Становление и развитие Байкальского института природопользования СО РАН проходили в период глобальной информатизации производственных и социальных отношений.
Эпоха глобальной информатизации
Становление и развитие Байкальского института природопользования СО РАН проходили в период глобальной информатизации производственных и социальных отношений. Этот процесс характеризовался внедрением микропроцессорной техники и сопровождался созданием и использованием информационных ресурсов, средств их хранения, обработки и передачи во все области научно-исследовательской деятельности. В результате на рубеже веков произошла значительная модернизация традиционных приемов географических исследований. На смену аналоговым методикам и операциям пришли программно управляемые механизмы преобразования пространственных и качественно-количественных параметров земной поверхности, базирующиеся на геоинформационной технологии (ГИС-технологии). Ведущее место во всех исследованиях занял информационный подход к изучению социоприродных объектов и процессов, основанный на изучении окружающего мира как феномена проявления географической информации (геоинформации) – базовой категории описания действительности.
Именно в эти интересные годы и шло становление БИП СО РАН – ведущей научно-исследовательской организации Байкальского региона, аккумулирующей самые передовые интеллектуальные и технологические инновации. И поэтому именно здесь получило развитие новейшее направление географических исследований, связанное с регистрацией, измерением и изучением земной поверхности и определяющее новый формат описания и познания окружающего мира.
Вообще же работы по информационно-картографическому обеспечению географических исследований Байкальского региона в БИП СО РАН активно начали вестись с 1991 года, когда под руководством А. К. Тулохонова был организован отдел мониторинга и комплексного картографирования. Основными объектами исследований отдела были природно-хозяйственные геосистемы разных ландшафтных зон региона, среди которых особое внимание было уделено агроландшафтам, горнопромышленным районам, населенным пунктам. Основная цель исследований – осуществление мониторинговых наблюдений за состоянием и изменениями геосистем, изучение природных и социальных факторов природопользования и его особенностей в Байкальском регионе.
В первые годы деятельности отдела был создан и внедрен Банк ретроспективных картографических данных Байкальского региона, состоящий из баз разновременных топографических и тематических карт издания 1896 – 1960 гг. и автоматизированной картографической системы. Основу банка составили два массива карт: листы (98) топографической карты масштаба 1:84 000, созданные Корпусом военных топографов в 1896 – 1912 гг. для передвижения войск и ориентирования на местности; листы (46) – карты земельного учета масштаба 1:50 000, созданные Народным комитетом по землеустройству БМАССР в 1933 – 1934 гг. для инвентаризации землепользования. Материалы банка стали надежными документами для геоинформационной оценки динамики геосистем и развития природопользования региона, они использовались во многих географических исследованиях. В частности, при детальном изучении отдельных процессов природопользования, почвенных, геоботанических, геоморфологических, ландшафтно-лексикологических исследованиях. А также стали метрической базой мониторинга природопользования территории, поскольку представляли результаты первых, наиболее точных геодезических съемок Байкальского региона. Большой объем содержательной информации этих карт позволил использовать их при исследовании долговременных природных (опустынивание, заболачивание и др.) и социально-экономических процессов (миграция населения и др.).
Банк стал первым систематизированным картографическим трудом и информационной основой для последующего создания различных ГИС-проектов. В дальнейшем материалы банка положили начало реализации многих проектов, разработке учебных программ, инициативным и диссертационным исследованиям.
Важным сегментом исследований отдела была разработка научно-методических основ использования данных дистанционного зондирования в географических исследованиях. В этом направлении были разработаны методики дешифрирования космических снимков с учетом региональных особенностей территории и картографирования агроландшафтов на основе аэрокосмической информации. По результатам дешифрирования космических снимков масштаба 1:200000 были составлены карты территориальных структур природно-хозяйственных комплексов долин рек Баргузин, Хилок, Селенга, Тугнуй.
