УДК 528.48:004.9+556 (477.85)

Біля І. К.

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

Аналіз геопорталу «Водні ресурси України» (на прикладі Чернівецької області)

      Нещодавнє анонсування Держводагенством розгортання у тестовому режимі геопорталу «Водні ресурси України» – один із необхідних кроків переходу до ведення електронного водного кадастру, розвитку систем надання інформаційних послуг та інтеграції України в світовий геоінформаційний простір. З іншого боку, практично реалізовано забезпечення широкого й відкритого доступу для громадян, суб’єктів господарювання, наукових установ, органів державної влади та органів місцевого самоврядування до розподілених геоінформаційних ресурсів та частини створюваної інфраструктури геопросторових даних. Оскільки основну цінність будь-якого ресурсу становить його інформаційне наповнення, то мета статті полягала в оцінці стану інформаційного наповнення геопросторових даних та їх аналізу на предмет повноти відомостей, і точного наочного зображення об’єктів гідрографії та інших доступних шарів. На прикладі Чернівецької області виявлено відсутні об’єкти, їх обсяги згідно джерел офіційних статистичних відомостей. Проведено оцінку точності різних шарів просторових даних, в тому числі з використанням топографічних карт. Сформовано припущення про ймовірні джерела інформації для різних шарів. Запропоновано ряд рекомендаційних заходів спрямованих на підвищення деталізації з одночасним збільшенням функціональності означеного ресурсу для розв’язання прикладних завдань у сфері управління водними ресурсами.

      Ключові слова: водний кадастр, водні ресурси, водогосподарська ділянка, геопортал, гідрографія, річковий басейн, районування, річковий суббасейн.

      Вступ

      Державний водний кадастр України ведеться з метою систематизації даних державного обліку вод та визначення наявних для використання водних ресурсів [1]. Передбачається понад 10 напрямків використання означених даних при розв’язанні задач на різних рівнях управління та територіального охоплення [2]. З метою реалізації принципів ведення земельного кадастру, зокрема регулювання суспільних відносин у сфері використання кадастрової інформації (відкритості кадастрової інформації, її достовірності, повноти даних та документованості) доцільною стала нещодавня поява геопорталу «Водних ресурсів України) [3].

      Постановка проблеми

      Стан сучасного картографічного забезпечення суперечить нормативно передбаченим строкам оновлення таких матеріалів та потребує пошуку альтернативних рішень спрямованих на фіксацію поточного стану (ведення кадастрів) різних природних ресурсів, і зокрема унеможливлює подальше проведення достовірних досліджень для раціонального управління ними в перспективі [4].

      Об’єкти гідрографії є невід’ємним елементом змісту будь-якої топографічної основи, на які закономірно поширюється і процес старіння всієї карти. Близько 68% українських топографічних карт усіх масштабів створені або оновлені в 1981-90 рр.; 28% – в 1991–05 рр.; 1% – з 1995 р. [5].

      Поява геопорталів як інноваційних інформаційних та комунікаційних платформ для геоданих, інформації та геосервісів покликана створити сучасні інструменти інформаційно-технічної інфраструктури щодо візуалізації та розподілу даних для розвитку науково-дослідних, проектно-вишукувальних робіт та вирішення складних інформаційно-аналітичних задач, і так чи інакше опиралася на вихідні дані, розміщені зокрема на топографічних картах різних масштабів.

      Питання якості геопросторових даних набуває особливого сенсу, коли йдеться про їх використання в ГІС підтримки й прийняття рішень з метою попередження та швидкого реагування на надзвичайні ситуації, коли від повноти й актуальності даних залежить не тільки обсяг матеріальних втрат, але й нерідко й життя людей. [6].

      Аналіз останніх публікацій на цю тему

      Враховуючи передовий досвід європейських країн (положення директиви INSPIRE), Україна взяла курс на створення Національної інфраструктури геопросторових даних (НІГД) затвердивши 17 січня 2018 р. відповідне рішення на засіданні КМУ [7].

      Варто зауважити, що однією з складових її частин є відомості про гідрографічні об’єкти та гідротехнічні споруди.

