Содержание к диссертации
Введение
1 Геоинформационные системы и технологии в кадастре и мониторинге земель: состояние вопроса 11
1.1 Геоинформационные системы в кадастре и мониторинге земель 11
1.2 Информационное обеспечение управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения 29
1.3 Совершенствование информационного обеспечения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения... 40
1.4 Выводы 43
2 Теоретические основы создания автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения 45
2.1 Концептуальная модель и структура автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения 45
2.2 Основные требования к техническому и программному обеспечению автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения 54
2.3 Разработка информационной модели и системы показателей автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения 58
2.4 Выводы 76
3 Разработка базы геопространственных данных мониторинга земель сельскохозяйственного назначения 78
3.1 Принципы и структура организации базы данных 78
3.2 Взаимодействие основных модулей системы 94
3.3 Построение классификатора базы данных 96
3.4 Интеграция автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и формирование единого геоинформационного пространства региона 103
3.5 Выводы 109
Заключение 110
Список использованных источников 112
- Информационное обеспечение управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения
- Основные требования к техническому и программному обеспечению автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения
- Разработка информационной модели и системы показателей автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения
- Интеграция автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и формирование единого геоинформационного пространства региона
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Насущная потребность в оперативных данных, необходимых для принятия оптимальных управленческих решений в сфере земельных отношений, и постоянно растущий объем информации о состоянии и использовании земель обусловливают актуальность информационного обеспечения деятельности регулирования земельных отношений и, в том числе, осуществление государственного мониторинга земель.
Объективная необходимость мониторинга земель сельскохозяйственного назначения обусловлена следующими основными факторами:
- возрастающей антропогенной нагрузкой на земельные ресурсы;
- интенсивным природопользованием и необходимостью предъявления
повышенных требований к системе наблюдений и контроля за состоянием при
родных и, в том числе, земельных ресурсов;
- необходимостью выделения и рекультивации антропогенных изменений
в состоянии земель на фоне естественных.
Именно поэтому, на уровне Правительства Российской Федерации, начиная с 1993 г., был принят ряд принципиально важных документов.
Постановлением Совета Министров - Правительства РФ от 5 февраля 1993 г. № 100 «О Государственной программе мониторинга земель Российской Федерации на 1993-1995 годы» предусматривалось создание автоматизированной информационной системы государственного мониторинга земель (АИС МЗ), позволяющей обоснованно судить о степени воздействия негативных процессов и явлений, вскрывать закономерности их развития, проводить диагностику и оценку, разрабатывать меры по предупреждению и устранению последствий, на более высоком качественном уровне осуществлять контроль за состоянием земель, их использованием и охраной. Планировалось осуществить переход на новые технологии обследования земель с использованием спутниковых геодезических систем, методов дистанционного зондирования, наземных экспресс-методов и геоинформационных систем.
Приказом Росземкадастра от 20.12.2002 № П/374 «О программе действий Росземкадастра по реализации Постановления Правительства Российской Федерации от 28 ноября 2002 г. № 846 "Об утверждении Положения об осуществлении государственного мониторинга земель"» поставлена задача по разработке концепции автоматизированной информационной системы мониторинга земель.
При этом под «землей» понимается важнейшая часть окружающей природной среды, характеризующаяся пространством, рельефом, почвенным покровом, недрами, водами, растительностью и являющаяся главным средством производства в сельском хозяйстве. Таким образом, земля представляет собой поликомпонентную экологическую систему, включающую в себя изучаемый земельный участок и весь комплекс факторов окружающей природной среды и естественных условий сельскохозяйственного производства, определяющих фактическое состояние земель, изменения которого и являются конечной целью мониторинга земель.
Очевидно, что решение задач, стоящих перед мониторингом земель, возможно лишь в результате анализа целой совокупности наблюдений, отражаю-
щих изменения в состоянии всех компонентов, представляющих землю как сложный территориальный природно-хозяйственный комплекс, влияющий на формирование и качество земель. Кроме того, должны быть отражены изменения, произошедшие в правовом и экономическом состоянии земель.
