Развитие геоинформационных технологий на основе инвентаризации ландшафтного покрова методами дистанционного зондирования Земли для повышения качества работ по изучению и сохранению природных систем Полистовского заповедника, а также экологическому просвещению населения

Уже достаточно давно хранение и анализ пространственных данных повсеместно выполняется с помощью геоинформационных систем (ГИС) (Bivand et al., 2008). Первые крупные экологические исследования с применением ГИС были проведены еще в 1980-х годах (Hodgson et al., 1988), и с тех пор их использование резко возросло в различных работах по экологии, географии и охране Дикой Природы (Corsi et al., 2000). Использование ГИС-технологий значительно усилило мощность экстраполяции результатов экологических анализов на различные пространственно-временные масштабы (Corsi et al., 2000). Преимущество ГИС в возможности оперировать большим объемом пространственной информации, и, таким образом, количество переменных окружающей среды и масштаб предсказаний могут быть существенно увеличены. ГИС могут представлять многомерные пространства экологических ниш разных вида, что может иметь неоценимое значение в стратегии управления популяцией или сохранения вида (Ghoddousi, 2010). На сегодняшний день без ГИС не обходится ни одно серьезное экологическое исследование. Особую актуальность ГИС получили при экологическом моделировании, позволяя отображать в пространстве предпочтение местообитаний организмами в виде карт (Boyce & McDonald, 1999) Таким образом, использование ГИС стало стандартом в современной практике работы учреждения, осуществляющего управление ООПТ. ГИС позволяет собирать, организовывать, хранить и анализировать любую геопривязанную информацию, что позволяет эффективно выполнять задачи, возложенные на учреждение, а также проводить контроль за их исполнением на местах. Современные ГИС давно переросли формат только настольных программ и превратились в обширную систему программ, сервисов, приложений и сопутствующей периферии. Все вместе они предоставляют не только широкие возможности обработки и анализа геоинформации, но и удобную систему управления различными работами на ООПТ. Цифровизация многих традиционных форм полевых работ (например, учетов животных или описание растительных сообществ), массовое применение GPS-приемников и смартфонов требует от ООПТ интенсивной интеграции с современными ГИС и извлечения максимальной пользы для исследовательских, управленческих и просветительских нужд. Ежегодно на территории Полистовского заповедника работают порядка 20 исследовательских групп и отдельных исследователей из ведущих ВУЗов и НИИ страны, региональных специалистов. Сложные логистические решения на ООПТ и сетевой принцип взаимодействия со сторонними специалистами диктует необходимость интеграции всех результатов научно-исследовательской работы в единую геоинформационную систему. Ввиду того, что большая часть научных исследований проводится сторонними специалистами из вузов и учреждений РАН, необходимо предоставлять ГИС-данные удаленно, а также координировать сбор геоданных от сторонних полевых исполнителей. До этого времени в Полистовском заповеднике не было полноформатной ГИС-платформы, а организация данных была разрозненной и разобщенной. Создание актуальной ГИС-платформы с многоуровневой системой управления данными позволит максимально эффективно проводить работы в заповеднике. Важным этапом реализации данной темы является обучение штатных сотрудников и приезжих специалистов грамотной работе как с самой ГИС, так и переходу на безбумажный сбор геоданных (с помощью мобильных устройств и приложений). Создание современной ГИС-платформы позволит полностью перевести работу научного отдела на цифровой сбор данных: проводить учеты животных и растений. В современных условиях глобальных преобразований природы и изменений климата для оперативного мониторинга экологических процессов различного уровня, происходящих в природных и антропогенно преобразованных ландшафтах требуется эффективный метод, охватывающий ландшафтные структуры самого разного масштаба. Таким методом может выступать анализ данных дистанционного зондирования Земли, который эффективно используется для изучения разномасштабных единиц ландшафтной организации или ее отдельных компонентов. Данные ДЗЗ отличаются разнообразием информации, которую можно получить на их основе, доступностью и актуальностью за счет регулярности обновления репозиториев данных. Они незаменимы как основа для экстраполяции данных в эколого-географических исследованиях, изучении свойств растительного покрова во времени, в различных областях пространственного моделирования для выявления причинно-следственных связей в распределении организмов на больших территориях. Дополненные средствами ГИС и программных алгоритмов математической обработки данных, ДЗЗ и полученные на их основе средовые предикторы становятся важнейшей составляющей для пространственного моделирования экологических явлений и процессов. Естественным дополнением к спутниковым данным могут также выступать данные, полученные с БПЛА, которые отличаются сверхвысокой детализацией, а благодаря относительной доступности и простоте использования могут быть использованы широким кругом исследователей для выявления и уточнений закономерностей организации ландшафтов. Полистово-Ловатская болотная система — уникальный ландшафтный комплекс, обладающие многими полезными свойствами, как в хозяйственном, так и в экосистемном отношении. К сожалению, малодоступность территории и ограниченные ресурсы не позволяют проводить здесь широкомасштабные полевые исследования. Для решения задач инвентаризации ландшафтного покрова заповедника идеально подходят данные ДЗЗ, поскольку они позволяют решить проблемы классификации ландшафтов при минимальных экспедиционных трудозатратах. Вместе с тем, необходимо отметить, что наиболее качественные и достоверные классификации ландшафтного покрова с использованием ДЗЗ возможно получить только при проведении валидации и верификации результатов наземными полевыми исследованиями и средствами БПЛА. Имеющийся у научного коллектива заповедника информационный задел носит фрагментарный характер в силу труднодоступности районов работ и ограниченного времени полевого сезона. Спутниковые данные на территорию заповедника регулярно поступают в репозитории и общедоступны. При выполнении работ по созданию ландшафтной карты возможно заранее запланировать дизайн исследования для проверки наиболее сложноидентифицируемых участков, тем самым, сэкономив значительные временные и материально-технические ресурсы при проведении исследований. Полученные данные в дальнейшем можно использовать как основу для мониторинга состояния ООПТ и принятия управленческих решений в области охраны его территории и организации специализированных научных исследований.