Если в нашей стране фенология переживает сегодня не лучшие времена, то, например, в США с подключением к процессу ГИС-технологий эта наука переживает второе рождение. В 2007 г. былазапущена
Национальная фенологическая сетьUSANationalPhenologyNetwork (USA-NPN). Среди ее многочисленных партнеров (всего — 127) такие крупные организации как NASA, USGS, US FishandWildlifeService, US NationalParkService, некоммерческие ассоциации фенологов и др. Была разработана и внедрена единая методика сбора и обработки данных по всем экосистемам США от Арктики до пустынь Мексиканского нагорья. С учетом сказанного о доступности массовому пользователю ГИС-технологий, а также смартфонов, планшетов и пр.
портативных устройств, авторами проекта была создана программа N ature’sNotebook, которая облегчает сбор данных добровольцами, фенологами-любителями и одновременно помогает профессиональным исследователям, а также ее мобильная версия (рис. 2).Рисунок 2 -Пример алгоритма выявления фенофазы, используемого Национальной фенологической сетью СШАПользователям фенологической сети доступны современные определители растений и животных, обитающих на территории США. Но самое важное, что необходимо отметить, так это возможность оперативно создать профиль наблюдения с привязкой к координатам GPS, в который входят фотоснимок и заполненный бланк. Рисунок 3 — Пример отображения информации, используемый Национальной фенологической сетью США. При этом ГИС-технология, используемая Национальной фенологической сетью США, дает возможность поработать с климатическими картами, картами ООПТ, природных зон и т. д. Простота алгоритма наблюдений не замедлила сказаться — уже сегодня число постоянным добровольных наблюдателей перевалило за 10 000 человек.
Для сравнения, на пике своего развития фенологическая сеть СССР не превышала 2 000 человек. В качестве примера отечественного краудсорсингового проекта, активно использующего ГИС-технологии для решения задач сохранения окружающей среды, следует назвать Российскую сеть изучения и охраны пернатых хищников (RussianRaptorResearchandConservationNetwork), объединяющую орнитологов (как профессиональных, так и любителей), а также ряд природоохранных организаций. Дневные хищные птицы являются той уязвимой группой живых организмов, состояние которой свидетельствует о степени благополучия экосистемы. В данном случае это преимущественно степные биотопы. Члены Российской сети изучения и охраны пернатых хищников могут вести базу наблюдений с помощью разработанной и внедренной авторами проекта Веб-ГИС «Фаунистика»: добавлять точки наблюдения птиц, ее координаты, прикладывать фотографию птицы. Наблюдение сначала проверяется экспертом проекта, а потом уже становится видимым для всех пользователей. Также возможности ГИС-технологий позволяют изучать миграционные коридоры. Так, на взрослую самку балобана (Falcocherrug), отловленную после гнездового периода в Чуйской степи на территории Республики Алтай, был повешен микроволновый спутниковый передатчик массой 35 г. Птица была прослежена до зимовки в Центральном Китае и обратно (рис.
4).Рисунок 4 — Миграции балобана в Алтае-Саянском регионе. С этой базой данных сопряжена и информационная система для ввода, обработки и визуализации данных кольцевания хищных птиц. Каждое наблюдение описывается широким спектром параметров, среди которых: вид, дата, координаты, номер, аббревиатура, цвет и материал кольца, а также информация о наблюдателе. Система полностью построена на базе свободного программного обеспечения: PostgreSQL, MapServer, OpenLayers и работает из любого современного веб-браузера без необходимости установки дополнительного программного обеспечения. Таким образом, данная интерактивная система мониторинга позволяет не просто загружать фотографии животных и растений в интернет, но и связать их с конкретной точкой на карте и датой наблюдения, которые будут внесены в единую базу данных проекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, в данной работе мы выполнили аналитический обзор использования ГИС-технологий в качестве инструмента для решения проблем охраны и изучения окружающей среды. Прежде всего, мы отметили комплексный характер экологических исследований, которые требуют особого системного подхода. Они находятся на стыке геологии, ландшафтоведения, программирования, биологии и других смежных дисциплин.