      Попередньо, 21 грудня 2017 р. у Держводагенстві презентовано геопортал «Водні ресурси України». Його розробниками заявлено багато інституцій, зокрема проекту ЄС APENA, провідних експертів водогосподарського напрямку Мінприроди, Держгеокадастру, народних депутатів України, Секретаріату Комітету екологічної політики, природокористування та ліквідації наслідків Чорнобильської катастрофи Верховної Ради України, науковців та безпосередньо водогосподарських організацій Держводагенства [8].

      Очікується, що проект APENA триватиме до вересня 2018 р. та сприятиме Україні в питаннях апроксимації вітчизняного законодавства до законодавства ЄС у сфері навколишнього середовища на виконання Угоди про асоціацію між Україною та ЄС (статі 360-366 і Додаток ХХХ) та рамкових документів. Результати впровадження директив регулярно публікуються на офіційному сайті проекту [9], а також інших заінтересованих сторін, зокрема Державного агентства водних ресурсів, Гідрометеорологічного центру та Державної служби з надзвичайний ситуацій.

      5 січня 2018 р. в газеті Урядовий кур’єр вийшла замітка, що закликає небайдужу громадськість, науковців упевнено долучатися до активного тестування порталу, оскільки це джерело відкритих даних для широкого кола користувачів [10].

      Виклад матеріалу дослідження

      Геопортал «Водні ресурси» доступний в мережі Інтернет у вигляді порталу за гіперпосиланням – map.davr.gov.ua:44481. Структурно, означений ресурс складається з 8-и окремих тематичних шарів: 1) райони річкових басейнів; 2) річкові суббасейни; 3) водогосподарські ділянки; 4) об’єкти гідрографії; 5) водойми; 6) перехідні води; 7) екорегіони; 8) прибережні води. Додатково, наявні ще 2 шари – населені пункти України та кадастровий поділ.

      Шар райони річкових басейнів представляє собою візуалізацію результатів гідрографічного та водогосподарського районування, що було затверджене Законом № 1641-VIII від 4 жовтня 2016 р. Гідрографічне районування – поділ території України на гідрографічні одиниці, який здійснюється для розроблення та впровадження планів управління річковими басейнами [11].

      Стаття 131 Водного кодексу України визначає основною гідрографічною одиницею – район річкового басейну. В Україні встановлено 9-ть районів річкових басейнів. В свою чергу, річковий басейн – частина земної поверхні, стік води з якої послідовно через пов’язані водойми і водотоки здійснюється в море або озеро. І хоча, за замовчуванням на геопорталі відображається растрова ЦМР, все ж невідомо, що слугувало джерелом цих даних, яка їх точність та актуальність.

      Чернівецька область розміщена одразу в межах двох басейнів, – річок Дунаю та Дністра та характеризується унікальністю і своєрідною контрастністю геоморфологічної будови. Приміром, результат оцінки точності ЦМР означеної території створених за джерелами глобальних висотних даних ASTER GDEM та SRTM відносно топографічних карт масштабів 1:25000, 1:50000, 1:100000 для різних типів рельєфу (рівнинного, горбкуватого та гірського) продемонстрував наявність розходжень висотних значень глобальних поверхонь відносно окремих відміток топографічних карт на рівні від ± 7 м для рівнинної території до майже ± 12 м для гірської [12].

      Безумовно, зазначені обставини впливають на подальше гідрологічне моделювання. Таким чином, може відбуватися зміщення ліній реального проходження вододілів, що впливає на зміну напряму поверхневого стоку, і як наслідок зміну меж і площ самих басейнів.

      В межах річкових басейнів законодавчо передбачено виділення суббасенйів. Згідно наказу Мінприроди України № 25 від 26.01.2017 р. у межах 4-х районів річкових басейнів на території України було виділено 13 суббасейнів (р. Дніпро – 5-ть суббасейнів, р. Дунай – 4-и суббасейни, р. Дон – 2-а суббасейни, р. Вісла – 2-а суббасейни) [13].

