Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы агроландшафтного проектирования с применением геоинформационных технологий 9
1.1. Основные положения ландшафтно-экологического подхода в формировании агроландшафтов 9
1.2. Ландшафтное земледелие : результаты исследований последних лет 13
1.3. Теоретические основы применения ГИС-технологий в агроландшафтном проектирование 24
Глава 2. Технология создания прикладных гис агроландшафтного проектирования 39
2.1. Методические основы разработки геоинформационного обеспечения агроландшафтного проектирования 39
2.2. Технология разработки геоинформационного обеспечения агроландшафтного проектирования 52
2.3. Разработка алгоритма геоинформационного обеспечения для ГИС АЛП 67
Глава 3. Результаты разработки и внедрения элементов системы гис агроландшафтного проектирования на уровне отдельного сельхозпредприятия 94
3.1. Агроландшафтная характеристика территории исследуемого сельскохозяйственного предприятия 94
3.2. Разработка геоинформационного обеспечения для ГИС АЛП ООО «Возрождение» 102
3.3. Разработка ГИС- модуля анализа состояния и динамики почвенного покрова для ООО «Возрождение» 115
Заключение 127
Библиографический список 130
Приложение 143
- Ландшафтное земледелие : результаты исследований последних лет
- Теоретические основы применения ГИС-технологий в агроландшафтном проектирование
- Технология разработки геоинформационного обеспечения агроландшафтного проектирования
- Разработка геоинформационного обеспечения для ГИС АЛП ООО «Возрождение»
Введение к работе
Актуальность темы. Решение задач территориальной организации сельскохозяйственного производства и сохранения экологического каркаса природных комплексов рассматриваются в качестве основных мер повышения эффективности агропроизводственных систем.
Одной из основных проблем территориальной организации производства продукции растениеводства является не в полной мере адекватность существующей системы земледелия природным условиям, дисбаланс воспроизводственных процессов, в том числе в сфере почвенного плодородия. Быстрое разукрупнение колхозов и совхозов, образование крестьянско-фермерских хозяйств, перераспределение земель без межхозяйственного и внутрихозяйственного землеустройства привели к нарушению границ севооборотов, снижению общей культуры земледелия. Эти факторы обусловили необходимость уточнения сложившихся систем земледелия с учетом ландшафтной структуры и современных экономических условий. Повышение эффективности систем земледелия возможно за счет оптимизации основных компонентов, обеспечивающих устойчивость продуктивности агроценозов и системы организации производства.
Одним из основных направлений организации рационального использования земельных ресурсов в крае на перспективу, как показывает опыт экспериментальных хозяйств, должно являться проведение землеустройства сельскохозяйственных предприятий на агроландшафтной основе с комплексом работ по выбору землепользователями перспективных форм хозяйствования, сосредоточению земельных ресурсов в наиболее эффективно хозяйствующих субъектах, повышению ответственности землепользователей, собственников, землевладельцев, арендаторов за использование земель, которые должны осуществляться с соблюдением экологических требований, направленных на оптимальное взаимодействие с окружающей средой, ее воспроизводством и охраной земли как базы природопользования.
В качестве средств информационной поддержки лиц, принимающих решение по управлению сельскохозяйственным производством необходимо создание и использование геоинформационной системы проектирования агроландшафтов (ГИС АЛП), которая представляет систему сбора, хранения, систематизации и обработки информации о территориальном распространении, пространственно-временном функционировании агро- экосистем и их компонентов. Анализ опыта использования ГИС- технологий для решения задач агроландшафтного проектирования показал, что существующие научные разработки не позволяют в полной мере выполнить комплексный анализ состояния территории, кроме того, назрела необходимость создание геоинформационной технологии проектирования агроландшафтов. Учитывая приведенные аспекты, тема диссертационного исследования является актуальной.
Цель диссертационного исследования заключается в разработке геоинформационного обеспечения агроландшафтного проектирования на уровне отдельного сельскохозяйственного предприятия. Исследования проводятся в условиях Алтайского края.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решаются следующие задачи:
Рассмотреть научные основы территориальной организации сельскохозяйственного производства на ландшафтной основе с использованием геоинформационных систем и технологий.
