Концептуальні засади використання даних дистанційного зондування землі для створення ГІС управління територіями в умовах Рівненської області

Размещено на http://www.allbest.ru/

Концептуальні засади використання даних дистанційного зондування землі для створення ГІС управління територіями в умовах Рівненської області

Вступ

управління територія геоінформаційний господарювання

Управління територіями в Україні та в Рівненській області зокрема, з позицій сучасного землевпорядкування, ще не має достатнього наукового обгрунтування.

На нашу думку, в сучасних умовах землевпорядне проектування як одна із найважливіших функцій управління територіями ставить наступну мету: за допомогою землевпорядних проектів забезпечити реалізацію політики держави, щодо регулювання земельних відносин правовими, економічними, екологічними, містобудівними, технічними та організаційно-господарськими механізмами, формування системи суб'єктів господарювання, оптимізацію раціонального використання та охорони земель на локальному, регіональному та національному рівнях.

Сучасне землевпорядне проектування умовно можна поділити на такі складові:

- вивчення та складання проектів територіального планування суб'єктів господарювання та адмістративно-територіальних утворень, для яких земля є просторовим базисом розміщення,

- теоретичні та практичні дослідження використання та охорони земель, відтворення родючості грунтів, впорядкування їх територій, розміщення виробничих та не виробничих структур.

Важливими моментами реалізації землевпорядного проектування є застосування сучасних геоінформаційних технологій. Вони дозволяють отримати важливу вихідну основу - інтегровану модель території - яка є передумовою прийняття обгрунтованих управлінських рішень.

Основною задачею при створенні інтегрованих моделей територій є визначення елементного складу і структури системи за заданою множиною вхідних параметрів і вихідних впливів.

Проблематикою впровадження ГІС та створенням інтегрованих моделей територій займається галузева науково-дослідна лабораторія геоінформатики та геодинаміки Національного університету водного господарства та природокористування, зокрема, автори цієї роботи.

Методика досліджень

Суть вирішення даного питання полягає у створенні оптимального проекту використання земель та проекту розвитку територій на основі інтегрованих моделей. Геоінформаційну систему потрібно наповнити достовірною первинною інформацією. Для цього на місцевості проводять детальні розвідувальні і вишукувальні роботи, такі як: топографічне знімання території; геоботанічні, гідрологічні, геологічні та інші види вишукувань і обстежень. Від достовірності первинних даних залежить успіх усієї подальшої роботи. Важливу роль при наповненні ГІС відіграють дані дистанційного зондування Землі (ДЗЗ). Найбільш ефективною технологією створення інтегрованих моделей є поєднання ГІС та ДЗЗ.

Основою інтеграції цих систем на етапі обробки даних і аналізу результатів є можливість використання структури даних ГІС в поєднанні з розвиненими спеціалізованими методами оброблення даних в системах ДЗЗ. Наявний досвід підтверджує, що застосування космічних знімків високої роздільної здатності, як опорної підкладки при створенні цифрових моделей територій з їхньою прив'язкою до реальних координат, є найбільш ефективним з технічної та економічної точок зору.

У цьому випадку виникає можливість “накладки” наявних землевпорядних матеріалів та даних державного земельного кадастру на цифровий просторовий каркас, яким служить ортотрансформований космічний знімок. Досвід нашої роботи засвідчує, що на територіях Рівненської області, де переважає дрібноконтурність, заболочена та заліснена місцевість, інколи в поєднанні зі складним рельєфом, часто економічно недоцільно проводити суцільні наземні знімання для отримання цифрових моделей територій, оскільки необхідну точність цілком забезпечують космічні знімки високої роздільної здатності.

Після введення первинних даних до ГІС відбувається моделювання відповідних біологічних, фізичних, хімічних процесів та явищ. В майбутньому геоінформаційна система систематизує всю отриману інформацію і співставляє всі створені моделі. Таким чином відбувається оверлейний (міжшаровий) аналіз, в результаті якого визначаються масиви земної поверхні найбільш придатні для певного виду господарського використання та виявляються масиви, в яких виявлено ознаки еродованості і деградації грунтів. Також відбувається врахування правових факторів таких як, наявність обмежень чи обтяжень у використанні земельних ділянок тощо. Таким чином отримується інтегрована модель території. На основі отриманої узагальненої інформації прймаються відповідні обгрунтовані рішення, щодо подальшого розвитку і організації території.