      Шар водогосподарських ділянок побудовано за басейновим принципом управління та врахуванням сучасних європейських вимог щодо узгодження меж їх проходження з межами басейнів та суббасейнів, що виділяються на території країни згідно вимог Водної Рамкової Директиви Європейського Союзу (ВРД ЄС) [14].

      Встановлення (виділення) водогосподарських ділянок та визначення їх меж проводиться на основі ЦМР та державних топографічних карт з використанням геоінформаційних технологій базується на гідрографо-географічному та економіко-географічному підходах до районування територій. Межі водогосподарських ділянок проходять по вододілах (по географічній межі між суміжними водозборами) і замикаючих розрахункових створах. Для топографічної основи при виділенні меж водогосподарських ділянок використовуються топографічні основи масштабу 1:200000. За необхідності додаткової деталізації окремих ділянок кордонів водогосподарських ділянок використовуються топографічні карти більших масштабів, а також аерофотознімки і космічні знімки [15].

      Враховуючи граничну точність масштабу вихідних даних для районування та значення діапазонів площ водогосподарських ділянок від 200 км2 до 20000 км2 можна припустити про наявність не лише значних розбіжностей в площах, але й не відповідності проходження їх меж на місцевості.

      Для дослідження шару об’єктів гідрографії знадобилося завантаження просторових даних з геопорталу. Було помічено, що при виділенні примітив гідрографічних об’єктів та відкритті інструментів web-розробника в середовищі браузерів Google Chrome та Mozilla Firefox з подальшим переходом до мережного екрану можна помітити результати відгуку від WMS-серверу у вигляді *.json файлу. Копіювання інформації з цього відгуку, та незначна правка її структури в середовищі текстового редактору, дозволяє виявляти характеристики просторових об’єктів. Таким чином, дані стають придатними не лише для візуалізації в середовищах ГІС-засобів, а й для ряду подальших картометричних операцій.

      Враховуючи те, що деякі гідрографічні об’єкти виходили за адміністративні межі досліджуваної території, з метою відповідності інформації джерелам офіційних статистичних відомостей здійснювалася операція відсікання по полігону. Попередньо, слід зауважити, що полігон території Чернівецької області вилучено з геопорталу адміністративно-територіального устрою України [16], і він сумісний з цифровою картою України масштабу 1:100000 [17]. За даними експертного технічного завдання для геопорталу «Водні ресурси України» передбачено систему координат WGS-84, EPSG code: 4326 [18]. Так як на обох ресурсах дані представлено в ідентичних системах координат, то подальші трансформаційні перетворення не потребувалися.

      Згідно довідкових матеріалів в межах Чернівецької області протікає 109 водотоків довжиною понад 10 км та сумарною довжиною 2368,5 км. Водночас, на геопорталі представлено лише 85 річок або 78% від кількості. При цьому, їх сумарна довжина становить лише близько 1932 км. Варто зауважити, що в області існує ще 4131 річка з довжиною водотоку менше 10 км, тоді як таких на порталі лише – 18, переважно без топонімічних назв.

      Взагалі, кількість річок за різними джерелами інформації для території України суттєво відрізняється, і коливається від 3451 [19] до 89963 об’єктів [20].

      Використання зареєстрованих в системі координат WGS-84 топографічних карт масштабу 1:100000 дозволило виявити геометричну невідповідність цьому масштабу. Як видно з рис. 1, контури об’єктів поліліній гідрографічних об’єктів часто доволі грубі, з незначною кількістю вузлів, просторово значно зміщені відносно реальних русел та містять топологічні помилки. Зокрема, численні «недольоти» та «перельоти», що пов’язані з відсутністю спільних вузлових точок в місцях впадання одних річок в інші.

Рис. 1. Порівняння шару «об’єкти гідрографії» з фрагментом аркушу топографічної карти масштабу 1:100000

      Шар водойми – передбачає наявність безстічних або із сповільненим стоком поверхневих водних об’єктів, зокрема озер та водосховищ. Серед штучних водойм Чернівецької області, відсутніми є всі ставки та 2 водосховища (водосховище на р. Черлена та водосховище в с. Костичани). Слід зазначити, що згідно матеріалів останньої інвентаризації проведеної басейновим управлінням водних ресурсів на території області знаходилося 1164 ставки.

