fleur.js

Оценка кормовых угодий на JavaScript

Заголовок кривой, но так вернее — я пишу статью в междисциплинарный вакуум: программисты бросят читать на втором слове, а ботаники на четвертом. По этой причине изложу мысль от лица человека, который геоботанику с программированием в гробу видал.

Представим, что вы заимели в распоряжение некоторую площадь земли и намереваетесь распорядиться ей по хозяйски. Решив финансовые, кадастровые и прочие вопросы вы неизбежно придете к вопросу: «Какова земля по своим качествам?». Годится ли для посадки помидоров или кроме кривой сосны ничего не вырастет? Какой цемент выбрать для фундамента: исходя из сухой почвы или периодически подтопляемой? Почему у соседа вызревает полна жопа огурцов, а у вас дохнет последний подорожник? Потому, что в почве элементов не хватает или соседские коровы все вытоптали?

Когда участок мал, ответ познают органолептическим методом. Но что делать, если вам нужны точные результаты? Например, ваша сестра вышла замуж за премьер-министра и вы завладели миллионами гектаров угодий. Первая мысль — отобрать пробы почв из разных мест и отдать в физико-химическую лабораторию. Идея хороша, но есть три «но». Во-первых, это будет стоить безумных денег. Во-вторых, физико-химические свойства почвы постоянно меняются. Прошел дождь — и вот вам иное соотношение растворимых солей. Выглянуло солнце — изменилась влажность. В третьих, и это самое главное, вам необходимо знать не абсолютные концентрации микроэлементов, а то, насколько успешно они поглощаются растениями.

Логично оценить угодья по местным растениям. Если условные редька и одуванчик нуждаются в одинаковых условиях, значит поле одуванчиков подходит для редьки. Это примитивная, но верная мысль. Преимущество растений в длительном росте, который накапливает свойства территории за большой период. Кроме того, изучая растительность мы снижаем риск ошибки, связанной с бочкой Либиха.
Бочка Либиха

Бочка Либиха — принцип названный по фамилии немецкого профессора. В скучной экологической литературе он чаще упоминается как закон лимитирующего фактора. Наполним водой деревянную бочку, которую сколотили из досок разного размера. По заполнению, вода начнет вытекать через самую короткую доску. Наша редька будет дохнуть именно от самого проблемного элемента. Мы проверили все: азот, фосфор, калий, серу, железо и кучу других элементов — все в порядке. Но случайно забыли про марганец и вот наша условная редька уже в точечных пятнах хлороза тщетно пытается синтезировать аскорбиновую кислоту, дожидаясь малейшего повода для смерти. Условный одуванчик реагирует на всю совокупность физико-химических условий произрастания. Если он бодр и весел, за редьку можно не переживать.

Жизнь устроена сложнее наших условностей. Не бывает двух организмов, а уж тем более видов с одинаковыми требованиями к условиям обитания. «Что русскому хорошо, то немцу смерть» в переводе на экологический язык называется нормой реакции и выражается в кривой жизнедеятельности:
Кривая жизнедеятельности

Принцип влияния экологических факторов на организм выражается пословицей «Все хорошо в меру». Задача — сравнить между собой «меры» различных видов и применить к ним школьный принцип «меньше большего, больше меньшего». Если мы нашли одуванчик, значит условия жизни для одуванчика подходят. Если рядом с одуванчиком сныть, значит условия жизни подходят для одуванчика и сныти одновременно. Если мы собрали тридцать разных видов, значит условия подходят одновременно для каждого из них. Чем больше видов, тем уже диапазон факторов произрастания:
Сужение диапазона факторов произрастания

Теоретически, мы можем построить такие кривые для любого фактора окружающей среды (вопрос эмергентности опустим — это тема долгого и сложного разговора). Нас не волнует медианное значение влажности почв. Мы хотим знать, достаточно ли влаги растениям? Это не одно и тоже: весной воды хоть залейся, но растения живут в условиях физиологической сухости, поскольку не могут впитать воду из холодной почвы. Вопрос шкалирования («в каких единицах измерять») решается принципом канторово-пелевинской «сиськой в себе». Рисуем пустую стобалльную шкалу, после идем в самое сухое место, определяем найденные растения и вписываем их в левую часть шкалы. Потом идем в самое сырое место и вписываем местные растения в правую часть шкалы. После делаем несколько десятков тысяч описаний из разных мест и расставляем на шкале встреченные виды.

В одну из ночей опустите луч фонарика вертикально вниз. На землю ляжет тень от травы — проекция растений на плоскость. Если забыть, что луч бьет из одной точки или взять громадный прожектор, то площадь тени будет пропорциональна густоте растений. В геоботанике этот показатель называется проективным покрытием. Глазомерно он вычисляется как доля покрытой растениями территории. Сумма проективных покрытий всех видов больше общего покрытия травостоя, поскольку разные виды перекрывают друг друга. Псевдоматематики называют проективное покрытие вероятностью обнаружения вида в точке со случайными координатами или говорят о других диких концепциях, но на практике без инструментов никто не способен оценить густоту растений точнее 5-10 процентов (хоть все говорят, что могут), поэтому описание дополняют словами «единично», «незначительно» и прочей гуманитарной фигней.

Идя по градиенту влажности от сырого к сухому месту, вы встретите новые виды. Пока еще чахлые и редкие. Они едва выживают при такой влажности. Скоро этих растений станет больше. В идеальных условиях проективное покрытие возрастет до ста процентов — вспомните непроходимые заросли крапивы urtica dioica. На подходе к сухому месту проективное покрытие уменьшается, в сухих условиях остаются лишь единичные растения. В очень сухих ваши они уступают другим видам. За время похода вы пройдете несколько куполообразных изменений проективного покрытия, которые вспомните составляя шкалу:
Градиент изменения условий среды

Когда первая шкала готова, делим весь массив описаний на группы по влажности территорий и для каждой группы тем же методом строим шкалу «бедность-богатство-засоленность». Затем итеративно повторяем процесс для переменности увлаженения, аллювиальности почв, пастбищной дегрессии (вытоптанности) и чего душа пожелает.