На основі вищеописаної схеми робіт за допомогою програмних пакетів Trimble Geomatics Office, MapInfo, Autodesk, ArcGIS було створено проект впорядкування території одного із сільськогосподарських підприємств Рівненщини. Основна мета проведених робіт полягала у створенні нового підходу до вирішення питань землеустрою на основі новітніх цифрових інформаційних технологій, які дають можливість якісно моделювати природні агрокомплекси і на результатах отриманих даних ландшафтно проектувати раціональну організацію території. Така організація території дозволяє сільськогосподарському підприємству при мінімальних затратах отримувати максимальний прибуток.

Для створення інтегрованих моделей територій реалізуються наступні пункти:

1. Створюється планова цифрова модель частини території сільської ради (або сільськогосподарського підприємства) та навколишньої території на основі матеріалів польових вимірювань в тому числі GPS та на основі даних ДЗЗ які були геометрично відкоректовані поліноміальними перетвореннями на основі закоординованих GPS точок. При застосуванні трансформованих космічних знімків і даних GPS зйомок, у єдиній координатній системі, виникає можливість одержання найбільш точних даних, тобто на супутникові знімки довантажуються дані зйомок. При такому підході значно зменшуються обсяги польових робіт, матеріальні витрати та істотно підвищується точність.

2. Реалізується цифрова модель рельєфу на основі матеріалів традиційних геодезичних знімань, даних GPS та існуючих картографічних матеріалів, моделі можуть створюватися в різноманітних формах:

- растрова поверхня;

- модель ізоліній (автоматизована побудова горизонталей);

- TIN-модель рельєфу.

На основі цифрової моделі місцевості генеруються інші важливі комп'ютерні моделі (крутості схилів, освітленості схилів, картограми грунтів тощо).

Створюється база даних ГІС на основі матеріалів різноманітних польових вишукувань та розвідок (агрохімічних, геоботанічних, гідрологічних тощо), проводиться просторове моделювання процесів, що мають найбільший вплив на розвиток сільськогосподарських культур і на грунтовий покрив, виконується аналіз їх впливу.

3. Реалізується модель крутості схилів на основі раніше створеної цифрової моделі рельєфу та визначаються зони з крутістю схилів від: 0^о - 3^о ; 3^о - 7^о; понад 7^о. Карти нахилів схилів обов'язково використовують як складову інтегрованої моделі для розв'язаня завдань, пов'язаних з землеустроєм. Цей тематичний шар має в подальшій обробці як правило досить значну вагу, незалежно від управлінських рішень що пов'язані з землевпорядкуванням.

4. Аналізується густота розподілу сонячної енергії на досліджуваній території. На даному етапі визначають зони, що найбільше та найменше прогріваються в різні пори року та доби. Проаналізувавши отримані результати, виявляють масиви з найшвидшим таненням снігу, оскільки там найдоцільніше розміщувати сонцелюбиві рослини. Також робляться висновоки, щодо терморежиму схилів і рівнинних ділянок.

Рис.1. Фрагмент grid- моделі картограми крутості схилів

5. Аналізується глибина залягання грунтових вод. В комп'ютер вносяться результати польових гідрогеологічних вишукувань, що мають географічну прив'язку у відповідній системі координат, і на основі цих даних, шляхом інтерполяцій, будують растрову поверхню поширення грунтових вод на досліджуваній території.

Рис.2. Grid-модель залягання грунтових вод

6. Аналізується модель поширення поживних елементів N, P, K на землях сільськогосподарського с/г призначення. Така модель створюється на основі даних агрохімічних обстежень полів підприємства. Дані результати також обов'язково повинні мати географічну прив'язку. На основі таких даних виконують побудову Grid-моделі поширення поживних речовин і векторну модель в ізолініях. Для поширення кожного хімічного елементу будується власна модель. Пізніше ці моделі поєднуються і виражаються інтегральною шкалою в балах.

7. Проводиться оверлейний аналіз наявних геоінформаційних шарів за допомогою комплексів ModelBuilder Arc GIS (або інших), де реалізують функціональні та логічні взаємозв'язки між аналізованими шарами, і в кінцевому результаті отримують інтегральну grid-поверхню ерозійнио-небезпечних ділянок поверхні, та ділянок які вже активно руйнуються під дією водної ерозії.