Обосновать концептуальную модель ГИС агроландшафтного проектирования на уровне отдельного сельскохозяйственного предприятия.
Разработать методику и общий алгоритм создания и использования системы электронных карт, в процессе агроландшафтного проектирования.
Разработать структуру базы геоданных для анализа и проектирования агроландшафтов.
Выполнить реализацию элементов ГИС агроландшафтного проектирования в условиях Алтайского края.
Дать оценку эффективности использования ГИС-технологий для агроландшафтного проектирования.
Разработана концепция ГИС и структура базы геоданных для аг- роландшафтного проектирования территориальной организации сельскохозяйственного производства на уровне отдельного предприятия и схема интеграции её компонентов в единое информационное пространство системы управления сельскохозяйственным предприятием.
Впервые осуществлена разработка геоинформационного обеспечения для проектирования агроландшафтов на уровне сельскохозяйственного предприятия с учетом ландшафтного подхода и экономических особенностей хозяйствования на территории Алтайского края.
На основе разработанного геоинформационного обеспечения аг- роландшафтного проектирования одного из сельскохозяйственных предприятий, обоснованы рекомендации по территориальной организации сельскохозяйственного производства.
Концепция ГИС агроландшафтного проектирования на уровне отдельного сельскохозяйственного предприятия.
Алгоритм разработки геоинформационного обеспечения для агроландшафтного проектирования.
Результаты разработки геоинформационного обеспечения для агроландшафтного проектирования на примере сельскохозяйственного предприятия ООО «Возрождение» Ребрихинского района.
Объект исследования - геоинформационное обеспечение процессов организации производства продукции растениеводства на основе агроландшафтного подхода.
Предмет исследования - геоинформационные технологии, инструментальные средства, математические модели, обеспечивающие поддержку принятия решений при проектировании агроландшафтов на уровне отдельного сельскохозяйственного предприятия.
Теоретические и методологические основы исследования. Теоретическим материалом диссертационного исследования послужили труды отечественных и зарубежных ученых, освещающих опыт разработки ГИС- технологий и их приложений в сфере сельскохозяйственного производства и планирования, технологии информационных и геоинформационных систем. В ходе решения поставленных задач использовались методы и подходы системного анализа, математической статистики, проектирования геоинформационных технологий и баз данных.
Для выполнения работы используются основные положения теории картографии, обработки пространственной информации в геоинформационных системах. Исследования базируются на системе общих принципов и подходов, общенаучного, системного и экологического, а также ландшафтного, как части географического подходов. Информационной базой исследования являются материалы АлтайИМЗ, АлтайНИИгипрозема, ФГУЦ агрохимической службы «Алтайский», ООО «Возрождение».
Научная новизна:
На защиту выносятся следующие положения:
Обоснованность и достоверность научных положений и выводов, содержащихся в диссертационном исследовании, обеспечивается использованием теории, современных методов и средств проектирования сложных информационных систем, подтверждением на практике выводов, полученных в результате использования предложенных технологий.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные с помощью ГИС-технологий материалы и рекомендации могут быть использованы при организации агроландшафтов. Составленные крупномасштабные электронные карты могут быть внедрены для разработки мероприятий по рациональному использованию земельных угодий ООО «Возрождение» Ребрихинского района.
Результаты работы переданы для использования в районное управление сельского хозяйства Ребрихинского района и ООО «Институт кадастра», ООО «Институт информатики и экономики», ООО «Возрождение» для разработки типовой ГИС поддержки решений при агроландшафтном проектировании.
Апробация основных выводов и предложений. Основные результаты работы представлены автором на следующих научных конференциях: Конференция молодых ученых АлтГУ (Барнаул, 2004). Восьмая региональная конференция по математике «МАК-2005» (Барнаул, 2005). Всероссийская научно- практическая конференция «Информационно-статистическое обеспечение региональных систем управления» (Новосибирск, 2006). Международная научно- практическая конференция «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Барнаул, 2006). Международная научно-практическая конференция «Идеи В.В. Докучаева и современные проблемы развития природы и общества» (Смоленск, 2006).