Для работы необходимы десятки лет, миллиарды рублей и армия ботаников. Сегодня такие ресурсы получить невозможно, но по счастью кровавый сталинизм оставил в наследство не только сопливый дудевский фильм, но и результат работы института луговой и болотной культуры (сейчас НИИ кормов имени Вильямса), где под руковоством Л.Г. Раменского подготовлена прекрасная монография «Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову». Книга содержит короткую пояснительную записку, методы анализа и таблицу на сотни страниц, где указано размещение видов растений на экологических шкалах в зависимости от проективного покрытия.
Книга Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову

Свыше полувека работа с этой книгой выглядит так: геоботаник описывает проективные покрытия видов на площадке, возвращается домой, достает миллиметровку и рисует на ней шкалу влажности (сто двадцать единиц). Смотрит на значение проективного покрытия первого вида, находит этот вид где-нибудь на триста седьмой странице и откладывает на миллиметровке указанный в книге диапазон. Потом второй вид, потом третий и так до конца. Вид а: от сорока до пятидесяти, вид б: от сорока пяти до семидесяти, вид в: от двадцати до сорока восьми. На основе «больше меньшего, меньше большего» оцениваем увлажнение участка от сорока пяти до сорока восьми баллов. Потом переходим к вычислению богатства почвы, потом к остальным показателям. Спустя несколько часов беремся за другое описание.

Это не единственный метод, но остальные еще хуже. Тратить на это жизнь в двадцать первом веке невыносимо, поэтому ботаники забросили шкалы на антресоль и достают только студентам показать. За минувшие десятилетия технология нисколько не развилась и видимо до следующего витка репрессий останется в забвении.

Казалось бы, любой первокурсник-технарь напишет алгоритм за пару часов, любой школьник, отличающий инкремент от компиляции закодит его за вечер. Все просто как две копейки. Но все программные реализации (включая мою работу десятилетней давности) напоминали сплетенные из вареных макарон костыли для безруких. Потому что легче «Анну Каренину» на машинный язык перевести, чем автоматизировать работу с экологическими шкалами Раменского.

Проблема исключительно гуманитарная. Ботаники — от студентов до докторов наук до сих пор не отличают электронную информацию от цифровой. Наука о растительности — это пещера в котором обитает карго-культ технологического развития. Попросите любого выслать метаданные описаний — столкнетесь с непониманием. Договоритесь о данных в цифровом виде — получите на почту вордовский файл с таблицами. Гусиные перья сменила печатная машинка, печатную машинку компьютер, но сама технология изучения растительности осталась на уровне гусиных перьев.

Геоботаническое описание обычно содержит в себе метаданные (где, кем, когда и др.), описание древостоя (при наличии оного и отсутствии отдельных таксационных работ), подроста, подлеска и таблицы проективных покрытий травяно-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов. Камеральная обработка сводится к переносу данных в эксель, часто в том же виде, в каком они представлены на бланке. Форма бланков у всех разная, поэтому данные разных авторов не сравнимы без мучительной корректорской работы. Я опускаю разность методик, разность понимания видов, здесь разговор только о технической стороне вопроса.
Образец геоботанического описания

Без общепринятого формата, любой код автоматизации придется переписывать под каждого автора. Но это не спасет без решения проблемы субъективных оценок. Нельзя вместо оценки проективного покрытия скормить алгоритму понятия «единично», «изредка», «две куртины» и прочий бред (все из реальных описаний). Предположим, мы исключим такие данные из выборки. Если речь об экологическом шкалировании, то это допустимо. Но следом возникает проблема таксономии.

Линней, работая с номенклатурой не думал о том, что латынь уйдет в прошлое, а коробка размером с небольшой саквояж уместит в себе всю ботаническую литературу. Сегодня виды сохраняют латинское название (и это правильно), но саму латынь никто не помнит, герундий от герундива не отличает, рода путают между собой. В результате окончания видов обычно записаны с ошибками. Другое проблемное место — нечитаемые буквы. Попробуйте спустя месяц по памяти верно воспроизвести krascheninnikovii, krascheninnikoviana, или krascheninnikoviorum. Тут ботаники с лицом честного гаишника воскликнут, что они, дескать все выверяют по справочнику Черепанова. Клевер луговой у них трифолиум пратенсе, а клевер ползучий — амория репенс. Не верьте. При мне за несколько лет луговик извилистый из дешампсии стал лерхенфельдией, а из последней превратился в авенеллу. Все обсуждают подобные мелочные вопросы и никто не ничего хочет менять всерьез. А без изменений весь накопленный материал стоит дешевле макулатуры.

Я давно не работаю в государственном институте. Пол-месяца ввода, пол-месяца обработки и месяц дальнейшей психотерапии в мой прайс не включен, поэтому пришлось уйти от ботанических практик и минуя табличные редакторы, вводить данные сразу в виде js-объекта (в данные внесены искажения по условиям контракта, комментарии добавил для наглядности):