Результаты ведения подобного мониторинга должны содержать сведения о состоянии земельных ресурсов, необходимые и достаточные для принятия управленческих решений в сфере земельных отношений на уровне муниципальных районов и субъектов РФ.
Эффективным инструментом решения задач многофакторного мониторинга земель является геоинформационная система (ГИС), представляющая собой аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку, отображение и предоставление информации и функционирующий на единой пространственно-координированной основе. Такая ГИС, обеспечивающая получение системы знаний о территории в виде цифровых данных, объединенных в набор слоев, образующих информационную модель, способна стать основой для создания автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. С созданием базы геопространственных данных и такой системы связано основное содержание данной работы.
Значительный вклад в разработку теоретических и методологических основ создания подобных систем и их использования в целях кадастра и мониторинга земель внесли работы отечественных ученых: Берлянта A.M., Варламова А.А., Гальченко С.А., Капралова Е.Г., Кошкарева А.В., Тикунова B.C., Цветкова В.Я. Тем не менее, они до сих пор не нашли своей практической реализации и, в частности, в форме автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения (АИС МЗ).
Цель работы - разработка базы геопространственных данных информационного обеспечения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
выполнить аналитический обзор современного состояния ГИС и их использования в кадастре и мониторинге земель сельскохозяйственного назначения;
разработать концептуальную модель и структуру автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения;
сформулировать основные требования к программному и техническому обеспечению автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения;
разработать структуру и содержание информационной модели (системы знаний о территории в виде цифровых данных, объединенных в набор слоев), реализуемой в автоматизированной информационной системе мониторинга земель сельскохозяйственного назначения;
разработать базу геопространственных данных информационного обеспечения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Объектом исследования является модель автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Предметом исследования являются процессы, связанные с созданием и функционированием АИС МЗ с использованием геопространственных данных и геоинформационных технологий.
Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследований. Для решения поставленной задачи в работе использованы базовые понятия теории геоинформатики и мониторинга земель, методы системного подхода, сравнительного анализа и современное аппаратно-программное обеспечение.
Практическая часть работы выполнена с использованием средств современной вычислительной техники, авторских алгоритмов и современного программного обеспечения.
Научная новизна результатов диссертационного исследования:
разработаны концептуальная модель и структура АИС МЗ, определяющие сущность АИС МЗ, ее основные подсистемы и их взаимосвязи с учетом особенностей источников входной информации, программного обеспечения и формы представления имеющейся информации в виде, удобном для пользователя;
разработаны структура и содержание информационной модели, реализуемой в автоматизированной информационной системе мониторинга земель сельскохозяйственного назначения с учетом их специфики;
создана и внедрена в производство база геопространственных данных мониторинга земель сельскохозяйственного назначения, позволяющая достоверно оценивать физическое, правовое и экономическое состояние земель и прочно связанного с ними недвижимого имущества.
Практическую значимость работы определяет созданная база геопространственных данных автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Научная значимость работы заключается в разработке концептуальной модели автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и принципов организации базы геопространственных данных автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту:
концептуальная модель и структура автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения;
структура и содержание информационной модели, реализуемой в автоматизированной информационной системе мониторинга земель сельскохозяйственного назначения;
база геопространственных данных автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
Достоверность и обоснованность результатов научных исследований подтверждена корректным применением таких методов научного исследования, как системный анализ, современные методы мониторинга земель, надежностью и достаточностью информационной базы, разработкой и внедрением производственных проектов, апробацией предложенных методических подходов при решении конкретных управленческих задач.
Основные положения работы используются в учебном процессе при изучении дисциплин, связанных с автоматизированным ведением мониторинга земель и кадастра недвижимости.
Диссертация соответствует паспорту научной специальности 25.00.26 -«Землеустройство, кадастр и мониторинг земель», разработанному экспертным советом ВАК Минобрнауки РФ, по соответствующим позициям:
№ 25 - «Обоснование системы контролируемых показателей слежения за состоянием земель»;
№ 29 - «Разработка земельно-информационной системы (ЗИС) как основной части геоинформационной системы (ГИС) на основе современных информационных и геоинформационных технологий».