В эти годы в отделе активно велась разработка научно-методических основ комплексного мониторинга антропогенного преобразования и экологического картографирования освоенных ландшафтов для выработки рекомендаций по оптимизации природопользования. Для сбора первичных геоданных проводились полевые работы в районах с высокой хозяйственной нагрузкой на природные ландшафты.
Шаги сотрудничества
Первым научным мероприятием, посвященным использованию и внедрению ГИС и геоинформационному картографированию природы и общества на территории Байкальского региона, стала международная конференция в 1996 году в городе Иркутске «ИнтерКарто/ ИнтерГИС. ГИС для изучения и картографирования окружающей среды», где представили свои доклады сотрудники БИП СО РАН А.К. Тулохонов и А.Н. Бешенцев.
Первыми фундаментальными исследованиями отдела с использованием геоинформационной технологии стали гранты РФФИ (1997 год): «Теория и практика ретроспективного подхода к картографическому мониторингу с использованием геоинформационных технологий» (руководитель А.Н. Бешенцев); «Геохронологическая шкала развития системы «природа – общество» Байкальского региона с использованием ГИС-технологий» (руководитель А.К. Тулохонов). В эти же годы по заданию Министерства науки России в рамках НИР «Проведение экологического районирования и разработка рекомендаций по размещению производства экологически чистых продуктов питания» была создана тематическая ГИС, выполнено эколого-геохимическое районирование Бурятии, разработаны рекомендации по размещению производства экологически чистых продуктов питания.
Первым международным проектом отдела, связанным с картографированием и геоинформационной оценкой природопользования Байкальского региона, стала учебная практика студентов Ганноверского и Кассельского университетов (Германия). В течение двух месяцев группа немецких студентов и сотрудников отдела выполняла комплексное обследование и крупномасштабное картографирование долины реки Акшанга (село Галтай, Мухоршибирский район).
Первой практической разработкой отдела, востребованной на республиканском уровне, стала ГИС «Природопользование Республики Бурятия», которая в 1999 году была успешно внедрена в Государственном комитете по экологии Республики Бурятия. В 2006 году сотрудники лаборатории Д.Г. Будаева, А.А. Лубсанов, А.Н. Бешенцев совместно с компанией «Экопроект» по заданию Агентства по туризму РБ выполняли геоинформационное обеспечение и картографирование для разработки «Генеральной схемы размещения объектов и инфраструктуры туризма на территории Республики Бурятия», которая определила границы действующих и перспективных для развития туризма территорий, подготовила обоснование для перевода земель туризма и отдыха в категорию рекреационных. Эта серьезная работа стала основным проектным документом для участия Бурятии в федеральном конкурсе на создание особой экономической зоны туристско-рекреационного типа.
Из отдела – в лабораторию
За прошедшие годы после создания лаборатории успешно осуществлена интеграция предыдущего опыта географических исследований и современных технических и технологических инноваций. На протяжении двадцати лет сотрудники лаборатории выполняют разработку и внедрение информационных систем и баз данных на основе ГИС и WEB-технологий для междисциплинарных географических исследований. Технологические разработки лаборатории успешно внедрены и используются в органах управления и планирования России: в Агентстве по туризму Республики Бурятия, Территориальном отделе водных ресурсов по Республике Бурятия Енисейского бассейнового водного управления и Монголии (Водный комитет Монголии). Проект лаборатории «Создание телекоммуникационного атласа ретроспективных карт трансграничного Забайкалья» стал победителем конкурса 2007 года «Информационнотелекоммуникационные ресурсы СО РАН». За прошедшие годы сотрудники лаборатории были руководителями и ответственными исполнителями значительного числа интеграционных проектов с институтами СО РАН (ИВТ, ИДСТУ, ИГ им. В.Б. Сочавы, ИОЭБ), проектов РФФИ и РГНФ, международных проектов с организациями Монголии и Китая.