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
var descript = [
{
time:20160602,
note:'GR-0602-1',
tags:'Сосняк, Мяглово-Карьер',
lat:59.82739,
lng:30.69896,
datum:'4326',
author:'S.N.Golubev',
feedback:'schwejk-rpnt@rambler.ru',
license:'CC-BY-NC-SA-3.0',
source:'fieldobserve',
aream:2411,
dendro:{   /*Характеристики древостоя*/
	allvolumemcb:329,   /*Запас, куб. м*/
	allfullmsq:34.4,    /*Абсолютная полнота, кв. м*/
	pins__sylrs:{       /*Данные по сосне - pinus sylvestris*/
		volumemcb:329,   /*Запас, куб. м*/
		fullmsq:34.4,    /*Абсолютная полнота, кв. м*/
		diasm:23,        /*Средний диаметр, cм*/
		heightm:24.7,    /*Высота, м*/
		age:70,          /*Возраст, лет*/
	},
},
grass:{   /*Данные по живому напочвенному покрову*/
	allcover:50,   /*Общее проективное покрытие яруса*/
	cover:{        /*Повидовое проективное покрытие*/
		vacnm_myrls/*Черника - Vaccinium_myrtillus_L*/:20,
		vacnm_vitd/*Брусника - Vaccinium_vitisidaea_L*/:30,
		conlr_majls/*Ландыш - Convallaria_majalis_L*/:5,
		trils_eurp_/*Седмичник - Trientalis_europaea_L*/:0.1,
		desps_flexs/*Луговик - Deschampsia_flexuosa_Trin*/:10,
		melrm_prans/*Марьянник - Melampyrum_pratense_L*/:0.1,
		luzl__pils_/*Ожика - Luzula_pilosa_L_Willd*/:0.1,
		calln_vulrs/*Вереск - Calluna_vulgaris_L_Hull*/:0.1,
		charn_anglm/*Кипрей - Chamerion_angustifolium_L_Holub*/:0.1,
		fragr_vesc_/*Земляника - Fragaria_vesca_L*/:0.1,
		soldg_virgr/*Золотарник - Solidago_virgaurea_L*/:0.1,
		maimm_biflm/*Майник - Maianthemum_bifolium_L_FW_Schmidt*/:0.1,
		desps_cests/*Щучка - Deschampsia_cespitosa_L_Beauv*/:0.1,
		},
	},
undergrass:{/*Данные по мохово-лишайниковому ярусу*/
	allcover:40/*Общее проективное покрытие яруса*/,
	cover:{
		polhm_specs:0.1/*Политрихум*/,
		plezm_schbr:40/*Плеуроциум*/,
		},
	},
},
]

Структура данных повторяет бланк описания (метаданные-древостой-живой напочвенный покров-мохово-лишайниковый ярус). Видам с незначительным обилием присвоено проективное покрытие 0.1%. Видовые названия записаны в виде одиннадцати символов: пять на род, пять на вид и символ нижнего подчеркивания между ними. Род и вид преобразуются в код вида по такому принципу:
— Первые три буквы таксона берутся без изменений (Convallaria — con);
— Последние две соответствуют двум последним согласным таксона (Convallaria — lr);
— Если букв в таксоне меньше пяти, пропуски заполняются нижним подчеркиванием (Poa pratense — poa___prans);
— Если после первых трех букв одна согласная или согласных нет — пустые места заполняются нижним подчеркиванием (Luzula_pilosa — luzl__pils_).

Это не самый удачный принцип, поскольку требует исключений. Например, одуванчики Taraxacum laticordatum и Taraxacum latisectum кодируются одинаково: tarcm_lattm. К более простому решению, которое обеспечивает автоматическую кодировку списка таксонов я пока не пришел. К счастью исключения редки даже для региональной флоры, для локальной совсем незначительны и легко отлавливаются простой проверкой по сортированному массиву.

После я перевел таблицу из книги Л. Г. Раменского в js-массив следующего вида:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
var ramen = [
["КОД", "ВИД", "ШКАЛА", "ЗОНА", "ПОЧВА", "ПОКРЫТИЕ", "MIN", "MAX"],
["acalm_punns", "Acanthophyllum pungens (Bunge) Boiss.", "water", false, false, 0.3, 10, 15],
["acalm_punns", "Acanthophyllum pungens (Bunge) Boiss.", "water", false, false, 0.1, 8, 1000],
["acalm_punns", "Acanthophyllum pungens (Bunge) Boiss.", "rich", false, false, 0.3, 12, 15],
["acapr_schhr", "Acarospora schleicheri (Ach.). Mass.", "water", false, false, 2.5, 15, 19],
["acapr_schhr", "Acarospora schleicheri (Ach.). Mass.", "water", false, false, 0.3, 11, 22],
["acapr_schhr", "Acarospora schleicheri (Ach.). Mass.", "water", false, false, 0.1, 10, 35],
["acer__plads", "Acer platanoides L.", "water", false, false, 0.1, 65, 71],
["acer__plads", "Acer platanoides L.", "water", false, false, 0, 0, 91],
...
]

Массив состоит из 11 673 элементов, включая заголовок. Каждый элемент содержит информацию о видовом коде, таксоне, экологической шкале, минимальном и максимальном балле шкалы. Информация о типе почв и природно-климатической зоне отсутствует, но на случай развития проекта для этих данных оставлено место. В тех случаях, когда минимальный балл в книге не указан, в таблице стоит 0. Если не указан максимальный балл, в таблице стоит 1000.

Скрипт расчета Fleur.js содержит всего полторы сотни строк, но его следует сократить вдвое, поскольку вторая функция на 99% дублирует первую. На момент написания я вконец обленился и просто скопипастил свою же функцию, дополнив ее несколькими строками. Функция «ramenall(e)» подхватывает первое описание в серии, переводит абсолютные значения проективного покрытия из геоботанического описания в группы проективных покрытий шкал Л. Г. Раменского (единично-0.1, 0.1-0.3, 0.3-2.5, 2.5-8, 8 и более процентов). После сравнивает видовые списки из описания и таблицы экологических шкал на основе общего ключа кода видов. Найдя совпадение в коде, функция заполняет массив номером и таксонами описания с присвоением минимального и максимального балла для каждого вида. Если для вида информация отсутствует, скрипт выдает «-Infinity, Infinity;». После программа переходит к следующему описанию из серии. Когда описания заканчиваются, программа выводит собранный массив на html-страницу.

Функция «ramenbase(e)» выполняет те же самые операции, только для каждого описания в серии формирует массив с минимальными и максимальными значениями баллов. Из массива минимальных баллов отбирает наибольший, из массива максимальных — наименьший. Итогом выпадает таблица с номером описания, минимальным и максимальным значением на экологической шкале.
Больше меньшего, меньше большего

Обе функции потребляют на вход одинаковые аргументы: «rich» — богатство и засоленность почвы, «water» — влажность почвы, «waterwave» — переменность увлажнения, «alluvium» — аллювиальность почвы и «degrade» — пастбищная дегрессия.