Публикации. По теме диссертационного исследования автором опубликовано 8 научных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка (125 наименований), и приложения. Общий объем диссертации 142 страницы машинописного текста.
Во введение обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи диссертационного исследования, объект и предмет, научная новизна и положения, выносимые на защиту, теоретическая и практическая значимость, апробация результатов исследования, кратко рассмотрено содержание работы.
В первой главе «Теоретические основы агроландшафтного проектирования с применением геоинформационных технологий» рассматриваются основные положения ландшафтно-экологического подхода к территориальной организации сельскохозяйственного производства, а также задачи и порядок агроландшафтного проектирования.
Во второй главе «Технология создания прикладных ГИС агроландшафтного проектирования» рассматриваются алгоритм агроландшафтного проектирования, а также технологии разработки картографического и программного обеспечения на базе ГИС. Затрагиваются вопросы создания геоинформационного обеспечения, для поддержки решений в процессе проведения землеустройства на агроландшафтной основе.
В третьей главе «Результаты разработки и внедрения элементов системы ГИС агроландшафтного проектирования на уровне отдельного сельскохозяйственного предприятия» приводятся результаты разработки и применения ГИС-технологий для агроландшафтного проектирования на примере сельскохозяйственного предприятия ООО «Возрождение» Ребрихинского района, дана агроландшафтная характеристика исследуемой территории, а так же результаты исследований, полученные с помощью геоинформационного обеспечения.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю - доктору технических наук, профессору Н.М. Оскорбину, а также соруково- дителям, кандидату географических наук, доценту Л.Г. Казанцевой, кандидату технических наук, доценту Е.В. Понькиной за постановку научной проблемы и помощь в подготовке диссертационной работы.
Ландшафтное земледелие : результаты исследований последних лет
Интенсификация и химизация сельскохозяйственного производства нарушили равновесие между почвой, растением и окружающей средой, а сла- борегулируемый поверхностный сток и эрозионные процессы подвергли природные ландшафты антропогенной модификации. Защита почв от эрозии и создание высокопродуктивных агроэкосистем является одной из важных фундаментальных проблем и практических задач отечественного земледелия. Разрабатываемые в Российской Федерации зональные системы земледелия имели ряд существенных недостатков. Применяемые почвозащитные мероприятия базировались в значительном количестве хозяйств на прямолинейно- прямоугольной организации территории склоновых земель, объемы внедрения их были недостаточны и не охватывали всю водосборную площадь, нарушался комплексный принцип защиты, слабо учитывался природно- ресурсный потенциал и вещественно-энергетические потоки в существующих агроландшафтах. Целью совершенствования систем земледелия на ландшафтной основе является конструирование высокопродуктивных экологически устойчивых агроландшафтов и создание условий для рационального природопользования и эстетической привлекательности.
В начале девяностых научные учреждения Отделения земледелия РАСХН основное внимание сосредоточили на выполнении крупной научно- технической программы «Разработать научные основы формирования агроландшафтов и создать качественно новые зональные системы земледелия для основных природно-сельскохозяйственных зон России». Цель этой программы — научное обеспечение стабильного высокопроизводительного, ресурсо- энергосберегающего, экологически безопасного ведения земледелия в России. Ее актуальность определяется острой необходимостью перестройки отечественного земледелия в связи с его недостаточной продуктивностью, высокой затратностью, экологической разбалансированностью, переходом на рыночные отношения и многоукладность хозяйствования.
За 3 года институтами Отделения выполнено 207 теоретических и прикладных разработок, издано 286 монографий, сборников и методических руководств, получено 146 решений на изобретения и патенты.
Проведенные исследования позволяют сформулировать ряд важных обобщающих научных положений, определяющих возможности и перспективы ландшафтного земледелия в стране.
