Nyull Balázs - Czimber Kornél
Egy új erdészeti információs rendszer
Manapság a tudás, hatékonyság, termelékenység, oktatás színvonalát az alkalmazott informatika színvonala határozza meg. A naprakész információ minden tekintetben lépéselõnyhöz juttatja birtokosát.
A Föld természeti erõforrásai végesek. Az ember rákényszerül ezen erõforrások optimális, takarékos felhasználására, egyes elemek megújítására. Az erõforrás-gazdálkodás egyes lépései, mint a számbavétel, becslés, szimuláció, gazdaságossági vizsgálatok, eljárások kidolgozása megkívánják a korszerû adatnyerés és az informatika tudatos alkalmazását.
Az erdész tudni akarja a piaci igényeket és a kezelésében lévõ aktuális erdõvagyont. Meg akarja tervezni a jövedelmezõ, ökológiai- és társadalmi szempontból mind nagyobb igényeket kielégítõ erdõállományhoz vezetõ utat. A környezetvédõ az esetleg felmerülõ problémákra azt megelõzõen kíván választ adni, a környezeti károkat felbecsülni, a felmerült problémák elhárításában a helyes irányt megjelölni. A botanikus fel akarja tárni az ökoszisztémák bonyolult dinamikájának törvényszerûségeit. A tájtervezés, építészet is a modellezés eszközeit használja. Ezek az igények napjaink számítástechnikája révén találhatnak megoldásra.
Mai korszerû számítógépeink képesek a földrajzi informatika rendkívül nagy számításigényét kielégíteni és a hatalmas grafikus adatbázisok kezelését ellátni. Magyarországon a hardver tekintetében a személyi számítógépeket, PC-ket kell elõnyben részesíteni. Ezek teljesítménye lassan megközelíti a munkaállomások teljesítõ képességét. A megoldandó problémák az esetek túlnyomó részében speciális megoldást kívánnak. Ezért a szoftveroldalról a nyitott, programozható grafikus rendszerek és a saját fejlesztésû programok kerülnek elõtérbe.
De hol tartunk mi erdészek az informatika területén?
Az erdõgazdaságoknál használatos programokat vizsgálva országosan általánosítható, egységes kép bontakozik ki.
A számviteli programok területén találunk viszonylag egységes és jól mûködõ alkalmazásokat. Ezen a területen egységesek a programelvek, gazdaságonként is kevés különbség van az egyes felhasználói igények között. A programok piacán számos adaptálható terméket találunk, felhasználásuk az adminisztráció területén ma már elképzelhetetlen lenne. Ennek következtében erdészeti szintig elterjedten használják is õket. Az említhetõ problémák a bizonylati rendszer sokfélesége és a nem erdõrészlet szintû számlázás.
A szakmai programokat az Erdészeti Rt-k leggyakrabban - amennyiben rendelkeznek belsõ szakemberekkel - saját maguk készítik el. Az így fejlesztett programok egy szûk területen speciális feladatokat oldanak meg. Nem a rendszerfejlesztés áhított jegyében születnek. Minden program saját adatformátummal, hosszas adatbeviteli procedúrával és általában csak nyomtatott kimenettel rendelkezik. Figyelmen kívül hagyják az információ áramlását, azt, hogy az adatok digitális formában is továbbíthatók. Néhány esetben a redundancia már a hatékonyság rovására megy. Bizonyos futó programok már elavultnak tekinthetõk, gondolok itt a régi Clipperben írt programokra, nehéz kezelni, nem is mindig adaptálhatók a változó igényekhez és fejlesztõjüket is nehéz elérni. A fejlesztések egy adott gazdaságot céloznak meg, nincs országos szinten elfogadott és elterjedt program. A nehezen kezelhetõ programokat gazdaságonként egy-egy ember tudja használni.