Качество кода оставляет желать лучшего, но поскольку он написан три года назад по дороге из Кингисеппа в деревню Лисино-Корпус Ленинградской области, я доволен и без нужды ничего менять не планирую.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
// Полный расчет (значения для всех видов)
function ramenall(e){
 
  for(var a=0; a<descript.length; a++)
  {
	  var gbo = descript[a]; // Текущее описание в обработке
	  var spec=[];           // Вид
	  var pokr=[];           // Проективное покрытие в процентах
	  var pokrball=[];       // Балл покрытия по Раменскому
	  var spectable=[];      // Обертка для spec, pokr, pokrball
 
// Перевод % покрытия в % покрытия по Раменскому	  
	  for(var key in gbo.grass.cover)
	  {
		  spec.push(key);
		  pokr.push(gbo.grass.cover[key]);
		  if(gbo.grass.cover[key]>=8.0 &&
				gbo.grass.cover[key]<100){pokrball.push(8.0);}
		  if(gbo.grass.cover[key]>=2.5 &&
				gbo.grass.cover[key]<8.0){pokrball.push(2.5);}
		  if(gbo.grass.cover[key]>=0.3 &&
				gbo.grass.cover[key]<2.5){pokrball.push(0.3);}
		  if(gbo.grass.cover[key]>=0.1 &&
				gbo.grass.cover[key]<0.3){pokrball.push(0.1);}
		  if(gbo.grass.cover[key]>=0.0 &&
				gbo.grass.cover[key]<0.1){pokrball.push(0.0);}
		}
 
// Заполнение таблицы для сравнения со шкалами    
	  spectable.push(spec);
	  spectable.push(pokr);
	  spectable.push(pokrball);
 
// Сравнение со шкалами   
	  for(var i=0; i<spec.length; i++)
	  {
		  for(var k=0; k<ramen.length; k++)
		  {
			  if(spectable[0][i]==ramen[k][0] && //Код вида
				ramen[k][2]==e && // Шкала (указана в HTML)
				ramen[k][3]==false && // Природная зона (игнорируется)
				ramen[k][4]==false && // Тип почвы (игнорируется)
				ramen[k][5]==spectable[2][i] // Проективное покрытие
				)
				{
// Публикация отчета в HTML
				var str = document.getElementById('tableResult');
				var add = str.insertRow(-1);
				var addTr = document.createElement("tr");
				var addTd = document.createElement("td");
					addTd.innerHTML=descript[a].note+", ";
					addTr.appendChild(addTd); // Номер описания
				var addTd = document.createElement("td");
					addTd.innerHTML=ramen[k][1]+", ";
					addTr.appendChild(addTd); // Название вида
				var addTd = document.createElement("td");
					addTd.innerHTML=spectable[1][i]+"%,      ";
					addTr.appendChild(addTd); // Покрытие
				var addTd = document.createElement("td");
					addTd.innerHTML=ramen[k][6]+",      ";
					addTr.appendChild(addTd); // Максимум
				var addTd = document.createElement("td");
					addTd.innerHTML=ramen[k][7];
					addTr.appendChild(addTd); // Максимум
				str.appendChild(addTr);
				};
		};
	};
};
}
 
// Краткий расчет (классический, результаты для пробной площади в целом)
function ramenbase(e){
	for(var a=0; a<descript.length; a++)
	{
		var gbo = descript[a];
		var spec=[];
		var pokr=[];
		var pokrball=[];
		var spectable=[];
 
		for(var key in gbo.grass.cover)
		{
			spec.push(key);
			pokr.push(gbo.grass.cover[key]);
			if(gbo.grass.cover[key]>=8.0 &&
				gbo.grass.cover[key]<100){pokrball.push(8.0);}
			if(gbo.grass.cover[key]>=2.5 &&
				gbo.grass.cover[key]<8.0){pokrball.push(2.5);}
			if(gbo.grass.cover[key]>=0.3 &&
				gbo.grass.cover[key]<2.5){pokrball.push(0.3);}
			if(gbo.grass.cover[key]>=0.1 &&
				gbo.grass.cover[key]<0.3){pokrball.push(0.1);}
			if(gbo.grass.cover[key]>=0.0 &&
				gbo.grass.cover[key]<0.1){pokrball.push(0.0);}
		}
 
		spectable.push(spec);
		spectable.push(pokr);
		spectable.push(pokrball);
 
		var ecoscalemin=[];// Шкала минимумов
		var ecoscalemax=[];// Шкала максимумов
 
		for(var i=0; i<spec.length; i++)
		{
			for(var k=0; k<ramen.length; k++)
			{
				if(spectable[0][i]==ramen[k][0] &&
				ramen[k][2]==e &&
				ramen[k][3]==false &&
				ramen[k][4]==false &&
				ramen[k][5]==spectable[2][i]
				)
				{
					ecoscalemin.push(ramen[k][6]);
					ecoscalemax.push(ramen[k][7]);
				};
			};
		};
 
		var str = document.getElementById('tableResultKratk');
		var add = str.insertRow(-1);
		var addTr = document.createElement("tr");
		var addTd = document.createElement("td");
			addTd.innerHTML=descript[a].note+",  ";
			addTr.appendChild(addTd); // Номер описания
		var addTd = document.createElement("td");
 
			// Максимальное значение шкалы минимумов
			addTd.innerHTML=Math.max.apply(Math, ecoscalemin)+",  ";
			addTr.appendChild(addTd); // Минимум
		var addTd = document.createElement("td");
 
			// Минимальное значение шкалы максимумов
			addTd.innerHTML=Math.min.apply(Math, ecoscalemax)+";  ";
			addTr.appendChild(addTd); // Максимум
		str.appendChild(addTr);
	};
}

Остается сверстать простую html-страницу, без всяких цээсэсов, назначить функции кнопкам и радоваться жизни. Полноценный анализ тестового набора с помощью миллиметровки у меня бы занял дней десять, может больше. Наверняка есть профи, кто сделает это быстрее, но даже супермен не рассчитал бы показатели для сотни описаний за долю секунды.

Финализировать эту эпопею нужно тремя вопросами: почему JavaScript?, что дальше? и как использовать полученные результаты анализа?. JavaScript — потому что эти расчеты иногда требуется выполнять на чужих компьютерах без установленного R, Wine или другого софта. Что дальше — не знаю. Есть пару идей, но я три года ничего не менял, могу еще три года ничего не менять. А как использовать результаты я не расскажу, поскольку строки этой статьи все-равно никто не увидит. Программисты бросят читать на втором слове, а ботаники на четвертом.