Байкальский информационный центр
В 2014 году в рамках проекта ПРООН-ГЭФ «Комплексное управление природными ресурсами трансграничной экосистемы бассейна Байкала» совместными усилиями сотрудников лаборатории и Водного комитета правительства Монголии создан международный «Байкальский информационный центр». На организационном этапе сформированы команды высококвалифицированных специалистов обеих стран, разработана концепция трансграничного информационного сотрудничества, составлена дорожная карта проекта, проведен ряд научно-практических семинаров в городах Улан-Удэ и Улан-Батор и skype-конференций.
Итогом совместной работы стало создание Байкальского информационного центра – совокупности информационных ресурсов и технологий по сбору, обработке и распространению данных о состоянии окружающей среды трансграничного бассейна озера Байкал на основе интеграции информационных потоков единого информационного пространства России и Монголии с целью обеспечения информационного взаимодействия населения, бизнеса, органов управления соседствующих стран для устойчивого социально-экономического развития трансграничного бассейна озера Байкал (www.bic. iwlearn.org).
В 2016 году коллектив БИП СО РАН стал лауреатом Национальной премии РФ «Хрустальный компас» в номинации «Издание» за создание Экологического атласа бассейна озера Байкал на русском, монгольском и английском языках.
При создании Атласа были использованы новейшие достижения тематического атласного картографирования, ГИС-технологии, методы дистанционного зондирования, а также постоянно дополняемая и обновляемая база данных, имеющаяся в научных институтах Сибирского отделения РАН: в Институте географии им. В.Б. Сочавы, Лимнологическом институте, Институте земной коры, Институте природных ресурсов, экологии и криологии, а также в Иркутском государственном университете и Институте географии АН Монголии.
В 2019 году в рамках реализации государственного контракта с Министерством туризма Республики Бурятия в БИП СО РАН выполнена научно-исследовательская работа по теме: «Разработка Правил организации туризма и отдыха, обеспечивающих соблюдение предельно допустимых норм нагрузок на окружающую природную среду в ЦЭЗ БПТ РБ». Выполнена оценка современного состояния природных условий и туристско-рекреационных ресурсов, установлены перспективные виды туризма, определены потребности в земельных ресурсах и инфраструктуре, сформулированы предложения по их развитию. Выполнена оценка воздействия туристско-рекреационной деятельности на окружающую среду, проведен анализ методических подходов к оценке допустимого воздействия на природные ландшафты. В итоге было проведено туристско-рекреационное зонирование ЦЭЗ БПТ РБ и выделено 16 туристско-рекреационных зон. Разработан проект Правил организации туризма и отдыха в ЦЭЗ БПТ РБ.
За прошедшие годы сотрудниками лаборатории защищено три кандидатских и одна докторская диссертации в диссертационных советах при МГУ им. М.В. Ломоносова, ИГ им. В.Б. Сочавы СО РАН и БГУ им. Доржи Банзарова. В рамках диссертационного исследования Э.А. Батоцыреновым были установлены географические особенности активного туризма в Республике Бурятия и предложены научно-практические рекомендации по его развитию. Д.Г. Будаева разработала научно-методическое обеспечение организации рекреационных территорий в Республике Бурятия на основе ГИС-технологии Т.А. Борисова определила природные и антропогенные факторы, ведущие к возникновению опасных природных процессов, систематизировала источники опасности и выполнила геоэкологическую оценку природно-антропогенного риска в бассейне реки Селенги. А.Н. Бешенцевым разработана информационная концепция картографического мониторинга геосистем как методологический комплекс теоретических положений и практических действий по моделированию освоенных геосистем на основе феномена геоинформации и закономерностей ее преобразования.
Все эти годы сотрудники лаборатории принимали активное участие в международных и всероссийских научных и научно-практических конференциях, в организации и проведении летних экологических школ, ежегодно проводимых на стационарах БИП СО РАН – Международном экологообразовательном центре «Истомино» и «Гусиное Озеро», а также в региональных образовательных и просветительских мероприятиях. Коллектив лаборатории – постоянный участник ежегодных спартакиад БИП СО РАН, отмечен многими победами.
