Эко-бюллетень ИнЭкААрхив№ 2 (49) > ЭКОТЕХНОЛОГИИ

Опыт организации автоматизированной информационной системы, как условие обеспечения экологической безопасности урбанизированных территорий

(на примере г.Томска)

Воробьев С. Н., Евдокимов А. В.,
Аносова Н. В., Урбановский В. А.,
Базанов В. А., Горина Н. В.

В соответствии с существующим природоохранным законодательством государство в лице органов законодательной, исполнительной и судебной властей признается гарантом безопасности человека с его конституционными правами на здоровую окружающую среду. Обеспечение экологической безопасности (ЭБ) высоко урбанизированных территорий представляет одну из основных проблем в сфере природоохранной деятельности, поскольку на фоне окружающего природного фона города отличаются самыми высокими значениями загрязнения всех компонентов окружающей среды и наибольшими уровнями ее деградации. Идея признания ЭБ, «стержнем» природоохранной деятельности государства еще не получила юридического оформления, однако некоторые ее принципы и положения в разном объеме в том или ином виде присутствуют в различных законодательных документах (В законах РФ «О безопасности», 1992 г., Об охране окружающей среды, 1993 г. и др.).

На современном этапе формирование ЭБ реализуется в основном в трех направлениях:

  1. В практической деятельности природоохранных органов и хозяйствующих субъектов, специальных спасательных служб МЧС и д.р.
  2. В совершенствовании нормативно-правовой базы.
  3. Как междисциплинарная область экологических знаний об изменениях состояния окружающей среды.

Для решения проблем ЭБ, требуется системный подход. При этом необходимо руководствоваться не только природоохранными нормативными документами, но и санитарно-гигиеническими, административными и др. Однако, как показывает опыт, в России это осуществить непросто, поскольку основным препятствием является ведомственная разобщенность природоохранительных служб и сложившаяся практика организации природоохранной деятельности по принципу «тушения пожара», нежели по предотвращению его.

Для решения важнейших задач управления ЭБ не вызывает сомнений необходимость своевременного обеспечения органов управления достоверной и возможно более полной информацией о состоянии природной среды. Практическая ценность таких сведений в большой степени зависит от того, насколько своевременно они поступают в распоряжение руководства, каким образом организован к ним доступ, и в какой мере они соответствуют действительности. Это результаты инвентаризации природных условий и ресурсов, выявление и оценка неблагоприятных природных явлений и негативных последствий воздействия человека на природу, меры по целенаправленному улучшению окружающей среды и воспроизводству естественных богатств, прогнозы их будущего состояния и развития. Данные могут различаться по назначению (для пропаганды и агитации, планирования, проектирования, управления, обучения и т. д.), а также и иметь в виду различные группы потребителей. Но, прежде всего, данные о состоянии окружающей среды предназначены для практических действий: организации рационального природопользования, выбора вариантов развития территории, выявления «конфликтных» зон.

Разумеется, при разработке таких проблем должны, прежде всего, широко привлекаться отраслевые отчетные материалы организаций, имеющих непосредственное отношение к вопросам охраны и управления природными ресурсами области. Именно в таких организациях собраны и систематизированы наиболее полные сведения о состоянии территории (Рис.1). Однако есть несколько существенных препятствий для их использования – ограничение ведомственными рамками доступа к этим материалам и скорость обмена информацией между заинтересованными учреждениями.

В результате, с одной стороны для принятия решений существует явно выраженный недостаток информации о современном состоянии и изменении природной среды, биологических и земельных ресурсов. С другой стороны, многими научными и производственными организациями проводятся исследования в области изучения состояния окружающей среды, но разрозненность и разномасштабность отчетных материалов, отсутствие единой системы их сбора и хранения не позволяет получать сопоставимые для различных ведомств результаты и эффективно их использовать.

В связи с этим возникла необходимость создания специализированной экологической информационной системы (ЭИС), которая будет объединять с помощью коммуникационных и программных средств находящиеся в разных адресах экологические данные в единое информационное пространство (Рис 2).

ЭИС должна содержать актуальную информацию: специализированные банки данных о состоянии природной среды и природных ресурсов, средства их обработки и одновременно поддерживаться заинтересованными организациями.

Другими словами необходимо разработать технологию управления корпоративными знаниями на основе современных информационных технологий. Это значит, что заинтересованные пользователи получат единый, общий инструмент по извлечению и транспортировке знаний, связанных с решением конкретных проблем, что в свою очередь позволит существенно снизить затраты рабочего времени на выборку и обработку необходимой информации.

ЭИС во временном аспекте нам представляется развивающимся образованием по составу, количеству данных и принципам их организованности. Эта система должна быть постоянно действующей, легко обновляющейся техническими и программными средствами и легко интегрируемой в другие информационные системы. Пример блока «Водные объекты» представлен на рисунке 3.

Результатом работы такой системы является выработка наиболее предпочтительных сценариев управления и контроля над экологической ситуацией города для принятия решений в этой области. Важнейшим условием существования ЭИС неизбежно должна быть теснейшая связь с различными службами Мэрии и организациями города.