По адресу городшахты.рф/source/fleur/ лежит готовая к использованию программа. Можете указать ссылку на свой набор геоботанических описаний в указанном выше формате и рассчитать богатство, увлажнение, переменность водного режима, аллювиальность и пастбищную дегрессию почв.
Полноценное теоретическое обоснование, альтернативные методы и материалы для контроля доступны в книге: Л. Г. Раменский, И. А. Цаценкин, О. Н. Чижиков, Н. А. Антипин «Экологическая оценка кормовых угодий по растительному покрову» Всесоз. науч. -исслед. ин-т кормов им. В. Р. Вильямса. М. : Сельхозгиз , 1956 470, [2] с.: ил., 1 л. граф.

Непростой GeoLive 11

Последний раз, я писал про этот дистрибутив аж в сентябре пятнадцатого года. Тогда как раз только-только вышла девятая версия, которую я в тот же день установил. А потом началась такая смесь из суеты и работы, что было мне совершенно не до обновления. Лишь недавно терпение иссякло, я полез на сайт OSGeo, где заимел себе дистрибутив одиннадцатой версии, содержимое которого мы будем сегодня рассматривать.

OSGeoLive — это дистрибутив лубунты с предустановленными картографическими приложениями. На этот раз основой стала Ubuntu 16.04.3 LTS. LXDE по прежнему неудобная, глючная и раздражающая. Спасает только то, что при наличии Тильды и небольшой настройке, видеть ее практически нет нужды.

После первого обновления системы, при загрузке возникает системная ошибка, которая никак на дальнейшую работу не влияет. Этот баг кочует из версии в версию уже энный год и скоро станет визитной карточкой OSGeoLive:
Ошибка при загрузке Lubuntu

По традиции, перед началом список дефолтных логинов и паролей от некоторых приложений в нотации Application,UserName,Password:

General,user,user
52nWPS,wps,wps
52nWSS,alice,alice or bob,bob
Cartaro,admin,geoserver
Geoserver,admin,geoserver
Geonetwork,admin,admin
MySql,administrative,user
Mapbender3,root,root
Postgres,user,user
rasdaman,rasadmin,rasadmin
Sahana,admin,admin
tomcat6-manager,user,user
EOxServer-admin,admin,admin
GeoNode,admin,admin

У одиннадцатой версии дистрибутива два основных отличия. Во-первых, система работает гораздо плавнее и быстрее. Даже мой компьютер, который собран из найденных на помойке счетов, открывает все с нетерпеливой нежностью. Не нужно по пол-часа ждать открытия QGis или Gimp, а привычное «Дамп памяти переполнен» осталось где-то в далеком прошлом.

С другой стороны, разнообразие предустановленного софта существенно урезано. Из наиболее печальной утраты — отсутствие TileMill, что связано, с одной стороны — прекращением ее поддержки, а с другой стороны — адскими бубноплясками при попытке запуска на шестнадцатой убунте.

Как обычно, в наличии справка, составленная в экспериментальных целях, лично Рихардом фон Эбингом.

Весь интересный софт собран в привычные категории Geospatial: веб-клиенты, базы данных, настольные гис, навигация и карты, пространственные инструменты и веб-сервисы. Системы кризисного управления не включены — поклонники сахана и ушахиди могут далее не читать.

Веб-клиенты:
Cartaro — отсутствует.

Geomajas — Присутствует, но после минутного ожидания запуска, открывает браузере страницу http://localhost:3420/showcase/, которая первые несколько минут недоступна, но после выдает такую картинку:
Geomajas

Согласно официальной справке, в левой части этой картинки должны быть примеры функционала. Примеров, естественно нет. Для создания нового приложения Geomajas требуется дополнительно установить апачевскую тулзу Maven, ставить которую не буду, поскольку я и раньше назначение Geomajas понимал смутно, а сейчас вообще перестал понимать. Одно сплошное торможение компьютера от него.

GeoNode — система для просмотра и обмена геоданными. Столь же прекрасная и никому не нужная, что и раньше:
GeoNode

Cesium — библиотека JavaScript для создания трехмерных глобусов и плоских карт в веб-браузере без плагина. Со времен прошлого дистрибутива существенно выросла и развилась, но как была тормозной и неподъемной на слабых компьютерах, так ей и осталась.
Cesium

GeoMoose — Веб-ГИС портал для штата Дакота. Как была непонятна в возможности применения, так и осталась. Двухлетнее развитие выразилось в том, что на демке появились красные точки:
GeoMoose

Leaflet и OpenLayers — Нет смысла описывать эти популярные библиотеки. Для картографа они то же, что Регина Дубовицкая для «Аншлага». В OSGeoLive обе предустановлены. Leaflet версии 1.0.3, OL версии 4.1.1

Mapbender — Фреймворк для создания геопорталов, который, в отличие от многих других пакетов реально развивается. Теперь его даже можно запустить без бубна При первичном осмотре никаких проблем не обнаружено.

Базы данных:
Rasdaman — страшная на вид и предположительно сверхсложная база для хранения и работы с наборами растров дистанционного зондирования. При запуске требует пароль от рута, после чего запускает терминал с сообщением о подготовке тестового набора данных. Собственно, на этом все и заканчивается. Второй раз пароль придется вводить в момент остановки базы. На картинке ниже — скриншот с консолью на фоне рекламкой демки, так что не обольщайтесь. Судя по описанию, в расдамане вся работа происходит через это самое, через консоль.
Rasdaman

Тут из-за всех этих приложений компьютер стал так тупить, что пришлось перезагружаться. И вновь ошибка при запуске. Стабильность — знак качества:
Еще одна ошибка при запуске lubuntu

DB Browser for SQLite — Графический интерфейс для управления SQL-базой.
sqlitebrowser

pgAdmin III — Набор инструментов PostgreSQL. Все как обычно: запускается, работает.
pgAdmin III

QGIS Browser — Менеджер файлов и баз данных. Аналог арккаталога у Эсри. Вещь вроде полезная, но на практике нифига не используется. Разве что в виде встроенного окна в QGIS.