El kell ismernünk nehéz egy kipróbált igazán célorientáltan minden szakmai igényt kielégítõ programot találni. Legtöbbször kényszermegoldásokra kerül sor és a fejlesztés erõforrásai is megosztottak a párhuzamosság miatt. Így szakmai területen valóban a legjobb megoldás a régen bevált papír.
Egy új fejlesztésrõl szeretnék szólni, egy több éve folyó munka eredményeirõl és jövõbeli elképzeléseirõl, mely ezt az ûrt kívánja betölteni.
A fejlesztés az alábbi koncepció alapján indult:
Szakítva az eddigi hagyományos rendszerekkel az erdészeti információs rendszer egy új Silver Graphics névre keresztelt grafikus felületen fut. Kifejlesztése mellett a speciális feladat miatt került sor. A felület egy minimális hardverigényû, platformfüggetlen nagyteljesítményû rendszer, mely az erdészeteknél is meglévõ 386-os gépeken 2 MB RAM mellett is fut. Nincs szükség hardverfejlesztésre, amely erdõgazdasági léptékben meglehetõsen költséges beruházás és terepre is könnyen kivihetõ. A saját rendszer nem igényel drága háttérprogramot (például Windows, AutoCAD, MicroStation), felhasználóbarát, könnyen kezelhetõ, mivel csak a ténylegesen szükséges funkciókat tartalmazza. Kezelése egyszerû jártasságot igényel a programkezelés területén, könnyen elsajátítható.
Az erdészeti információs rendszer alapját egy objektum orientált adatbázis képezi, amelyben együtt kapnak helyet az erdõállomány-, a szakmai- és a grafikus térképi adatok. Az adatbázisnak nincsenek korlátai: végtelen számú fafajsor, tetszõleges hosszúságú megjegyzés, új kódok, több millió tulajdonos kezelésére ad lehetõséget, és mégis egy rendkívül tömör, bináris szerkezetben, hála az objektum orientált adatbázis formátumnak. A rendszer lelke az adatbázist kezelõ MAP program. Az általunk eltervezett erdõgazdálkodási információs rendszer a következõ két rétegbõl tevõdik össze:
Térképi adatok:
A térképi alapot a rendszerbe illeszkedõ digitális térképfedvények szolgáltatják, melyek lehetnek raszter illetve vektor alapúak. Különbözõ erdõgazdasági üzemi térképek, kataszteri térképek megjelenítésére van mód. A rendszer egy rendkívül hatékony és intuitív tematikus térképezõ részt tartalmaz, mely segítségével könnyedén készíthetünk például korosztály- és talajtérképet, vízrajz valamint kitettség térképet stb. Az egyes tematikák egymásra illeszthetõk és közösen szemlélhetõk. A térképi alapon felhasználói jogosultság szerint különbözõ szerkesztési lehetõségek állnak rendelkezésre. Rajzelemeket lehet módosítani, törölni, új elemet beszúrni. A szerkesztõfunkciók a vektor alapú adatbázisban mindennemû térképi módosítást lehetõvé tesznek. A térképek szemlélése egyszerre több méretarányban lehetséges, több nézetablakot megnyitva és ott különbözõ méretarányokat beállítva. Így kisebb képernyõn is könnyen dolgozhatunk, bármelyik ablakban létrehozott változás az összes többiben is azonnal megjelenik, mindegyikben azonos pozícióban. Természetesen ezen belül a nagyítás-kicsinyítés, ablakozás és az eltolási funkciók is mûködnek. A keresõ funkcióval az aktuális téma elemei között gyorskeresést végezhetünk, a kiválasztott elem minden egyes térképnézeten a képernyõn azonnal megjelenik. Lehetõség van terület- és hosszmérésre, terület megosztásra is. A grafikus kiválasztás több módozatát támogatja a rendszer: egyesével, ablakkal, körrel egy adott sugáron belül, poligonnal, vagy szöveges kiválasztás alapján. A kiválasztási halmazon egyéb halmazmûveleteket is elvégezhetünk.
