Бабошко О.И. КЛ_ИТвЛД

О. И. БАБОШКО

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЛЕСНОМ ДЕЛЕ

Курс лекций

Новочеркасск

2013

1

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НОВОЧЕРКАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕЛИОРАТИВНАЯ АКАДЕМИЯ»

О. И. Бабошко

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЛЕСНОМ ДЕЛЕ

Курс лекций

Новочеркасск

2013

2

УДК 630.811(075)

Б 127

Рецензенты: Кружилин С.Н., канд. с.-х. наук, доцент кафедры лесных культур и ЛПХ ФГБОУ ВПО «НГМА»; Воскобойникова И.В., канд. с.-х. наук, доцент кафедры лесных культур и ЛПХ ФГБОУ ВПО «НГМА»

Бабошко, О.И.

Б 127 Информационные технологии в лесном деле [Текст]: курс лекций для студ. направления 250100.62 «Лесное дело»/ О.И. Бабошко; Новочерк. гос. мелиор. акад.– Новочеркасск, 2013. – 70 с.

Рассмотрены основные понятия информационных технологий, изложены общие характеристики процессов обработки, хранения и передачи информации, способы их технической реализации. Приведены примеры автоматизированных систем, применяемых в лесном хозяйстве. Рассмотрены вопросы, посвященные сетевым технологиям обработки информации.

Рекомендован для студентов направления 250100.62 «Лесное дело».

Ключевые слова: информационные технологии, компьютерные сети, автоматизированные системы, топология сети, персональный компьютер, ГИС.

ЛЕКЦИЯ 4 – ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ, ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОГНОЗИРОВАНИИ

4.1Информационные технологии сбора, обработки и анализа ин33 формации. Применение ГИС при планировании лесоводственных исследований

4.2Исследование роста сосновых древостоев на имитационной 35 модели «СОСНА». Автоматизация расчѐтов при анализе хода роста ствола дерева

5

ВВЕДЕНИЕ

Впоследнее десятилетие (1990-е гг.) произошло становление новой науки

-науки об информационных технологиях (ИТ - науки) или итологии. Предметом итологии являются: информационные технологии (ИТ); процессы, связанные с созданием ИТ; процессы, связанные с применением ИТ.

Дисциплина «Информационные технологии в лесном деле» - это направление в компьютерной подготовке бакалавров лесного хозяйства. И, несмотря на то, что в отрасли накоплен значительный опыт применения математических методов, персональных компьютеров и информационных систем, все ещѐ нет учебников и учебных пособий, отражающих область информатики. Она включена в базовую часть математического и естественнонаучного цикла основной образовательной программы бакалавров по направлению 250100.62 «Лесное дело», и изучается в 5 семестре.

Целью изучения дисциплины «Информационные технологии в лесном деле» является подготовка бакалавров лесного хозяйства, представляющих весь сложный процесс управления лесными ресурсами, знающих и умеющих применять инструментарий существующих автоматизированных систем при решении конкретных научных и производственных задач.

Информационные технологии определяются сегодня как совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации.

Ввек информатизации, когда культура общения с компьютером становится частью общей культуры человека, необходимо, чтобы специалист лесного хозяйства представлял себе весь сложный процесс управления лесными ресурсами, знал и умел применять инструментарий существующих автоматизированных систем при решении конкретных научных и производственных задач.

Основное назначение предлагаемого учебного издания состоит в том, чтобы будущие бакалавры лесного хозяйства умели работать на персональных компьютерах и знали существующие автоматизированные системы отрасли. Эти системы содержат аппаратные средства и программное обеспечение, которые позволяют автоматизировать рутинную часть работы специалистов лесного хозяйства.

Данный краткий лекционный курс рассчитан для студентов направления

250100.62 – «Лесное дело».

6

ТЕМА 1 - РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Вопросы лекции:

1.1Понятие и классификация информационных технологий

1.2Анализ современного состояния информатизации лесного хозяйства

1.3Основные направления информатизации лесного хозяйства

1.4Проблемы использования информационных технологий в лесном хозяйстве

1.1 Понятие и классификация информационных технологий

Информационная технология - это процесс, включающий совокупность способов сбора, хранения, обработки и передачи информации на основе применения средств вычислительной техники. Цель информационной технологии - производство информации для еѐ анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия. Каждая информационная технология реализуется в рамках конкретной информационной системы. Информационная система

— система, предназначенная для хранения, поиска, обработки и выдачи информации по запросам пользователей. Комплекс атоматизированной системы (системы, которая основана на использовании средств вычислительной техники и программного обеспечения) включает: вычислительное и коммутационное оборудование; программное обеспечение; лингвистические средства; информационные ресурсы; системный персонал.