Практическая работа по организации ЭИС на территории г. Томска была инициирована Государственным комитетом экологии г. Томска и начата в 1995г. на договорных началах с НИИ биологии и биофизики и НПО «Сибгеоинформатика». В последующие годы работа выполнялась преимущественно силами НИИ биологии и биофизики. Дальнейшее развитие системы осуществлялось в рамках выполнения гранта Администрации Томской области «Разработка базовой компьютерной информационной системы состояния природных ресурсов и окружающей природной среды Томской области» (договор № НИР-2-98 от 18 декабря 1998 г.). В настоящее время работы выполняются в соответствии с «Экологической программой г.Томска», в рамках раздела Экологическая карта города.

Анализ изучаемой предметной области показал, что для достижения поставленной цели – организации автоматизированной информационной системы на базе ЭВМ необходимо, решить два блока задач.

Первый блок. Учитывая наличие у ряда организаций стандартных хранилищ данных (библиотек документов, баз данных), разработать инструмент для создания и ведения единой базы данных в сети Интернет. Предполагается, что такое техническое решение не потребует существенных затрат на дополнительное администрирование и хранение данных.

Второй блок. Учитывая слабую автоматизацию информационных потоков, создать ГИС «Экологическая карта состояния природных ресурсов и окружающей среды, используя обобщенную и первичную информацию поступающую в государственный и муниципальный Комитеты экологии г.Томска.

В настоящий момент эти блоки существуют независимо друг от друга. Их стыковка будет осуществлена в последующем. Первый блок позволяет объединять и анализировать разнородные первичные материалы различных ведомств, организаций, готовить данные для их использования во втором блоке.

Для выполнения первого блока задач в качестве основы был выбран некоммерческий продукт СУБД POSTGRES95. Выбор средства доступа к базам данных во многом определяется не только эффективностью того или иного механизма, но также и наилучшим его сопряжением с соответствующей СУБД.

В настоящее время разработано достаточно много коммерческих СУБД, например, Informix, Oracle и др. Все они отвечают различным специфическим требованиям. Фирмы производители предлагают различную гамму программных продуктов СУБД и расширяющих модулей для их состыковки с сетью (Intranet, Internet web технологии).

Однако следует учесть очень высокую стоимость коммерческих баз данных. Например: Informix Dynamic Server 7.x – 13.000$ (лицензия для 5 пользователей); Oracle 8 server - 25.000$ (лицензия для 8 пользователей). Расширение количества пользователей до 25, 50 и более возможно за счёт еще большего увеличения стоимости лицензии. Дополнительные расширяющие WEB модули так же имеют высокую стоимость.

Кроме того, все коммерческие программные продукты СУБД и расширяющих модулей, как правило, не позволяют вносить в них необходимые конечным пользователям изменения. Любое задуманное расширение возможности программного продукта ведут к обращению в фирму разработчика, а соответственно, потере времени и средств.

В то же время, существует широкий набор свободно распространяемых продуктов, которые часто оказываются не менее эффективными, но из-за «неизвестности» не достаточно широко используются. Одним из таких некоммерческих продуктов является СУБД POSTGRES95, которая устанавливается на большинстве существующих платформ.

СУБД POSTGRES95 поддерживает темпоральную модель хранения и доступа к данным. То есть, для любого объекта данных, созданного в момент времени t1 и уничтоженного в момент времени t2, в БД сохраняются и доступны пользователям все его состояния во временном интервале (t1,t2). Обычные же БД хранят мгновенный снимок модели предметной области, и любое изменение в момент времени t некоторого объекта приводит к недоступности этого объекта в предыдущий момент времени. Хотя, на самом деле, в большинстве развитых СУБД предыдущее состояние объекта сохраняется в журнале изменений, но осуществления доступа со стороны пользователя нет.

В связи с этим, в POSTGRES95 предусмотрен механизм журнализации изменений, откатов транзакций и восстановления БД после сбоя. Особенность системы управления памятью заключается в том, что в POSTGRES95 не ведется обычная журнализация и мгновенно обеспечивается корректное состояние БД с утратой состояния в оперативной памяти. Язык запросов СУБД POSTGRES95 (POSTQUEL) – является вариантом нового стандарта языка SQL-3.

POSTQUEL поддерживает два типа функций: SQL-функций и функции, написанные на языке программирования, например, на Си. Кроме функций, пользователь может создавать свои агрегаты и операторы. POSTGRES95 позволяет легко вводить новые структуры, используя не физическую, а логическую модель хранения данных.

В системных каталогах POSTGRES95, в отличие от стандартных реляционных систем, хранится информация не только об отношениях и атрибутах, но также и информация о типах, функциях, методах доступа и т.п.

Для осуществления доступа к базам данных POSTGRES95 из World Wide Web можно использовать любые механизмы – CGI, FastCGI, API, Java.

Кроме того, может быть использовано достаточно простое, удобное в обращении средство построения интерактивных приложений «Common Gataway Interface», которое не требует никакого дополнительного программного обеспечения и достаточно просто в применении Web-сервера Apache. Таким образом, в качестве основы информационной системы нами выбрана СУБД POSTGRES95.

Окончание в следующем номере...
 
ПОИСК ПО САЙТУ
© 2001-2017 ООО «ИнЭкА-консалтинг»
Контакты ИнЭкА:
+7 3843 720575
720579
720580
ineca@ineca.ru
создание сайтов