Реализация результатов работы. Разработанная база геопространственных данных автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения апробирована и внедрена в Управлении Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр) по Новосибирской области. Полученные результаты используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия» при изучении дисциплин «Основы земельного кадастра и мониторинга земель», «Географические информационные и земельные информационные системы», а также в курсовом и дипломном проектировании при подготовке специалистов по направлению 120700 «Землеустройство и кадастры».
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований представлены и опубликованы в материалах Международных научных конгрессов «ГЕО-Сибирь» с 2008 по 2011 гг. (г. Новосибирск), XII науч.-практической конференции «Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологий для оценки состояния окружающей среды, инвентаризации земель и объектов недвижимости», GEOINFOCAD - EUROPE 2008, 29 мая - 5 июня 2008 г. (Италия - Россия, Новосибирск, 2008 г.).
Публикации по теме диссертации. Основное содержание работы отражено в 15 опубликованных статьях, в том числе 2 статьи - в рецензируемых журналах, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения и списка использованных источников. Основное содержание изложено на 140 страницах, содержит 1 таблицу, 7 рисунков и 10 приложений. Список использованных источников включает 142 наименования, 8 из них - на иностранных языках.
Информационное обеспечение управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения
Управление земельными ресурсами направленно на обеспечение рационального использования и охраны единого земельного фонда страны. В обеспечении рационального использования и охраны земельного фонда помимо государственного управления существенное значение имеет также внутрихозяйственное управление, которое можно рассматривать как неотъемлемый элемент государственной системы управления земельным фондом.
Являясь объектом управления, земельные ресурсы, в свою очередь, влияют на функции управления этими ресурсами, определяют состав и объем информации, необходимой для управления ими. Так, содержание многих функций управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения и организационной структуры управления изменяется в зависимости от таких свойств земли, как размер, протяженность, конфигурация землепользовании, поскольку земля в сельскохозяйственном производстве выступает в качестве пространственного базиса. Например, организационная структура управления сельскохозяйственным предприятием во многом определяется структурой земельных угодий, от которой зависит специализация хозяйства и объемы производства, а трансформация земель, их отчуждение или освоение новых площадей, разбросанность землепользования, изрезанность территории оврагами, балками и т.д. влияет на количество структурных подразделений.
Наряду с этим управление земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения невозможно без наличия достоверной информации о качественной характеристике каждого конкретного рабочего участка, его биологическом (естественном) и экономическом плодородии, поскольку игнорирование или неправильная оценка их потенциальных возможностей может свести на нет результаты планирования, которое является одной из основных функций управления. Процессы управления, по своей внутренней сущности, являются информационными процессами, то есть единые для всех систем свойства управления основаны на наиболее общих законах получения, хранения, преобразования и передачи информации. Таким образом, управление представляет собой процесс, в ходе которого управляющая система получает информацию об объекте управления и состоянии внешней среды, накапливает эту информацию и перерабатывает ее в управляющие воздействия, которые передаются объекту управления [10,124].
Эффективность управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения в определяющей степени зависит от качества его информационного обеспечения. Поэтому создание целостной, эффективной и гибкой системы управления невозможно без комплексной автоматизации сбора информации, ее регистрации, передачи, хранения, переработки и доведения выработанных решений до объектов управления. Для этого необходим комплекс технических и программных средств, позволяющий автоматизировать информационные процессы, возникающие при управлении как социально-экономическими системами в целом, так и их отдельными ресурсами. Системный подход к управлению предполагает использование такого комплекса в рамках автоматизированных информационных систем, в основе которых лежат геоинформационные системы [47].
Геоинформационная система - понятие в управлении земельными ресурсами новое. Управление земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения с применением ГИС как новации обещает серьезные перемены в землепользовании. Прежде всего, данная система поможет наведению порядка на полях - с ее помощью возможно выяснить как используются те или иные земли, а также будет способствовать налаживанию эффективного управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения.
Информационным базисом процесса управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения служит кадастровая информация, которая и является ядром информационного фонда системы, обеспечивающей реализацию функций управления данным ресурсом.