Shp2pgsql — Утилита для экспорта и импорта файлов в PostGIS. Работает как и раньше, без замечаний.
Shp2pgsql

Spatiallite-gui — Графический интерфейс для управления базой SpatialLite. Как и раньше, проблем никаких, работает. Впрочем, полноценно пока не тестировалось, поэтому непонятно, что будет при реальной работе.
Spatiallite_gui

Настольные ГИС
GRASS — по-прежнему самая незаслуженно обделенная вниманием ГИС. В ней все необычно и по правде, нужно сделать какой-нибудь вразумительный учебный курс по GRASS, ибо не знать эту программу при ее возможностях — признак картографической профнепригодности:

QGis — Наконец вышла OSGeoLive с адекватной версией QGis! До этого постоянно в репозитории хранилось одно старье. Текущая версия Essen 2.14.14. хоть и не самая свежая, но вполне пригодна для нормальной работы. Никаких проблем — все как доктор прописал.
QGis

gvSIG — гисовина для тех, кто ностальгирует по арквью. Не тому, который после аркинфо и аркэдитор, а тому, который 3,2а. Тут все точно также, только появился цвет в оформлении, исчезла иконка могилки с крестом, через которую добавлялись слои, но появилась фича с подключением WMS и TMS. Собственно, кроме целей ностальгии, запускать ее больше незачем.

OpenJUMP — Вот как я в последний раз написал что это «Достаточно мощная ГИС-программа с уютным интерфейсом десятилетней давности», так больше и добавить ничего не могу. Ах да, в ней векторные данные можно привязывать. Но об этом я тоже, кажется, говорил.
OpenJUMP
Ossim Planet
В этой версии дистрибутива эта милая, но бесполезная хрень запускается и даже показывает вращающийся глобус без зависания. Но толку от нее все равно никакого нет. Проще уж тогда гифку сделать и подвесить ее во вкладке, что-бы начальник видел, что вы работаете.
OSSIM Planet

SAGA — ящик с самыми нужными инструментами, который всегда под рукой и никогда не подводит. Софтина меняется медленнее, чем армянский коньяк, но все также хороша и удобна.
SAGA

uDig — небольшая ГИС с простыми возможностями редактирования. Сколько я ее не разглядывал, так и не нашел фичи, которую бы она делала, а другие нет. Да что там говорить, даже просто фичи никакой не нашел.
uDig

Навигация и карты:
JOSM — Основной редактор в OpenStreetMap. Версия как обычно, нуждается в обновлении (текущая версия: 11427, актуальная: 13367), но теперь хотя-бы это не мешает править данные.
JOSM

АААААА! В Дистре нет Меркаартора! Я понимаю, что никто им не пользуется, но нельзя же так взять и выбросить Меркаартор нахрен.

GPSPrune — программа для обработки и конвертации GPS. На вид интересная, но за последние годы я так ни разу ей и не воспользовался. Все необходимое для работы с GPS у меня в QGis-е есть. А привязка фотографий и аудиозаписей мне нахрен пока не нужна.
GPSPrune

Marble virtual globe — Виртуальный глобус, похожий на Google Earth. Интересен как учебное и развлекательное пособие, особенно тем, у кого есть дети. Детализация невелика, но когда надоест Земля можно переключиться на другие планеты:

OpenCPN — Картографическая навигационная система для морской навигации на судах всех типов и размеров. За ее качество не ручаюсь, поскольку я выходил в море на серьезном корабле только несколько раз и почти в каждом из этих выходов, закрывшись в гиропосту на ключ, смотрел фильм про дикую волосатую женщину в английском лесу. Однажды я все брошу к чертям, куплю себя маленький рыболовецкий катер и нахер уплыву ловить барракуд в Индийском океане. Вот тогда и попробую.
OpenCPN

ZyGRIB — программа для визуализации погодных данных. Идея прекрасная, но исполнение — говно.
ZyGRIB

За два года программа никак не изменилась и по прежнему выглядит слишком топорно для своих возможностей. Спасает только то, что она по прежнему работоспособна. Вот, например гифка с вероятным выпадением снегопада в Ростовской области на ближайшие восемь дней (кстати, гифку программа тоже не делает, ее приходится отдельно собирать из джипегов):
Вероятность снегопада

Пространственные инструменты:
Jupyter Notebook — На сайте проекта сказано, что «Jupyter существует для разработки открытого программного обеспечения, открытых стандартов, и услуг для интерактивных вычислений на десятки языков программирования». А еще там картинки с аттракторм Лоренца, которые меня сразу завлекли. Но увы, при старте выпадает консоль с сообщением, что какое-то окно не может быть создано и все пропадает. Даже скриншотить нечего.

MapSlicer — нарезка растров на тайлы. Раньше для этого был удобный сервис Яндекса, но он мирно загнулся. Теперь я всем рекомендую легонькую утилиту LeafletPano-master. Она под винду, но думаю под вайном запустится без проблем. Единственное, ради чего стоит использовать MapSlicer — сохранение привязки. Да и под рукой всегда.
MapSlicer

Monteverdi и ORFEO Toolbox (OTB) — Вот было же раньше хорошо, зачем опять эти дизайны? Только я решил, что появилась стоящая вещь — объединенный набор инструментов OTB с просмотрщиком Monteverdi, как программисты опять все извратили и вернули к состоянию, представленному аж в дистрибутиве Geolive 8.5. Если кратко — OTB это годнота для обработки растров, устроенная по принципу SAGA. Monteverdi — это просмотрщик для этого набора. Программисты то объединяют их в один пакет, то опять разносят в разные. Сейчас ORFEO Toolbox выглядит так:
OTB

а Монтеверди вот так:
Monteverdi

Надеюсь, к следующему обновлению, авторы одумаются и вернут целостный софт для обработки. Кстати, в девятой версии он шел под названием Monteverdi2, так что я не исключаю, что просто откатили пакет.