Информационный ресурс — концентрация имеющихся фактов, документов, данных и знаний, отражающих реальное изменяющееся во времени состояние общества, и используемых при подготовке кадров, в научных исследованиях и материальном производстве. Основными особенности информационного ресурса (ИР) являются:

-в отличие от других видов ресурсов (в частности, материальных) он рактически неисчерпаем; по мере развития общества и роста потребления знаний их запасы не убывают, а растут;

-по мере использования ИР не исчезает, а сохраняется и даже увеличивается (за счет трансформации полученных сообщений с учетом опыта и местных условий);

-только соединяясь с другими ресурсами – опытом, трудом, квалификацией, техникой, энергией, сырьем, ИР проявляется как движущая сила;

-эффективность применения ИР связана с эффектом повторного производства знаний. Информационное взаимодействие позволяет получить новое знание ценой значительно меньших затрат по сравнению с затратами труда, энергии, времени на его прямое генерирование;

-ИР является формой непосредственного включения науки в состав производительных сил;

7

-ИР возникает в результате не просто умственного труда, а его творческой

части;

-превращение знаний в информационный ресурс зависит от возможностей их кодирования, распределения и передачи.

Существуют две формы ИР: пассивная и активная.

К пассивной форме ИР относятся книги, журнальные статьи, патенты и банки данных. К ним могут также относиться и знания, привязанные к конкретным предметным областям (например, выборки, извлечения данных и т.п.).

Активные формы ИР: модель, алгоритм, проект, программа и база знания (БЗ). Эти формы можно трактовать в целом как стадии созревания ИР, степени доведения его до готовности и превратиться в «силу».

Инструментариями информационной технологии могут быть: текстовый процессор; электронные таблицы; системы управления базами данных; издательские системы; электронные записные книжки; электронные календари; информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, маркетинговые и пр.); экспертные системы и т. д.

В настоящее время широкое применение находят следующие виды информационных технологий:

-информационная технология обработки данных;

-информационная технология автоматизированного офиса;

-информационная технология обработки текстовых данных;

-информационная технология обработки графических и табличных данных;

-сетевые информационные технологии;

-информационные технологии экспертных систем и др.

Новые информационные технологии базируются на использовании персональных компьютеров. Любая информационная технология состоит из этапов, действий, операций. В рамках информационной технологии реализуются следующие типы обработки информации: сбор и регистрация информации; машинное кодирование информации; хранение информации; обработка информации с использованием современных вычислительных методов математического моделирования, статистических и других методов; выдача информации; анализ полученной информации; использование информации для принятия решения и др. Информационные технологии классифицируются:

1)по типу обрабатываемой информации (например, данные обрабатываются с помощью систем управления базами данных, а знания - с помощью экспертных систем);

2)типу пользовательского интерфейса (командный, WlMP-интерфейс, то есть содержащий базы программ и меню действий, и SILKинтерфейс, использующий речевые команды и смысловые семантические связи);

3)степени взаимодействия между собой (например, дискетное и сетевое взаимодействие).

8

1.2 Анализ современного состояния информатизации лесного хозяйства

Вычислительная техника в лесном хозяйстве РФ используется более 30 лет. При внедрении средств вычислительной техники для решения задач лесного хозяйства значительный вклад внесли многие ученые и производственники: Мошкалев А.Г., Коровин Г.Н., Бурневский Ю.И. – ЛенНИИЛХ; Никитин К.Е., Швиденко А.З., Юдицкий Я.А. – УкрСХА; Федосимов А.Н., Копытов Ю.В., Богачев А.В. – ВНИИЛМ; Степаков Г.А. – КарНИИЛП; Бочков И.М., Демвдов Е.С., Шихов А.М., Голузо Л.В. – Леспроект; Бакаляр А.И., Лямеборшай С.Х., Глотов В.В., Воинов Н.Т. и многие другие Во всех лесоустроительных предприятиях созданы вычислительные центры. Средствами вычислительной техники (СВТ) оснащены отраслевые НИИ, министерства лесного хозяйства, управления лесами, проектные институты, ПО "Авиалесоохрана", комитеты по лесному хозяйству в республиках, вузы и техникумы.