Масштабы обмена вещества и энергии в агроландшафтах, их экологическая и биологическая продуктивность и, соответственно, возможности и эффективность ландшафтного земледелия зависят от поступающей в агро- ландшафт солнечной энергии, воды и вовлекаемых в биологический круговорот элементов - биофилов.
Генеральным направлением развития ландшафтного земледелия является нормативная интенсификация продукционных процессов культурных растений при одновременных научно обоснованных мелиорациях как самих растений (генетическое и технологическое совершенствование растений и фитоценозов), так и мелиорация почв и климата ландшафтов. При этом принципиальное значение приобретает территориальная и временная устойчивость агроландшафтов, доля в них пашни и других угодий, строго дифференцированное технологическое использование ландшафтных компонентов.
Эффективность интенсификации ландшафтного земледелия контролируется как экономической рентабельностью применения факторов интенсификации, так и состоянием долговременного экологического «здоровья» агроландшафтов.
Ландшафтные системы земледелия требуют значительного уточнения существующей специализации отрасли. Важное значение приобретает специализация земледелия не только на макро-, но и на мезо - и микроуровнях, что позволяет более полно использовать лимитирующие производство природные факторы и увеличивать экологическую устойчивость многокомпонентного агроландшафта.
Управление плодородием почв в ландшафтных системах земледелия имеет двоякое значение: с одной стороны, почва — «зеркало ландшафта», важнейший компонент его продуктивности, стабильности и экологической емкости; с другой — плодородие почв — интегральный показатель высокоэффективного, стабильного земледелия. Поэтому технологическому управлению плодородием почв на основе научно-обоснованных моделей необходимо придать приоритетное значение.
С переходом на ландшафтное земледелие нельзя согласиться с существующим мнением о необходимости значительного ослабления «индустриальное» отрасли из-за сильного отрицательного влияния механизации на хрупкие биологические процессы и связи в агроландшафте. Хотя последнее имеет определенное значение и необходимо использовать все возможности для усиления ландшафтофильности механизированных технологий, тем не менее, ландшафтное земледелие не может быть не индустриальным и поэтому необходим научно обоснованный технологический компромисс.
Научно обоснованная оптимизация агроландшафтов и основанное на этом высокоэффективное земледелие требуют коренного изменения, существующего ныне землеустройства. Землеустройство не может быть уравнительным, оно, безусловно, должно быть дифференцированным, комплексным, высокотехнологичным, системно-адаптивным. Одновременно землеустроительная служба должна обеспечивать оперативное выполнение огромного количества вариантнорасчетных операций по наиболее эффективной организации агроландшафтов и ведению ландшафтного земледелия на основе компьютеризации.
Теоретические основы применения ГИС-технологий в агроландшафтном проектирование
На основе материалов, полученных в результате проведения подготовительных работ, необходимо провести детальную ландшафтную съемку проектируемой территории в масштабе от 1:1000 до 1:25000 в зависимости от ландшафтной структуры территории. В процессе картирования проектируемой территории на топооснову наносят все компоненты и элементы агроланд- шафта: лесополосы, дороги, земельные угодья, поля с различными севооборотами, почвы, элементы рельефа, участки с естественной растительностью, участки, отличающиеся по микроклиматическим условиям, возникшим в результате совместного действия различных факторов, границы агрофаций. Границы компонентов и элементов агроландшафта выносят на имеющуюся топооснову, по мере необходимости выполняют дополнительную топосъемку. В случае отсутствия топоосно- вы, полностью проводят топосъемку проектируемой территории. Характер рельефа, климата, растительного покрова, хозяйственной деятельности, так или иначе, отражены в строении почвенного профиля и морфологических признаках почвенных горизонтов, диагностическая значимость, эффективность и надежность которых может различаться в каждом конкретном случае. Поэтому крайне важно выделить набор наиболее значимых признаков, являющихся отражением в исследуемых геосистемах ведущих почвенно-геохимических процессов. Таким образом, изучая морфологические свойства почв и их изменение в пространстве в зависимости от изменения факторов почвообразования можно получить представление о ландшафтной структуре территории. В процессе ландшафтной съемки проектируемой территории необходимо, чтобы каждая точка была точно зафиксирована на карте, в полевом дневнике проведено описание геоморфологических условий, растительного покрова, почвенного профиля, взяты образцы почв, растений, грунтовых вод для дальнейших лабораторных исследований. 3.Лабораторные исследования.