Объективная информация о земельных ресурсах сельскохозяйственного назначения, их количественных, качественных и правовых характеристиках необходима региональным органам управления. В полноте и достоверности этой информации заинтересованы и субъекты этих отношений - коллективные и индивидуальные землепользователи, арендаторы и владельцы земельных участков [102, ПО-112].
При недостаточном информационном обеспечении управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения возможны неконтролируемые процессы перераспределения земель сельскохозяйственного назначения, находящиеся вне государственного управления земельными ресурсами, которые могут привести к различного рода негативным последствиям: - росту темпов нерегулируемого государством оборота земельных участков сельскохозяйственного назначения и их отчуждению из аграрной сферы; - сложностям разграничения государственной собственности на землю в сельской местности, формированию собственности на земельные участки сельскохозяйственного назначения, их постановки на государственный кадастровый учет, регистрации и межевании; - неконтролируемому изъятию продуктивных, ценных и особо ценных сельскохозяйственных земель и лесных угодий и их перевод в другие категории земельного фонда; - увеличению доли неиспользуемых сельскохозяйственными организациями И гражданами земельных участков вследствие банкротства хозяйств, экономически невыгодных условий для развития сельскохозяйственного производства, недостатка инвестиций и отсутствия земельной ипотеки; - исключению земельных участков из состава земель сельскохозяйственного назначения при их отводах для нужд промышленности, транспорта, энергетики, лесного хозяйства, осуществления природоохранных мероприятий, а также для выполнения мер по реализации приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье - гражданам»; - увеличению площадей фонда перераспределения земель, находящегося в составе категории земель сельскохозяйственного назначения. Кроме того, в настоящее время активно идут процессы сокращения сельскохозяйственных угодий в результате их бесхозяйственного использования, зарастания кустарником, мелколесьем, заболачивания и развития других негативных процессов. Это подтверждается данными инвентаризации и проверками использования земель. Однако эти работы проводятся в незначительных объемах и не повсеместно. Фактически, реальное выбытие продуктивных земель из сельскохозяйственного оборота еще более масштабно [15,38,130].
Основные требования к техническому и программному обеспечению автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения
Одной из основных проблем на этапе проектирования является обоснование выбора системы управления базами данных (СУБД), определения структуры БД (что хранится и управляется СУБД, а что в стандартных текстовых таблицах), а также формирования правил манипулирования данными. Поскольку в квалификацию специалистов, принимающих решения по управлению территориями, не входит владение геоинформационными технологиями, то АИС МЗ должна обладать функциональными средствами поддержки принятия решений.
Задача формирования требований к АИС МЗ является одной из наиболее ответственных, трудно формализуемых, наиболее дорогостоящих и тяжелых для исправления в случае ошибки [42]. Создание и использование АИС МЗ должны удовлетворять следующим основным требованиям [49]: а) структура ЛИС, ее функциональное назначение должны соответствовать целям, стоящим перед управлением земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения; б) ЛИС должна контролироваться людьми, ими пониматься и использоваться в соответствии с основными социальными принципами; в) АИС должна обеспечивать достоверной, надежной, своевременной и систематизированной информацией. При этом составляющими достоверности информации являются: - релевантность информации. Основное назначение информационных сообщений, выдаваемых АИС для анализа сведений заинтересованным лицам снятие неопределенности. Это должно, в свою очередь, предопределять их поведение при принятии управленческих решений. Очевидно, что содержание информации должно соответствовать потребностям решаемой проблемы; - толерантность. Под толерантностью понимается допустимое качество, пределы, в рамках которых это качество укладывается с заданной вероятностью. Пользователь должен получать информацию в виде, доступном для восприятия без дополнительной интерпретации и в то же время