Внастоящее время разработаны автоматизированные системы на базе ЕС ЭВМ: - отраслевая АСУ лесным хозяйством России (ВНИИЛМ);

- комплекс задач для автоматизированной обработки отчетных данных на уровне Федеральной службы РФ по лесному хозяйству (отраслевые НИИ);

- автоматизрфованная система обработки лесоустроительной информации ("Леспроект");

- подсистема автоматизированной обработки данных государственного учета лесов ("Леспроект");

- автоматизированная система формирования и ведения повыдельной базы данных на уровне лесохозяйственного предприятия ("Леспроект");

- материалыю-денежная оценка лесосек (ВНИИЛМ, ЛенНИИЛХ, "Леспроект");

- автоматизированная система управления авиационной охраной лесов от пожаров (ЛенНИИЛХ, ГИВЦ Минлесхоза РСФСР);

- автоматизированная система обработки лесоустроительной информации ("Леспроект");

- экспериментальная автоматизированная обработка аэрокосмической информации о лесах - АСОИЛ (НИЧ "Леспроект", ВНИИЦ-лесресурс);

- автоматизированная система лесного картографирования – АСЛК (НИЧ "Леспроект");

- система автоматизированного проектирования – САПР (Гипролесхоз, ныне Росгипролес);

- автоматизированное рабочее место таксатора (комплекс программ) - АРМ-таксатора ("Леспроект");

- автоматизированная система управления лесными ресурсами – АСУ-лесные ресурсы (КарНИИЛП);

- автоматизация научных исследований (вузы, НИИ) и другие.

В1990 году создан отраслевой фонд алгоритмов и программ (ОФАП). Перечисленные выше комплексы программ и системы сыграли большую роль в информатизации отрасли.

9

Техническая база средств вычислительной техники в лесном хозяйстве, по сравнению с прошлыми годами, имеет тенденцию к улучшению количественного и качественного состава как в центральном аппарате Федеральной службы лесного хозяйства России (далее - Рослесхоз), так и в органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации. В настоящее время среднем на один орган управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации (вместе с лесхозами) приходится около 20 персональных компьютеров (далее ПК). В центральном аппарате Рослесхоза – более 100 ПК. Однако в отрасли сохраняется острый недостаток современных компьютеров: в ряде органов управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации и государственных лесоустроительных организациях острый дефицит ПК и периферийного оборудования.

Программное и техническое обеспечение приобретается органами управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации, как правило, самостоятельно. В результате использующееся в отрасли фрагментарное и разнородное программное обеспечение не может служить основой для создания единой Информационной системы лесного хозяйства России (далее ИСЛР).

Вто же время проводится совершенствование информационного обеспечения отрасли. Разрабатываются программное обеспечение и организационные мероприятия для проведения государственного учета лесного фонда по состоянию на 01.01.98. Подготовлен к приемке в опытную эксплуатацию пакет прикладных программ "Бухучет". Разработано ПО автоматизированной обработки и составления сводной отчетности по бухгалтерскому учету и внедрено в 45 органах управления лесным хозяйством в субъектах Российской Федерации, в 48 используется для обмена информацией электронная почта. Составлен и распространен справочник адресов электронной почты. Установлен WЕВ-сервер ПО "Авиалесоохрана" в ИКИ РАН, организована WЕВ-страница в глобальной сети Интернет. Тем не менее, отсутствует комплексный подход к созданию единой информационной системы Рослесхоза на всех уровнях, с организацией и ведением совмещенных баз данных, внесением изменений, с планированием хозяйственной деятельности и ведением отчетности на основе автоматизированного документооборота.

В1997 г. создан Совет по информатизации лесного хозяйства России, организованы комиссии по направлениям, на которые возложены функции координации и управления процессом информатизации лесного хозяйства. Однако координация работ по информатизации лесного хозяйства все еще имеет существенные недостатки: проводятся параллельные организационные мероприятия, отсутствует финансирование координационно-информационной деятельности и т.д.

Более подготовлены к внедрению новых информационных технологий Центральное, Северное, Северо-Западное, Поволжское и Западно-Сибирское государственные лесоустроительные предприятия и, соответственно, Московское и Вологодское управления лесами, Комитет по лесу Ленинградской области, Комитет по лесному хозяйству Чувашской Республики и Управление лесами Ханты-Мансийского автономного округа, которые рекомендуются в