Gyakorlati felhasználási területe széles, körû, melybõl néhány:
Szöveges adatok:
A grafikus térképi adatokhoz kapcsolódó szöveges vagy leíró információ együttesen építi fel az adatbázist. A leíró adatok közül elsõként az erdõállomány-adattárat említem, mint legfontosabbat, de emellett a különbözõ szakmai modulok adatbázisai is ebbe a rendszerbe illeszkednek. Az erdõállomány-adattár adatai azonosító, részlet, fafajsorok, tervadatok és megjegyzések szinten tartalmazzák az erdõrészletek leíró adatait. Mellõzve a bonyolult kódrendszert az adatbázisban szövegesen jelennek meg az egyes kódoknak megfelelõ tartalmak. Az adatok módosítására, esetleges további rekordok felvételére jogosultság szerint lehetõség van. A módosítás elõtti rekordok archiválásra kerülnek, így visszakereshetõek az egyes korábbi évek állapotadatai.
Az adatok között szöveges lekérdezéssel válogathatjuk le a kívánt feltételeknek megfelelõ rekordokat. A lekérdezés vonatkozhat egy szûk területre, a grafikus állományon kiválasztott erdõrészletekre, vagy a teljes adatállományra. Szöveges lekérdezéssel az adatbázis elemei között bármilyen kérdést megfogalmazhatunk. A kérdés feltevéséhez matematikai mûveletek, logikai kapcsolatok és függvények állnak rendelkezésre. A felajánlott lehetõségek közül kattintással jutunk el a teljes kérdésfeltevésig a struktúrák, adatmezõk és kódok között, természetesen mindenhol szöveges formában. Egy lehetséges kérdés például így hangzik: válogasd le adott gazdaság, adott erdõrészletében a szúkárral érintett, de 5 éven belül végvágásra be nem sorolt erdõrészleteket. A feltételnek megfelelõ erdõrészletek a grafikus térképen a kiválasztott színnek megfelelõen megjelennek. Az így elkészített tematikus térkép a monitoron szemlélhetõ vagy kinyomtatható.
A szöveges lekérdezéssel, vagy grafikus kiválasztással leválogatott erdõrészletek között a statisztikai modul segítségével végezhetõk vizsgálatok. Az egyszerû statisztika darabszámot, minimum- és maximumadatokat, összeget, négyzetösszeget, átlagot, szórást és a konfidencia intervallumot mutatja ki. Az összefüggés vizsgálattal állapíthatjuk meg, hogy kiválasztott két kifejezés között milyen korreláció van. A kifejezés tetszõlegesen bonyolult, a szöveges adatállomány elemeit tartalmazó kifejezés lehet. A vizsgálat eredményeként grafikonon ábrázolja a szóródási diagramot és az illesztett regressziós görbét, továbbá teljes körû statisztikát mutat ki: megadja a kifejezésenként a minimum, maximum értéket, összeget, szórást, átlagot, továbbá az elemszámot, kovarianciát, korrelációs-, regressziós együtthatót és a regressziós görbe metszéspontját. A két- és három dimenziós statisztika alkalmas bonyolult statisztikai elemzések elvégzésére térbeli felületek és oszlopdiagramok segítségével.
A rendszer további moduljait képezik az erdészeti modulok, amelyeket folyamatosan bõvítünk. A fatömegszámítás a kiválasztott erdõrészletek élõfakészletét határozza meg. Hozamszámítással kaphatjuk meg az összes hozami területet, élõfakészletet, kimutathatjuk az átlagos vágásérettségi kort, összes területet és élõfakészletet. Gazdálkodó szakemberekkel folyik az erdõmûvelés és erdõhasználat nyilvántartását és tervezését megvalósító programok fejlesztése. Az erdõsítés-, erdõfelújítás szervezési tervek, vágástervezés, erdõmûvelési és fahasználati nyilvántartás egységes rendszerbe integrálódik, melyben erdõrészletenként kapcsolódnak az adatok a térinformatikai adatbázishoz. Az adatbázisban a tervezett és végrehajtott mûveletek is szerepelnek, azok egymással összehasonlíthatók és lekérdezhetõk. Új adatként az egyes mûveletek költségei is bekerülnek a nyilvántartásba mûveletenként és erdõrészletenként, ily módon az invesztált vagyon erdõrészlet szinten naprakészen áll a szakember rendelkezésére. További programmodulokat fognak képezni az erdõérték-számítás, úthálózat-nyilvántartás és elemzés, tájtervezés, hozamszabályozás, modellezés, helyi fatermési táblák készítése. Tervezünk egy saját korosbító modult fejleszteni, mellyel a gazdálkodó saját maga végezheti el évenként ezt a mûveletet. A modult csak az arra jogosult személy használhatja.