Ландшафтные исследования сопровождаются лабораторными исследованиями химических свойств компонентов ландшафта для выявления ведущих и подчиненных ландшафтно- геохимических процессов. Взятые почвенные образцы заносятся в ведомость для назначения лабораторных анализов по генетическим горизонтам. Каждому агроландшафтному району соответствует определенный набор видов химических анализов почв. При необходимости назначаются специальные виды анализов по определению содержания микроэлементов, тяжелых металлов в почвах, возможно также определение химического состава грунтовых вод, растений, удобрений, вносимых мелиорантов и т.д. 4. Подготовка проектного плана агроландшафтной структуры территории. По результатам подготовительных, работ, ландшафтной съемки и лабораторных исследований составляется проектный план агроландшафтной структуры территории существующей на момент выполнения работ. Имеющиеся космические снимки и ГИС-технологии значительно расширяют возможности внедрения аг- роландшафтного проектирования в сельскохозяйственное производство. 5. Подготовка проекта изменения существующей агроландшафтной структуры территории. По результатам всех имеющихся материалов с учетом природных условий и экономических условий хозяйства составляется проект изменения существующей агроландшафтной структуры территории с соответствующими пояснениями. Использование ГИС представляет возможность составления нескольких вариантов изменения агроландшафтной структуры территории и выбора наиболее приемлемого варианта в конкретной ситуации. 6. Оформление землеустроительного дела по агроландшафтному проектированию территории. Полученные материалы по агроландшафтному проектированию подготавливаются в виде землеустроительного дела, которое включает: титульный лист, оглавление, природные условия территории, социально-экономические условия хозяйства, проектный план существующей агроландшафтной структуры территории, проект изменения агроландшафтной структуры территории, пояснительная записка, материалы полевых и лабораторных почвенных исследований, рекомендации. 7. Осуществление перепланировки агроландшафтной структуры территории. До сих пор формирование территориальной организации сельскохозяйственного производства осуществлялось без учета природной ландшафтной дифференциации, поэтому реальная перепланировка агроланд- шафтной структуры конкретной территории потребует больших вложений. Кроме того, результат следует ожидать не мгновенно, а в течение более или менее продолжительного периода, особенно при проведении агролесомелиоративных работ. Поэтому следует разработать план мероприятий и определить их очередность в соответствии с природными особенностями ландшафтов и экономическими возможностями хозяйства. К настоящему времени накоплен достаточно большой научный и производственный потенциал. На наш взгляд реальное осуществление агро- ландшафтного проектирования возможно только при учете взаимной вложенности агропроизводственных систем всех уровней и организации единой системы их управления. Требование к агроландшафтному проекту. Проектные решения, которые использованы при агроландшафтном проектировании, должны быть согласованы по следующим направлениям: - С агроландшафтной структурой территории. - С возможностями хозяйства выполнить работу по реализации проекта с учетом технических, кадровых и финансовых возможностей. - Проектные решения должны обеспечивать хозяйству достаточный уровень рентабельности производства сельскохозяйственной продукции Согласованность с агроландшафтной структурой предполагает однородность по уровню плодородия почв, по выделенным полям, в том числе: по свойствам почв; экспозиции склонов, микро- и мезо-климатическим характеристикам. Кроме того, при согласовании необходимо учитывать способы и характер использования земель в сельскохозяйственном производстве.
