с.

47. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях: Учеб. пособие для студ. вузов М.: Издательский центр «Академия», 2004.-416 с.

48. Огуреева Г.Н., Суслова Е.Г., Микляева И.М., Румянцев В.Ю., Леонтьева О.А. Растительный и животный мир Сатинского учебного полигона. Учебное пособие. / Под ред. Е.Г.Мяло, Л.Г.Емельяновой. М.: Полиграфический отдел географического факультета МГУ, 2003

49. Раменский Л.Г. и др. Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову. М.: Сельхозгиз, 1956. - 472 с.

50. Рубцов Б.Г., Кульчинский Р.Г. К вопросу о взаимодействии ГИС и СУБД. //Пространственные данные. М.: ГИС-ассоциация. № 3. - 2006

51. Русанов А.В., Аршинова М.А., Суслова Е.Г. Организация управляемого рекреационного использования в бассейне верхней реки Москвы. М.: Изд-во «Ринг-Консалтинг», 2004. - 40 с.

52. Салищев К.А. Картоведение. М.: Изд-во МГУ, 1982. - 480 с.

53. Серапинас Б. Б. Качество и надежность геоинформационного картогафирования. / «Картография, геоинформатика, аэрокосмическое зондирование» (Коллективная монография). М.: Изд. Дом «Городец», 2004. С. 150-183

54. Симонов Ю.Г., Болысов С.И. Методы геоморфологических исследований: Методология: Учебное пособие. М.: Аспект Пресс, 2002. - 191с.

55. Томлинсон Р.Ф. Думая о ГИС. Планирование географических информационных систем: руководство для менеджеров. Пер. с англ. М.: Дата+, 2004. 325 с.

56. Харрис М. Управление службами ArcSDE: Пер. с англ. М.: Дата+, 2003. - 132 с.

57. Шекхар Ш., Чаула С. Основы пространственных баз данных.: Пер. с англ. М.: Кудиц-Образ, 2004. - 336 с.

58. Январева Л.Ф., Кожухарь А.Ю. Согласование карт в комплексном электронном картографировании //Взаимодействие картографии и геоинформатики /Под ред. А.М.Берляндта и О.Р.Мусина. М.: Научный мир, 2000

59. Burrough P. A. and McDonnell R. A. Principles of Geographical Information Systems. Oxford University Press, 1998. 333 p.

60. Jones C. Geographical Information Systems and Computer Cartography. Longman Limited, 1997.319 р.

61. Marble D. F. and oth. Computer software for spatial data handling (3 vols). Ottawa, Canada, 1981. 1043 p.

62. Zeiler M. Modeling our World. The ESRI Guide to Geodatabase Design. ESRI Inc, 1999. p. 199

63. Oracle Spatial lOg опция обеспечения пространственных данных.: Пер. с англ. //Oracle Magazine /www.oracle.com, 2006

64. Бартунов О., Сигаев Ф. Написание расширений для PostgreSQL с использованием GiST. //www.citforum.ru

65. Зиндер Е.З. Проектирование баз данных: новые требования, новые подходы. //www.citforum.ru

66. Селко Д. Деревья в SQL: Пер. с англ. //www.sql.ru

67. Эйзенберг Э. Мелтон Д. SQL: 1999, ранее известный как SQL3. //www.citforum.ru