Minden egyes gazdálkodó saját adatbázist vezethet, melynek a kezelési rendszere egységes. Az országos kapcsolatot az egyes gazdaságok közötti modemes adatátvitel (vagy Internet) szolgálhatja, melyet az információs rendszer támogat. Az adatbázisban történt változtatások archiválásra kerülnek, késõbb évenként visszakereshetõk az egyes módosítások.
A Map program kiszolgálását, az adatbázisok felépítését az alábbi programmodulok támogatják:
DT Digitalizáló modul, melynek segítségével szkennelt (képolvasóval bevitt) térképeket lehet a számítógép képernyõjén digitalizálni. Bizonyos automatikus algoritmusok támogatják a hatékony munkavégzést.
STEREO Kétképes digitális fotogrammetriát megvalósító program. A digitális fotogrammetria a precíz térbeli adatnyerés leggyorsabb formája. A szkennelt légifényképet a modul segítségével félautomata módon digitalizálhatjuk. Segítségével az üzemi térképek tartalma gyorsan és pontosan aktualizálható.
IMAGE Raszter alapú földrajzi információs rendszer mûveleteit vonultatja fel. A modul egy képfeldolgozó rendszer, segítségével szisztematikusan felvett adatok (Országos Erdõvédelmi Hálózat), szkennelt térképek, felületmodellek kiértékelésére nyílik lehetõség, továbbá távérzékeléssel nyert adatok dolgozhatók fel (SPOT, Landsat TM ûrfelvételek, légifényképek).
TIN A modul lehetõvé teszi a digitális felületek létrehozását, szerkesztését, generalizálását. A szöveges adatbázissal lehetõvé válik többféle tematika (magasság, lejtõkategória, kitettség, megvilágítás, termõréteg-vastagság, faállomány típusok, korosztályviszonyok) egyidejû modellezése, analízise és megjelenítése, amelynek eredményeképpen háromdimenziós tematikus térképeket készíthetünk.
A programfejlesztést a DigiTerra Betéti Társaság végzi külsõ szakértõk bevonásával. A társaságot 1994-ben végzett erdõmérnökök alakítottuk. Cégünk elnevezése a "Digitális Föld" szimbolikus elnevezést takarja. Tevékenységünkkel elsõsorban az erdõgazdálkodási szervezeteket célozzuk meg. Számítástechnikai alkalmazásokat készítünk erdõgazdálkodási célra. Vállaljuk erdészeti üzemi térképek digitalizálását, geodéziai, távérzékelési, légifénykép-kiértékelési feladatok elvégzését, tematikus térképek készítését.
Társaságunk filozófiájában valljuk, hogy "...Mi erdõmérnökök saját magunk tudjuk igazán megoldani problémáinkat". Elsõdleges célunknak tartjuk, hogy tartós partnerkapcsolatban kiszolgáljuk az erdõgazdálkodás informatika igényét, segítsük a Erdõrendezõségek és Erdõfelügyeletek munkáját.
További információval szívesen állunk rendelkezésére az alábbi címeken:
Levélcím: Nyull Balázs - ügyvezetõ
9400 Sopron, Hunyadi u. 26
Telefon: Czimber Kornél - programozó
(99) 311-100/275, (99) 311-100/123