Поэтому для решения таких масштабных задач идеально подходят ГИС-технологии, позволяющие визуализировать материал и смоделировать происходящие в системе процессы. Картографирование в сочетании с ГИС стало очень мощным инструментом решения проблем окружающей среды. Для того чтобы в полной мере использовать весь богатый инструментарий ГИС, необходима подготовка высококвалифицированных специалистов с одной стороны, обладающих профессиональными знаниями программиста, с другой — в достаточной мере квалифицированных в предметных областях. Кроме того, для этих специалистов важно формирование системности мышления, т. е. способности воспринимать все аспекты проблемы в их единстве и взаимосвязи, а среду — как едино функционирующий комплекс. Бурное развитие информационных технологий и доступность их для широких слоев населения предоставляет возможности для использования ГИС в проектах добровольных исследований (например, фенологических).СПИСОК ИСТОЧНИКОВБерлянт A.M. Геоиконика. М.: Астрея, 1996. — 208 с. Джиллер П. Структура сообществ и экологическая ниша / Пер.
с англ. М.: Мир, 1988. 184 с. Жирков И. Е. Жизнь на дне. Биогеография и биоэкология бентоса. М.: Т-во научных изданий КМК, 2010. 453 с. Капралов Е. Г., Кошкарев А. В., Тикунов В. С. и др.
Геоинформатика: Учеб. для студ. вузов / Под ред. Тикунова В. С. — М: Издательский центр «Академия», 2005. —
480 с., [8] с. цв. ил. — (Серия «Классический университетский учебник»).Минин А. А. Фенология Русской равнины: материалы и обобщения.- М.: Изд-во ABF/АБФ.- 2000.- 160 с. Планирование операций по предупреждению и ликвидации разливов нефти для Приразломного нефтяного месторождения // Арктика: экология и экономика № 2, 2011, С. 36−42. (Соавторы Мансуров М. Н., Маричев А.В.).Разумовский С. М. Закономерности динамики биоценозов.
— М.: Наука, 1981. — 231 с. Cavalieri D.J., St.
G ermain K.M., Swift C.T. Reduction of weather effects in the calculation of sea ice concentration with the DMSP SSM/I II J. G laciology. 1995. V. 41.
P. 455−464.Johannessen O.M., V. Y u. A lexandrov, I.Ye. F rolov, S.
S andven, L.H. Pettersson, L. P. B obylev, K.
K loster, V. G. S mirnov, E. Y u. M
ironov, N. G. B abich, (2007). R emote Sensing of Sea Ice in the Northern Sea Route: Studies and Applications (translation in Russian). S t. P
etersburg, NaukaPublishers, Russia, 512 p. Kwok R., Cunningham G.F., WensnahanМ., Rigor I., Zwally H.J., Yi D. T hinning and volume loss of the Arctic Ocean sea ice cover: 2003;2008 II J. G eophys.
R es. 2009. V. 114. C 7 005.
doi:
10.1029/2009JC005312.Sawicki D., Peterman D. S urveying the extent of PPGIS practice in the United States. / I
n: Craig W., Harris T., Weiner D. (eds.). Community Participation and Geographic Information Systems. -L ondon, UK: Taylor & Francis, 2002.
РР. 17−36.Sharkov E.A. Passive Microwave Remote Sensing of the Earth: Physical Foundations. B erlin, N.Y., L., P., Tokyo: Springer/PRAXIS, 2003. 613 p. Электронные ресурсы
Веб-ГИС «Фаунистика». Режимдоступа:
http://rrrcn.ru/ru/birdwatching/web-gis/.NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio. Режимдоступа:
http://svs.gsfc.nasa.gov/Special Sensor Microwave/Imager (SSM/I) and Special Sensor Microwave Imager Sounder (SSMIS) Global Gridded Products. National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS), NOAA. Режим доступа:
http://www.ncdc.noaa.gov/oa/rsad/ssmi/gridded/index. php. USA National Phenology Network. Режимдоступа:
http://www.usanpn.org/files/viz/index.html#