OSSIM-geocell — еще одна бесполезная хрень под заголовком OSSIM. Единственная польза от него — выбор лучших способов интерполяции для растра, тайлмилла-то нет теперь.
OSSIM-geocell

R-Statistics — эр, он и в Африке эр. Гуев для него в дистрибутиве нет, поэтому либо консоль, либо доставлять нужные пакеты самостоятельно.
R-Statistics

Mapnik & TileStache — собственно, готовый к работе Мапник — это одна из веских причин установить OSGeoLive. В текущей версии он определенно установлен, но, как обычно, хрен что разберешь. В системе одни пакеты, в справке другие. Тестовые примеры не работают. Не удивлюсь, если окажется, что проще все снести и установить заново:
Карта с Мапника

Веб-сервисы:
52°North SOS и 52°North WPS — Пакеты разные, но оба трешовые. Первый предназначен для чтения оперативных и архивных данных с локальных и удаленных сенсоров, второй экспортирует в веб алгоритмы обработки пространственной информации, которые предоставляет Sextante, ArcGIS Server, R, GRASS 7 или пользовательские функции. В девятой версии OSGeoLive запускался только один пакет, в нынешней вообще ничего не запускается.

deegree — Как было в девятой версии: «Cтандартизованный набор веб-сервисов для веб-картографии, объектовых и каталоговых сервисов, а также сервисов для работы с сенсорами и процессами который отказывается запускаться», так и осталось.

GeoNetwork — Каталог метаданных с мощными функциями поиска, редактирования и просмотра данных, который… правильно, хрен запустишь.

GeoServer — В девятой версии после загрузки прогресс-бара выдавал 404 ошибку. В этой 503. Прогресс налицо. А ведь пакет-то годный!

MapProxy — Сервис кеширования тайлов WMS. На удивление работает без замечаний, все как в инструкции написано. Сразу после запуска открывается демка на локалхосте:
MapProxy

QGis подгружает слои с адреса http://localhost:8011/service? без всякого промедления (правда не все):
QGis+MapProxy

ncWMS — Очередной мертвый проект. Как он не запускался, так и не запускается. Только теперь даже страница в интернете протухла. Так что я даже ссыль давать не буду.

EOxServer — Фреймворк на питоне для отображения ДДЗ Earth Observation (EO) и их метаданных. Работает без замечаний, но сами данные особого интереса не представляют (если вы не занимаетесь средиземноморьем, конечно):
EOxServer

IstSOS — система управления сенсорами и распределением данных. В справке про нее ни слова, но она хотя бы запускается:
IstSOS

MapServer — Система рендеринга географических данных, которая позволяет создавать растровые карты, ссылающиеся на веб-контент. Точно так же, как в девятой версии, работает и внешне вопросов не вызывает:
MapServer

pycsw — Сервис для публикации метаданных в XML-формате. Работает, но мне ни разу не пригодился.
pycsw

QGIS Mapserver — Сервис, выдающий WMS-слой на базе библиотек QGIS. Сколько я не развлекался в его изучении, ничего полезного для себя не извлек. Хелп начинается с того, что вы должны запустить сервис и увидеть контуры материков. Два года назад после запуска появлялось это:

Теперь появляется вот это (пятно и точки я сам нарисовал):
QGIS Mapserver

Думаю, еще пару лет и контуры материков наконец-таки проступят.

ZOO-Project — Интересный проект, который развивается ооочень медленно. В теории он должен предоставлять доступ к различным алгоритмам геобработки (например, триангуляция Делоне), но на практике пока это только выставочный экземпляр.
ZOO-Project

Собственно, это все. К одиннадцатой версии в OSGeoLive не осталось таких программ как GeoKettle (свободный аналог FME), Viking (работа с GPS), Merkaartor (редактор OpenStreetMap), Ushahidi (великолепнейший фреймворк для создания систем по сбору данных от населения, Cartaro (неплохая система управления геоконтентом) и, конечно-же, TileMill. Зато осталась куча всякой хрени, которая не только не помогает в работе, но и вообще не запускается. Больших, интересных и новых пакетов в сборнике нет. С другой стороны, многие программы обновлены до приемлемых версий. Кроме того, в OSGeo догадались, наконец, потереть несколько десятков игр, которые кочевали из версии в версию. Стороннего софта в этот раз очень мало, даже офисных программ нет никаких. А справка по дистрибутиву как была говно-говном, так и осталась.

Ощущения от пакета двойственные. С одной стороны, что-то явно происходит, с другой стороны, изменения далеко не однозначны. В любом случае, OSGeoLive 11 стоит установить. Если не как инструмент, то хотя-бы для того, что-бы окунуться в текущее состояние картографического опенсорса.

NextGIS Mobile

Чем плох NextGIS Mobile

Ребята из компании НекстГИС решили устроить 26 сентября большую презентацию, посвященную своим продуктам. Как только мне пришло письмо об этом, сразу понял — пора написать пару строк про их программу для сбора полевых данных NextGIS Mobile. Год назад я впервые установил ее и с тех пор она прошла дендроинтвентаризацию парков Нижнего Новгорода, Чирскую географическую экспедицию, сплавы по рекам Сухой Донец, Ижора и Великанйоки, составление геологической карты южной и средней Карелии, многочисленные рыбалки и путешествия.

О всех ништяках и плюшках этой замечательной программы лучше всего расскажут сами авторы (жаль, я в это время буду измерять очередные деревья в Питере). Тем более, что они наверняка подготовили какое-то обновление. Я же займу привычное амплуа старого брюзги и поделюсь всем своим недовольством.

Список построен по степени убывания трешовости встреченных багов. Смартфон Lenovo A2010-a. Android 5.1

1. Со временем исчезают кешированные тайлы. Примерно через неделю после загрузки тайлов они начинают исчезать из кеша. Не все сразу, в разных зумах, но исчезают. Как будто у каждого тайла есть свой срок давности, после которого тайл перестает отображаться. Это самая лютая беда, поскольку невозможно загрузить один раз карту и надолго уйти в районы без интернета.

2. Не грузится тайл, соответствующий текущему местоположению. Прямо как специально: вся карта подгружается, а фрагмент, который необходим — нет.
NextGIS Mobile

3. При измерении расстояний все или часть подгруженных тайлов исчезает, экран становится черным. Остаются только вектора. После того, как нажимается галка («расстояние измерено»), все возвращается в норму. Но, блин, как мне расстояние на карте измерить, если карты нет?