Технология разработки геоинформационного обеспечения агроландшафтного проектирования
Специфика сельскохозяйственного производства и сфер, связанных с ним, показывает потребность в разработке технологии создания прикладных ГИС, направленных на решение задач агроландшафтного проектирования, поддержки принятия управленческих решений. В литературе (Демерс, 1999; Зей- лер, 2001; Китов, 2002; Максудова, 2001; Поляков, 2003; Цветков, 1998, ,2000, 2001а, 20016; Цхай, 1997, и др.) предложены общие подходы к созданию проектов ГИС, которые не в полной мере учитывают особенности их разработки как подкласса информационных систем (ИС). В работах (Годин, 2001; Иванова, 2002) предлагается общая схема создания ИС, однако проектирование прикладных ГИС должно учитывать специфику предметной области, методы обработки пространственной информации, ее назначение и в то же время опираться на методологическую базу разработки ИС, в частности автоматизированных систем управления (АСУ).
Так, С.Ф. Трофимова (Трофимова, 2000, с. 11) отмечает: «...этап популяризации ГИС-технологий уже позади, актуальными являются вопросы разработки и проектирования ГИС. Эта область содержит еще много не исследованных вопросов...». В.Я. Цветков (Цветков, 2001а), Ю.А. Поляков (Поляков, 2003) и В.Т. Жуков, Б.А. Новаковский, H.A. Чумаченко (Жуков, 1999) обращают внимание на необходимость использования в процессе проектирования системного анализа ИС и предлагают этапы его проведения. В связи с этим рассмотрим общую схему создания ГИС и детализируем ее в контексте разработки прикладных ГИС в сфере сельскохозяйственного производства.
ГИС представляет собой сложную ИС. Сложность ГИС заключается, прежде всего, в ее структурной организации, многообразии взаимосвязей между подсистемами ГИС, разнородности используемой информации и потребности в ее интеграции. Так, программные компоненты подсистем картографирования, СУБД и моделирования могут быть объединены в одну программную оболочку, иметь единый интерфейс, общие типовые процедуры обработки информации, или возможна гибридная реализация ГИС, в которой подсистемы СУБД, моделирования и картографирования могут располагаться в разных программных оболочках, использоваться как отдельные приложения, иметь разный интерфейс. Гибридная реализация удобна в том случае, если ГИС расчленена по функциональному признаку: картографирование территории и оформление тематических карт; ввод атрибутивной информации для объектов, моделирование состояния объекта, а ее подсистемы необходимы разным группам пользователей.
Все это определяет потребность уточнения технологии создания ГИС, которая будет рассматриваться нами как базовая при разработке ГИС в сфере сельскохозяйственного производства. В качестве методического инструментария анализа и проектирования ГИС целесообразно опираться на системный подход и современные методы проектирования ИС.
Теоретические основы системного подхода и его применения в процессе разработки ГИС рассмотрены в работах (Геоинформационная...., 2002; Де- мерс, 2001; Клир, 1983; Максудова, 2001; Поляков, 2003; Тикунов, 1999; Трофимова, 2003 и д.р.). Системный подход позволяет избежать недостатка научной дифференциации, разрывающей единый объект на отдельные части (Жуков, 1999). Само понятие «система» уже указывает на связь изучаемых фактов в процессе системного познания, необходимость их интеграции. Сформулируем с позиций системного подхода основные этапы разработки информационных систем, которые приведены в таблице 2.2.1.
Предложенная схема разработки ИС является обобщенной и полностью применимой к разработке ГИС, в частности прикладных ГИС. В зависимости от объекта автоматизации, его свойств, решаемых задач и целей использования ГИС происходит уточнение перечня задач, решаемых на каждом этапе.
Процесс разработки ИС цикличен. Таким образом, пройдя один раз все этапы работ, при выявлении новой, не решенной в предыдущей версии проблемы, разработчики возвращаются на первый этап - выявление проблемной ситуации и ее анализа. В практике разработки ГИС широко используется прием разработки пилотных проектов, которые представляют собой уменьшенную версию основного проекта ГИС. Для его разработки выбирается небольшой участок местности, для которого выполняются все этапы работ по созданию ГИС, в том числе картографическое обеспечение, осуществляется наполнение базы данных, тестирование, разработка интерфейса. Внедрение такой технологии в практику ГИС обусловлено высокой стоимостью данных, используемых в ГИС. Таким образом, разработанный пилотный проект является полнофункциональной демонстрацией возможностей разрабатываемой ГИС. Если пилотный проект по своим свойствам полностью устраивает заказчика, то он наполняется данными на весь объект автоматизации и внедряется.