достаточно надежном для принятия решений; - репрезентативность (относительность соответствия). Любое явление, факт или сущность должны соответствовать своим оценкам, как с точки зрения средств измерения, так и с точки зрения точности и времени оценки, интересов конкретного пользователя; г) АИС должна обеспечивать достаточность или функциональную полноту системы. Необходимым условием является наличие вычислительных ресурсов с заложенной избыточностью, определяемой перспективными требованиями АИС и дальнейшим развитием автоматизации в рамках решения стандартных задач управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения: - планирования, прогнозирования; - оперативного (управленческого) учета; - статистического учета; - анализа полученных данных. д) АИС должна обеспечивать актуальность. АИС постоянно развивается, как в силу влияния внешних факторов (например постоянных изменений в законодательстве), так и по причине изменения функций организации, поэтому необходимо наличие инструментальных средств адаптации и сопровождения системы; - изменение структуры и функций процессов; - изменение информационного пространства (изменение структуры, добавление/удаление баз данных, связей и тому подобное); - изменение интерфейсов ввода, просмотра и корректировки информации; - изменение организационного и функционального наполнения рабочего места пользователя; - изменение требований к вычислительным ресурсам. Важно также обеспечить обмен данными между АИС и другими программными продуктами, функционирующими в сфере управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения; е) АИС должна обеспечивать целостность системы. Так как управление земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения имеет сложную не только организационную структуру, но и территориальную структуру, необходима реализация АИС, позволяющая решать задачи удаленного доступа и работать в распределенных сетях. Для пользователей АИС большое значение имеет возможность консолидации информации: - на уровне организации - для объединения информации о разнородных объектах; - на уровне отдельных задач; - на уровне временных периодов — для выполнения анализа изменений тех или иных показателей за отчетный период; за период, превышающий отчетный; АИС должна обеспечивать надежность системы. АИС является сложной. системой, и надежность ее функционирования не может быть обеспечена без специальных средств анализа состояния системы в процессе эксплуатации: - анализ архитектуры баз данных; - анализ алгоритмов; - анализ статистики количества обработанной информации (количество записей, документов; объем дисковой памяти); - журнал выполненных операций; и) АИС должна обеспечивать надежную защиту информации. Для этого необходимы следующие меры: - парольная система разграничения доступа к данным и функциям; - многоуровневая система защиты данных, включая средства автоматизации вводимой и корректируемой информации; - регистрация времени ввода и модификации данных, протокол удалений; - программно-аппаратные средства криптографической защиты данных. Поскольку при разработке АИС МЗ основное условие ее создания применение геоинформационных технологий, необходимым является организация сбора комплексной информации и ее аккумуляция в специально разработанном наборе реляционных таблиц данных. Вся информация кроме табличного представления имеет пространственную привязку, которая осуществляется посредствам основного аппарата представления данных в ГИС— послойного отображения. Слои должны быть разработаны таким образом, чтобы в них отображалась основная картографическая и семантическая информация, необходимая для целей управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения [125,126].
Разработка информационной модели и системы показателей автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения
В соответствии с «Положением об осуществлении государственного мониторинга земель» [88, 114] в Российской Федерации разрабатывается единая система показателей государственного мониторинга земель (ЕСП ГМЗ). Она устанавливает минимально необходимый перечень объектов (земельных участков, земель отдельных категорий, видов угодий) и их характеристик (простой информационный уровень) для осуществления государственного мониторинга земель [8]. При этом под показателями государственного мониторинга земель понимают качественную или количественную характеристику состояния и использования земель [109].