6. После обновления в начале августа перестало работать измерение расстояний. Все излечилось установкой apk-файла с сайта nextgis.ru, но в начале сентября и по сей день линейка опять не работает.

5. Информационный указатель плохо работает на полигональном слое. Вместо выбранного полигона выделяется что угодно.
NextGIS Mobile

6. При длинных треках (несколько десятков километров и более) программа иногда перестает отображать трек, а пару раз даже прекращала запись трека.

7. Маркер текущего местоположения иногда закрывает карту, в результате приходится идти наугад и часто в неправильном направлении.

На этом список недовольства исчерпывается и начинается список пожеланий. Опять-таки в порядке убывания необходимости.

1. Чрезвычайно не хватает возможности подгрузки растров или mb-тайлов. Приходится переводить все в вектор, а это долго, дорого и не всегда возможно.

2. Часто требуется закешировать карту вдоль маршрута движения или какого-нибудь протяженного объекта. Сейчас приходится загружать огромную лишнюю область, что при медленном интернете создает массу проблем.

3. Очень бы пригодилась фильтрация ошибочных точек трека. При высокой частоте измерений местоположения трек иногда отбрасывает на огромные расстояния ошибочным измерением. В дальнейшем это затрудняет работу с треком, даже просто в OSM такие данные лучше не загружать. Было бы очень замечательно, если бы не фиксировались измерения, значения которых превышают три стандартных отклонения от предшествующих измерений.
NextGIS Mobile

4. Проверка целостности загрузки тайлов. Иногда, даже на только что загруженном слое отсутствуют тайлы (может из-за проблем с сетью во время загрузки или особенностей сервера). Повторная загрузка обычно решает эту проблему, но было бы лучше, если бы не требовалось заново подгружать не все данные, а только те, которых нет в кеше.

5. При кешировании необходимо указать номера загружаемых зумов, но делать это приходится скорее интуитивно, поскольку при просмотре карты номера зумов не отображаются. Было-бы отлично видеть где-нибудь в уголке номер зума, который тебе интересен.

6. Очень сложно выставить информационный указатель точно, особенно в дождь, когда экран мокрый или при движении. Очень нехватает более тонкого инструмента для перемещения курсора, чем просто толстым пальцем в экран ткнуть.

7. В продолжении шестого пункта. По той-же причине, измерить расстояние можно либо только грубо, либо зумируя, но это не всегда удобно, поскольку часто необходимо видеть перед собой картинку целиком. Да и само зумирование сопряжено с описанными выше трудностями.

8. Сейчас при измерении расстояний, необходимо выставлять две точки. Но чаще всего расстояния измеряются от текущего местоположения, до какого-либо объекта. Было бы удобнее, если бы первая точка выставлялась автоматически в текущем местоположении, а поставить нужно было-бы только вторую. Например, выбрал измерение расстояний, указал первую точку, далее если указать вторую — расстояние будет измеряться как сейчас, если нет — расстояние автоматически рассчитается между выбранной точкой и текущим местоположением.

9. Если выбрано расстояние между объектом на карте и текущим местоположением, это расстояние должно изменяться при движении, причем желательно указывать не только расстояние, но и азимут. Это особенно важно для случаев, когда азимуты необходимо фиксировать точно.

10. Сейчас треки нужно экспортировать отдельно, в результате чего они путаются и тратится лишнее время. Удобнее, когда трек после завершения записи автоматически сохраняется в выбранную директорию на устройстве.

11. Раскрасить полигональный слой сейчас можно только вручную, что неимоверно долго. Все стало бы гораздо проще, если-бы требовалось только указать поле классификации, а далее слой раскрашивался автоматически, пусть даже в разные цвета.

12. Вывести атрибутивные подписи на карту сейчас невозможно, хотя это очень облегчило бы многие задачи.

13. Для растров очень не хватает порой оверзума. Тем более, что номера зумов не высвечиваются и не всегда понятно, можно ли еще приблизить карту или сейчас перед тобой появится серый экран.

14. Смещение подложки. Оно необходимо даже не столько для OpenStreetMap, сколько для работы с данными, которые готовили криворукие инженеры. Из-за хронической проблемы СК42-WGS84 точки постоянно оказываются не на своем месте и расчет, скажем, расстояния между обнажением и мостом на карте превращается в пытку.

15. Не хватает возможности быстрой расстановки точек с фотографиями. При движении по дороге часто необходимо зафиксировать объект, что-бы позже к нему вернуться. Подписывать ее или пользоваться стандартным инструментом расстановки точек слишком долго, нужны всего две опции: просто поставить точку и поставить точку с фотопривязкой. Выбрал-сфотографировал-точка стоит на карте.

16. Иногда таблицу атрибутов требуется отсортировать. Сейчас это невозможно

17. Еще иногда в таблице атрибутов необходимо что-то найти контекстным поиском. Сейчас это то же неворзможно

18. Трек можно либо начать, либо приостановить. Поэтому в местах длительной остановки треки либо разрываются, либо образуют нагромождение хаотичных точек. Для этих целей очень поможет возможность поставить запись трека на паузу.

19. При точном определении местоположения ошибку измерений всегда приходиться устанавливать заново. Запомнить, что я всегда использую CE 98 программа пока не умеет.

20. На карте невозможно выставить красивый стандартный масштаб, скажем 1:100 000. Мне это не требуется, но коллеги сетовали, что без этого у них в жизни счастья нет.

21. Ну и самое последнее. Когда идешь по направлению к какой-то точке, то и дело приходится доставать навигатор и уточнять свое направление. Это очень-очень неудобно. Особенно среди комаров в дождь, по колено в грязи, среди густых ольхово-ивовых зарослей, с тяжелым рюкзаком за плечами. Я искренне мечтаю, что кто-нибудь осознает необходимость такой фичи, которая оценивает правильность твоего курса. И если ты отклоняешься от цели вправо больше чем на заданное число градусов, заставляет телефон пищать одним образом, а если влево, то другим. Тогда можно будет идти без постоянных остановок и уточнений местоположения.

И жить всем сразу станет намного легче.