В музее-заповеднике «Кижи» разработан План управления объектом Всемирного наследия «Кижский Погост», который регламентирует всю деятельность, так или иначе оказывающую влияние на архитектурный ансамбль. Неотъемлемой частью работы по сохранению памятников и их природного окружения является предварительная оценка влияния проектируемых объектов нового строительства на эстетические качества ландшафта.
В музее-заповеднике «Кижи» в 2011–2013 годах велась работа по созданию плана управления ландшафтами о. Кижи. В рамках данного направления деятельности Ярославская региональная общественная экологическая организация «Ландшафт» под руководством Е.Ю. Колбовского разработала географическую информационную систему (ГИС) «Управление ландшафтами» в среде MapInfo, содержащую шесть логических блоков: «Планировочная ситуация», «Визуальное восприятие», «Геоморфология. Рельеф», «История освоения», «Растительность», «Ландшафт». Данный материал стал основой для дальнейшего планирования деятельности музея по уходу за ландшафтом, а также оценки влияния реализации тех или иных проектов на эстетические свойства облика о. Кижи. Так, с помощью современных компьютерных технологий была предпринята попытка реконструировать поселенческую структуру Кижской волости, определить возможные видовые коридоры от отдельных поселений на ансамбль Спасо-Кижского погоста, воссоздать систему высотных доминант ансамбля волости и попытаться проследить степень и интенсивность их взаимодействия.
Рис. 8. Варианты реконструкции вида на Кижский погост с юго-запада на начало ХХ века (слева виднеется деревня Дудниково).
Методика
За территориальную основу для проведения исследований и оценок были взяты данные дистанционного зондирования со спутника «WorldView-1» (космоснимок Совзонд 22.08.2009 г., разрешение 0.5 м/пиксель, проекция UTM WGS 84), космоснимки Yandex и Google 2013, 2015 гг. района исследований. Все остальные карты и планы были территориально привязаны к данной основе в приложении Global Mapper 2014. Сопоставление карт и их векторизация, занесение информации в географическую информационную систему осуществлялось в среде MapInfo 11. Для визуализации в 3D-пространстве рельефа, территориального размещения деревень, угодий, растительности и водной поверхности Онежского озера использовалась среда программного обеспечения ArcGIS 10.2.1. Модели строений создавались в программе SketchUp. Это удобно, так как приложение ArcGIS ArcScene поддерживает импорт 3D символов в формате.skp, однако надо учитывать, что модели должны быть сохранены для 6-й версии SketchUp. При создании более-менее реалистичного ландшафта необходимо было решить проблему воссоздания лесонасаждений на довольно больших площадях. Для этого был выработан следующий алгоритм. В среде ArcMap создавались полигоны лесных областей, на основе космо-, аэрофотоснимков и других исторических документов, затем, полигоны, отрисованные на карте, преобразовывались в шейп-файлы с помощью команды Конвертировать графику в объекты (Convert Graphics To Features). Далее, уже в среде ArcScene, они заполнялись точечными объектами с помощью инструмента Создать случайные точки (Create Random Points). Затем, точечным объектам присваивался 3D-символ дерева. Для разных пород деревьев были созданы отдельные файлы. Для придания натуральности в свойствах символа указывались случайные величины размера (высоты) и угла поворота дерева в адекватных диапазонах.
Из нескольких программных продуктов, рассмотренных авторами статьи, среда ArcGIS оказалась наиболее удобной и проработанной для создания достаточно реалистичной «3D-ГИС» территории заповедника и достижения цели моделирования ландшафта.
Полученные результаты
Основным результатом исследования являются объемные модели, позволяющие не только воссоздать облик волости на середину XIX – начало XX века, но и частично проследить временные изменения в ее архитектурном облике.
В ходе работы по данному проекту было реконструировано 28 деревень в окрестностях о. Кижи.
После создания рельефа островов и размещения моделей домов стало возможным построить линии видимости от деревень к ансамблю Спасо-Кижского погоста (рис. 9). Для построения визуальных линий за исходную точку нахождения глаз наблюдателя была принята высота 1,80 м над поверхностью земли на окраинах деревень. В вертикальной центральной оси Преображенской церкви, как самого высокого сооружения, были выбраны две точки на высоте 2 и 36 м.
Рис. 9. Визуальные линии, соединяющие деревни и погост (зеленые – видимые части, красные – невидимые): А – видимость основания погоста, Б – видимость главок Преображенской церкви.
Это позволило выяснить, являлся ли рельеф преградой для обзора Кижского погоста из деревень, расположенных на материковой части и островах.
Используя эту технологию, можно проводить и оценку воздействия объектов нового строительства на визуальные качества ландшафта еще на стадии проектирования. И при выявлении какого-либо диссонанса запланировать меры для его минимизации или устранения.
Рис. 10. Вид на проектируемую трансформаторную подстанцию «Административный сектор»: А – с севера, Б – с востока.
Заключение
При управлении ГИС-информацией используются многие концепции и характеристики стандартной архитектуры информационных технологий, которые хорошо работают в централизованной корпоративной компьютерной среде. Наборы данных ГИС могут управляться в реляционных базах данных, как и прочая корпоративная информация. Для оперирования данными, хранящимися в системе управления базами данных (СУБД), используется современная логика взаимодействия приложений. Подобно другим корпоративным информационным системам, работа которых основана на транзакциях, ГИС широко используются для постоянного изменения и обновления баз географических данных.