Государственный мониторинг земель можно условно разделить на мониторинг использования земель и мониторинг состояния земель. Единая система показателей государственного мониторинга земель, разработанная в соответствии с Земельным кодексом Российской Федерации, Федеральными законами «О землеустройстве», «О государственном кадастре недвижимости», «О техническом регулировании» и Постановлениями Правительства Российской Федерации [113-117], предназначена для: - организации и проведения обследовании и наблюдений за состоянием и использованием земель; - проведения работ по анализу, прогнозированию и выработке рекомендаций по предупреждению и устранению последствий негативных процессов; - информационного обеспечения государственного кадастра недвижимости и государственного земельного контроля. Показатели отражают степень выраженности процесса или явления в соответствии с существующими градациями и нормативами. Система показателей мониторинга земель включает временную динамику процесса или явления по степени его проявления и (или) площади его распространения. Система показателей мониторинга земель определяется его структурой и содержанием. При этом в соответствии с классификацией мониторинга земель принято различать показатели состояния и показатели использования земель [71,132]. Состав системы показателей мониторинга земель определяется в соответствии со следующими основными критериями: - востребованность собираемых данных при решении задач кадастра недвижимости, гоеземконтроля, землеустройства и государственном мониторинге земель; - возможность объективного определения информации; - экономическая целесообразность сбора информации в соответствии с тем или иным показателем; - цель сбора информации; - исключение дублирование информации о состоянии земель в различных информационных системах. Каждый объект мониторинга может быть описан набором показателей, определяющих характер его систематического использования или степень пригодности к использованию для конкретных хозяйственных целей, а также присущих ему природных и антропогенных признаков. При этом, состав показателей должен быть сформирован таким образом, чтобы охарактеризовать следующие компоненты: - природные условия, влияющие на качество земель; - базовые наиболее устойчивые параметры почв, растительности, вод н т.п.; - вид, степень и скорость деградации земель. Основными компонентами мониторинга земель служат следующие блоки [14]: - природные условия; - почвенный покров; - поверхностные и грунтовые воды; - растительный покров; - состояние земной поверхности; - загрязнение окружающей природной среды; - земельно-кадастровые данные. Показатели природных условии (климата и погодных условий) в обязательном порядке должны быть определены, поскольку эти компоненты направляют формирование экосистем и характер проявления негативных процессов и явлений. В качестве основных характеристик климата рассматриваются такие показатели, как: сумма положительных среднесуточных температур воздуха выше десяти градусов по шкале Цельсия; среднесуточная температура воздуха января; среднесуточная температура воздуха в июле; коэффициент годового атмосферного увлажнения (соотношение осадков и испаряемости); сумма осадков за год; вероятность влажных и засушливых лет; ветровой режим (скорость и преобладающее направление ветра). Для оценки погодных условий берутся суточные показатели, характеризующие гидротермический режим: температура, влажность воздуха и почвы, увлажнение и ветровой режим. При характеристике исходного состояния почв определяегся их приуроченность к определенным формам рельефа: - мега-, макро- или мезо-формам; - типу кривизны поверхности. Для характеристики пород принимается мощность мелкоземистой толщи, включающей собственно почву с ее генетическими горизонтами до плотных каменистых и тяжелоглинистых пород, а также состав почвообразующих и подстилающих пород. Показателями неоднородности почв служат степень контрастности и процентное содержание компонентов почв в контуре. Контрастность влияет на урожайность земель, усложняет проведение сельскохозяйственных работ. По степени контрастности выделяют следующие градации: слабоконтрастные, сильно и очень контрастные. Общими показателями свойств почв, характеризующими их состотгое, являются: - механический состав; - плотность; - структурное состояние; - содержание гумуса; - мощность гумусированной толщи; - насыщенность основаниями; - гидролитическая кислотность; - фактор рН; - карбонатность. Группа этих параметров дает общую характеристику почв, в том числе определяет их классификационную принадлежность. Из указанных параметров стабилен только механический состав. Остальные характеристики могут колебаться как по сезонам, так и по годам.
В качестве наблюдаемых параметров при слежении за поверхностными и грунтовыми водами используются тип и степень их минерализации, глубина залегания грунтовых вод. На орошаемых землях особое внимание уделяется качеству грунтовых вод и источников водоснабжения [14].
Интеграция автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и формирование единого геоинформационного пространства региона
Как отмечалось ранее, основой хранения информации в автоматизированных информационных системах и, в первую очередь, в интегрированных, служат базы данных. Для выработки стратегии интеграции АИС МЗ в единое геоинформациониое пространство региона, задачи предоставления информации были разделены на группы по уровшо требуемых информационных ресурсов: а) задачи, решение которых требует наличие на территорию геопространственной информации; б) задачи, решение которых требует наличия на территорию геопространственной и описательной информации; в) задачи, для решения которых возможно использовать только семантическую информацию об элементах исследуемой территории; г) задачи, для решения которых необходимо использовать автоматизированную систему управления и анализа разнородных данных об объектах исследуемой территории; д) задачи, которые возможно решить без использования геопространственной и семантической информации об исследуемой территории. Современная автоматизированная интегрированная информационная система (ГИС, в частности) в обязательном порядке включает совокупность следующих подсистем: - подсистему сбора; - подсистему хранения данных (чаще всего это база данных или экспертная система); - подсистему обработки данных (моделирования); - подсистему представления информации; - телекоммуникационную подсистему. Наличие этих подсистем определяет различные аспекты интеграции данных и методов обработки. Это - интеграция исходных данных, интеграция технологий сбора, интеграция данных для хранения и моделирования, интеграция технологий обработки, интеграция технологий хранения, интеграция данных для представления и передачи, интеграция технологий представления информации.