      Наразі, Державним агентством водних ресурсів України зазначається про роботи над внесенням близько 3600 паспортизованих ставків до середовища геопорталу. Тобто, ймовірно припустити, що буде внесено лише найбільші за площею водні об’єкти.

      Шар перехідні води включає поверхневі води у межах гирлових ділянок річок, а також лиманів де відбувається змішування прісних та солоних вод.

      Шар екорегіони – відомості Європейського екологічного агентства (EEA) з додатку ХІ Рамкової директиви про воду [21]. Розміщені на офіційному сайті агентства у вигляді полігонального *.shp файлу на територію всіх європейських країн за винятком Туреччини.

      Шар прибережні води містить води між береговою лінією та лінією у територіальному морі на відстані однієї морської милі від вихідної лінії, що використовується для визначення ширини територіального моря.

      Одним з додаткових шарів геопросторової інформації на геопорталі є населені пункти. На перший погляд може здатися, що дані запозичено з геопорталу «Адміністративно-територіального устрою України», проте це не так. Завантаження й подальше порівняння полігонів з обох ресурсів дозволило виявити суттєві відмінності (рис. 2). Дані геопорталу «Водні ресурси України» охоплюють більші площі під населеними пунктами практично у всіх випадках.

Рис. 2. Порівняння даних щодо населених пунктів різних геопорталів

      Шар кадастровий поділ дозволяє візуалізувати геопортал Публічної кадастрової карти. Однак, такі дані доступні виключно для перегляду, і з них не можна вилучити жодну атрибутивну інформацію (приміром кадастрові номери земельних ділянок).

      Висновки і перспективи дослідження

      Геопросторові дані могли створюватися різними організаціями відповідно до внутрішніх потреба та поточних завдань. Для збору даних могли застосовуватися різні методи і технології без єдиних стандартів і методик, що зумовило суперечності щодо достовірності та порівнянності отриманих даних, а також їх інтеграції без суттєвої доробки.

      Таким чином, наразі представлений гепортал «Водні ресурси України» не може характеризуватися відповідною заявленою повнотою відомостей об’єктів гідрографії та їх просторовою точністю, а отже і достовірністю матеріалів. Його використання може бути виправданим лише для створення схематичних зображень середньомасштабних творів за умови подальшого ручного коригування відносно актуальних даних ДЗЗ (приміром Sentinel 2A).

      Поточний стан геопорталу «Водні ресурси України» потребує не лише доповнення інформацією практично цілих шарів геопросторових даних (об’єкти гідрографії, водойми), а й розроблення підходів до коригування існуючих (райони річкових басейнів, річкові суббасейни, водогосподарські ділянки). Доповнення геопорталу точнішою ЦМР може дозволити на практиці вирішити питання реалізації ст. 60 Земельного кодексу України в аспекті проектування територій прибережних захисних смуг в місцях перевищення нормативно встановленого показника крутизни схилів в 3°. Одночасно, можна буде реалізувати «басейновий підхід» до управління водними ресурсами на рівні найменших об’єктів гідрографії, що як мінімум дозволить підвищити ефективність природоохоронних заходів на локальному рівні.

      Рецензент – асистент Т. В. Гуцул

      Література:

1. Кодекс України про надра. Лісовий кодекс України. Водний кодекс України – К.: Алерта, 2018. – 134 с.

2. Про затвердження порядку ведення державного водного кадастру : Постанова Кабінету Міністрів України від 8 квітня 1996 р. №413 [Електронний ресурс] // Відомості Верховної Ради. – 1996. – Режим доступу до ресурсу: www.rada.gov.ua.

3. Боровицька А. Г. Державний водний кадастр: принципи ведення / А. Г. Боровицька. // Jurnaul juridictional: teories i practica. S.R.L. (Национальный юридический журнал: теория и практика, г. Кишинёв, Республика Молдова). – 2015. – С. 95–100.