Цикличность разработки ИС более полно отражается в представлении ее жизненного цикла, в рамках которого рассматривается ее разработка, внедрение и модернизация. Модернизация ИС является развитием (продолжением) существующей ИС и может характеризоваться понятием эволюции. Жизненный цикл ИС длится от момента идеи ее создания до прекращения эксплуатации. Жизненный цикл заканчивается, как правило, в результате не физического износа системы, а ее морального устаревания - неспособности удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней (скорость обработки информации, новое программное обеспечение, появление новой, более полной по функциональным возможностям ИС, существенно отличающейся от нее, когда возможность модификации существующей ИС экономически не выгодна или невозможна).
Разработка геоинформационного обеспечения для ГИС АЛП ООО «Возрождение»
Информация о качественном состоянии земель используется при принятии решений как на уровне отдельного сельхозпредприятия для оценки потребностей в удобрениях и организации системы земледелия, так и на уровне административного района или региона в целом для анализа степени деградации земель, разработки мероприятий, обеспечивающих воспроизводство почвенного плодородия, прогнозирования урожайности. В целом, круг задач, решаемых на базе данной информации, обширен. В большинстве организаций, занимающихся сбором и обработкой информации о качественном состоянии сельскохозяйственных земель, практически весь спектр работ проводится на бумажной основе. В современных условиях необходимо переходить от «бумажной» технологии ведения информационной базы к электронной. Поскольку информация, используемая для анализа качества земельных ресурсов, имеет пространственно распределенный характер при разработке технологий хранения, обработки, ввода и вывода информации необходимо опираться на геоинформационные технологии. Существующие решения в данной сфере в основном представляют программные оболочки для ввода и обработки информации, получения электронных тематический карт и не позволяют в полной мере использовать возможности картографического анализа качества почвенного покрова (Лямкин, 2003).
В данном направлении актуальным является разработка инструментария, обеспечивающего не только ввод информации, но и расчет всевозможных вспомогательных показателей, характеризующих динамику изменения почвенного покрова по рабочим участкам, отдельным полям, землепользователям и району в целом, отображение изменений в картографическом виде, построение рейтинговых оценок, отражающих уровень воспроизводства почвенного плодородия. Для сельскохозяйственного предприятия ООО «Возрождение» нами разработан специализированный программный модуль, расширяющий стандартные возможности программного пакета Arc View GIS, обладающий следующими функциями: - ведение системы справочников (бонитировочные и ранговые шкалы, справочник землепользователей, почвенных разностей и пр.); - картографирования обследуемых земельных участков с использованием принципа выделения элементарных участков (используются функции объединения, рассечения, копирования с учетом пересчета данных атрибутивных таблиц); - ведение базы агрохимических данных по элементарным участкам с дальнейшим пересчетом значений необходимых показателей как средневзвешенных для более крупной области, вычисление показателей отражающих динамику состояния почв по разным критериям; - автоматизированного оформления тематических с электронных карт как по отображаемым на дисплее участкам, так и по выборке с заданным условием (землепользователь, тип землепользования, севооборот и пр.); - оформление отчетов по участку обследования и в целом по землепользователю или району (агрохимический паспорт полей, отчет о состоянии земель по землепользователю и району в целом). Разработанный ГИС-модуль может с успехом использоваться и на уровне отдельного сельхозпредприятия или административного района в целом, при этом учитывается условие динамичности границ землепользования. Разработанная ГИС-технология легко интегрируется в систему административного контроля состояния земель сельскохозяйственного назначения, исполнения рекомендаций системы земледелия.