Под интеграцией (в системе или систем) понимают восстановление и (или) повышение качественного уровня взаимосвязей между элементами системы, а также процесс создания из нескольких разнородных систем единой системы, с целью исключения (до технически необходимого минимума) функциональной и структурной избыточности и повышения общей эффективности функционирования [27,93].
В современных АИС, как правило, различают два дополняющих друг друга вида интегрирования: - интеграцию технологий; - интеграцию данных. Интеграция технологий означает разработку комплекса технологий на основе некой базовой технологии. Интеграция данных означает создание информационной основы с комплексным согласованием всех данных для их оптимального использования. Интеграция данных означает также, что для создания информационной основы выбирается определенный класс данных, а все остальные типы или классы данных преобразуются применительно к свойствам этого класса. Таким образом, интеграция данных требует предварительной классификации данных и разработки системы классификаторов [22]. АИС МЗ, интегрированная с ГИС, обладает рядом преимуществ, основными среди которых являются: - возможность решения территориальных и геоинформационных задач; - привязка объектов имущества к пространственным координатам; - наглядность представления картографической информации и разных видов отчетной и иной документации; - поддержка принятия решений на основе географической информации и пространственного анализа данных; - оптимизация процессов эксплуатации и управления имуществом по пространственно-территориальному признаку; - возможность проведения сложных типов анализа, обрабатывающих пространственные, правовые, экономические, организационные, социальные и другие типы взаимосвязанных данных; - изменение подходов для стратегического и локального планирования. Учитывая ранее рассмотренные аспекты внедрения информационных технологий [24] в управление земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения, в целом, не следует забывать, что обширной сферой применения компьютерных и телекоммуникационных систем является организационно-управленческая деятельность. Следует отметить очевидное отсутствие какой-либо системы в разработке, накоплении и практическом использовании разрозненных информационных ресурсов организационно-управленческого назначения в сфере управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения. Как правило, подобные средства никак не связаны между собой и дублируют одну и ту же информацию, что очень часто приводит к проблемам. Средства автоматизации информационной обработки требуют приіщипиально различных методических и технологических подходов, накладывают существенные требования на знания и умения специалистов, их профессионализм, что отрицательно сказывается на эффективности, как рабочего процесса, так и всей деятельности сферы, в целом [57,59,134]. Очевидно, что разработка каких-либо рекомендаций по объединению производственных, научно-исследовательских, организационно-управленческих и других компонентов среды невозможна без детального изучения особенностей информатизации сферы управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения. Анализ направлений информатизации организационно-упра&ченческой деятельности в сфере управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения показывает, что для компоновки организациошю-управленческой компоненты - автоматизированной информационной системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения целесообразно включение в ее состав определенного набора систематизированных информационных и телекоммуникационных ресурсов, в числе которых следует предусмотреть системный модуль, обеспечивающий взаимосвязь и настройку подключаемых подсистем, регистрацию пользователей всех категорий, связь с системными модулями других компонент АИС МЗ.
В основе АЙС МЗ должны лежать принципы формирования и обработки специализированных баз данных, позволяющих хранить, осуществлять быстрый доступ и поиск фактических данных, необходимых для решения задач организации и управления. К таким данным относится рассмотренная ранее информация, используемая в АИС МЗ (о природных условиях, о состояния почвенного покрова, о состоянии поверхностных и фунтовых вод и т.п.).
Наряду с информационными ресурсами, задействованными в информатизации сферы, в АИС МЗ должны войти и другие средства информационных и телекоммуникационных технологий, информатизирующие различные области управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения. В связи с этим немаловажную роль в формировании информационных ресурсов среды должна сыграть информация «управленческого характера», содержание которой должно включать несколько основных структурных составляющих [23].