Технологии будущего
В настоящее время сотрудники лаборатории осуществляют фундаментальные исследования и практическую геоинформационную оценку территории Байкальского региона и Центральной Азии по различным научно-исследовательским направлениям. В целях долгосрочного мониторинга хозяйственного освоения и оценки негативных экологических последствий для геосистем бассейна озера Байкал в институте действует корпоративная ГИС мониторинга природопользования (ГИСМП) на основе пакета ArcGIS. Система представляет собой программно-управляемый комплекс непрерывной картографической регистрации объектов и процессов природопользования, позволяющий в интерактивном режиме оценивать долговременную динамику хозяйственного использования территории и изменения природной среды региона.
Лаборатория имеет собственное современное оборудование и использует оборудование Центра коллективного пользования БИП СО РАН. Имеются лицензии на программное обеспечение ArcGIS, ГИС-панорама, а также лицензия на осуществление картографической деятельности № ЗАГ-00432К.
Важнейшее направление исследований лаборатории – регистрация и изучение опасных природных процессов и явлений, мониторинг и прогнозирование их возникновения и развития. Для этого создана проблемноориентированная ГИС, разработано методическое обеспечение картографирования опасных природных процессов и геоинформационной оценки частных и интегральных рисков, система запросов для интерактивной работы с ГИС. Созданы базы данных опасностей и Банк данных гидроэкологической безопасности РБ. Выполнено картографирование рисков от наводнений и лесных пожаров в бассейне озера Байкал.
Важными прикладными разработками лаборатории являются базы географических данных. Для оценки объектов туризма и рекреации созданы и зарегистрированы картографические базы данных «Памятники природы Республики Бурятия» и «Объекты культурного наследия Забайкалья».
Реализация результатов мониторинга осуществляется посредством составления инвентаризационных, синтетических, аналитических карт природопользования, зонирования и районирования территории во взаимосвязи с экологическими последствиями хозяйственного освоения, прогнозных карт сценариев развития природопользования, систем запросов, картанимаций, цифровых моделей местности.
Доступ мирового сообщества к результатам мониторинга и картографическим ресурсам, а также их оперативная публикация организованы посредством картографических сервисов. Информационно-картографический сервис Байкальского региона содержит картографические материалы по природопользованию и социально-экономическим процессам Центральной Азии (www.baikalgis.com).
Атлас ретроспективных картографических данных Забайкалья (www.baikalgis.ru) позволяет получить полное представление о состоянии территории на рубеже XIX – XX вв. и служит метрическим инструментом при исследовании динамики географической среды новейшего времени.
Важное значение в экосистеме озера Байкал имеют дельтовые участки наиболее крупных рек, впадающих в озеро. Фактор изменения уровня озера определяет высокую динамичность прибрежных геосистем и способствует формированию экологического риска для хозяйственной деятельности. Для инвентаризации дельтовых территорий озера создан картографический сервис Атлас «Дельты рек побережья озера Байкал» (www. deltagis.info), представляющий совокупность массивов картографических и спутниковых ресурсов. Картографический сервис «Бассейн озера Байкал» функционирует на открытой платформе для управления и публикации геопространственных данных GeoNode (www.geonode.iwlearn.org). Тематический контент сервиса составляют материалы Экологического атласа бассейна озера Байкал: слои по природе, экономике, природопользованию, социальной сфере. Цифровая версия карты представляет собой совокупность векторных слоев (shp) и таблиц атрибутов (dbf). Функциональный интерфейс позволяет любому клиенту оперативно создавать и публиковать собственные карты.
Развитие геоинформационной технологии в географических исследованиях за период деятельности лаборатории позволило радикально изменить представления о познавательных и коммуникативных возможностях географии и тем самым усилить ее методологические позиции в познании мира.