4. Біля І. К. Картографування річкових басейнів з використанням вільно доступних даних на прикладі басейну р. Віца / І .К. Біля // Молоді науковці – географічній науці. – К.: Прінт-Сервіс, 2017. – (Збірник наукових праць ХІІІ міжнародної наукової міждисциплінарної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених). – С. 26-28.

5. Зацерковний В. І. Актуалізація топографічних та кадастрових карт за допомогою GPS-приймачів / В. І. Зацерковний, С. В. Кривобець, М. Г. Левченко. // Чернігівський науковий часопис. Серія 2, Техніка і природа. – 2011. – С. 28–39.

6. Карпінський Ю. О. Концептуальні засади оцінювання та забезпеченя якості геопросторових даних / Ю. О. Карпінський, А. А. Лященко, М. В. Горковчук. // Вісник геодезії та картографії. – 2012. – № 4. – С. 33–42.

7. Красоха А. Уряд затвердив Національну інфраструктуру геопросторових даних [Електронний ресурс] / А. Красоха // Українські національні новини. – 2018. – Режим доступу до ресурсу: https://goo.gl/djhEKa.

8. Овчаренко І. В Україні запроваджується кадастр поверхневих водних об’єктів [Електронний ресурс] / І. В. Овчаренко // Держводагенство офіційний сайт. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: www.goo.gl/USxAPg.

9. Підтримка України в апроксимації законодавства ЄС у сфері навколишнього середовища [Електронний ресурс]. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: http://env-approx.org.

10. Писана Н. Геопортал водних ресурсів запрацював у тестовому режимі [Електронний ресурс] / Н. Писана // Урядовий кур'єр. – 2018. – Режим доступу до ресурсу: https://goo.gl/cFc3Xv.

11. Хільчевський В. К. Гідрографічне та водогосподарське районування території України, – затверджене у 2016 р. – Реалізація положень ВРД ЄС / В. К. Хільчевський, В. В. Гребінь. // Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія. – 2017. – Т. 1. – С. 8–20.

12. Hutsul T. Comparative accuracy assessment of global DTM and DTM generated from Soviet topographic maps for the purposes of road planning / T. Hutsul, Y. Smirnov. // Geodesy and Cartography. – 2017. – № 43. – p. 173–181.

13. Назви суббасейнів та водогосподарських ділянок у межах районів річкових басейнів [Електронний ресурс] / Додаток до наказу Міністерства екології та природних ресурсів України від 26.01.2017 № 25. – Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/z0208-17.

14. Методики гідрографічного та водогосподарського районування території України відповідно до вимог Водної Рамкової Директиви Європейського Союзу / Гребінь В. В., Мокін В. Б., Сташук В. А. та ін. – К.: Інтерпрес, 2013. – 55 с.

15. Гребінь В. В. Водогосподарське районування території України: критерії та порядок виділення водогосподарських ділянок / В. В. Гребінь, М. В. Яцюк, О. В. Чунарьов. // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. – 2013. – Т. 3. – С. 6–14.

16. Геопортал адміністративно-територіального устрою України [Електронний ресурс] // НДІ геодезії і картографії. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: http://atu.minregion.gov.ua/ua

17. Геопортал адміністративно-територіального устрою України [Електронний ресурс] // SOFT PRO. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: http://softpro.ua/ua/geoportal-administrativno-teritorialnogo-ustroju-ukraiini.

18. Технічне завдання для короткострокового експерта з ГІС [Електронний ресурс] // Apena. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: https://goo.gl/Tfb69G

19. Материалы по типизации рек Украинской ССР / А. В.Огиевский, Н. И. Дрозд, Г. А. Чиппинг, Г. И. Швец. – К.: Академия наук Украинской ССР. Ин-т гидрологии и гидротехники, 1953. – 348 с. – (2 т).

20. Государственный водный фонд территории Украинской ССР – К.: Минводхоз УССР, 1989.

21. Ecoregions for rivers and lakes [Електронний ресурс] // European Environment Agency. – 2016. – Режим доступу до ресурсу: https://goo.gl/vwfA7m.

      Надійшла до редакції 20 лютого 2018 р.

inventlib@gmail.com