8. Створюють інтегровану модель території. Умови процесу створення інтегрованих моделей територій задаються, виходячи із задач управління. У процесі цієї роботи потрібно оверлейно поєднати всі векторні та GRID-шари за посередництва таких числових характеристик, які б дозволили отримати інтегровану поверхню з необхідними числовими або логічними показниками. При створенні інтегрованих моделей територій, у яких властивості об'єктів визначаються сукупністю різноманітних параметрів, описаних вище, застосовують методи класифікації та інтеграції (синтезу) показників, з врахуванням ваг.

9. Обовязковим і важливим моментом в даній роботі є врахування існуючих організаційно-правових аспектів повязаних з режимом використання та юридичним статусом аналізованих земельних ділянок.

Особливості створення геоінформаційних систем управління територіями на розпайованих землях. В умовах масової реструктуризації с/г підприємств спостерігається ситуація, коли всі або переважна більшість членів одного підприємства виходили із нього і їм виділяли на місцевості належні їм земельні ділянки (паї). У такому разі земельні масиви були поділені на велику кількість дрібних земельних ділянок, що з точки зору ефективної організації території є негативним явищем. У процесі реструктуризації не бралися до уваги екологічні проблеми землекористування. Розукрупнення с/г підприємств відбувалося без врахування ландшафтних умов, особливостей грунтового покриву, ступеня еродованості, розташування гідрографічних об'єктів, необхідності здійснення специфічних природоохоронних заходів на схилових угіддях, виведення з активного обороту та консервації деградованих ділянок ріллі, сіножатей, пасовищ, тощо. Враховуючи сучасний стан земель с/г призначення, вкрай необхідним стає запровадження контурно-меліоративної організації території, що передбачає використання земель як складної екосистеми.

Не врегульований ринковий обіг с/г земель у більшості випадків унеможливить таку організацію. Більше того - використання території кожним власником на свій розсуд (що є однією із найважливіших умов власності) призведе до серйозних труднощів при організації території с/г підприємств. Ще більшої шкоди раціональній організації території завдає переведення земель с/г призначення у інші категорії, оскільки у даний час при „тіньовому” ринку земель, цей процес, нажаль, набув широкого розмаху. При неврегульованому вільному ринку, без сумніву, ситуація значно погіршиться.

Для сільськогосподарських підприємств такий розвиток подій найбільш небезпечний, оскільки призведе до необгрунтованої появи величезної кількості вкраплених контурів у с/г масивах, що будуть між собою поєднуватись густою комунікаційною мережею, це викличе зміни в таких пунктах:

Зміни геометричної конфігурації полів.

Зміни технологічного обробітку грунту.

Зміни дорожньої мережі.

Зміни у впровадженні протиерозійних заходів.

Зміни у організації польових сівозмін та кормових угідь.

Зрозуміло, що всі ці зміни будуть не в користь с/г підприємствам. І від цього постраждає уже наявна контурно-меліоративна організація територій. А на масивах, де така організація відсутня - беззмістовною стане практична можливість її застосування. Для виходу з цієї ситуації спеціалісти пропонують законодавчо впровадити систему використання земель с/г призначення на основі інтегрованих моделей таких територій.

Висновки

Проблеми прийняття управлінських рішень при нечіткій вихідній інформації і проблема вибору альтернатив це найпоширеніший клас прикладних задач у землевпорядкувнні. Питання раціонального використання і охорони земель пов'язані з багатофакторністю і складною функціональністю.

На основі проведених досліджень та створеної геоінформаційної системи управління територією локального рівня, визначено причинно-наслідкові зв'язки вхідних параметрів у вигляді геопросторових даних. Та запропоновано новітній підхід створення оптимального проекту використання земель та проекту розвитку територій на основі інтегрованих моделей територій.

Література

1. Аненский Н.Ф. Земский кадастр и земская статистика // “Русское богатство”. - 1894. - № 5. - С. 63.

2. Білик Ю.Д., Леонець В.О. Соціально-економічна спрямованість земельної реформи // Землевпорядний вісник. - 2001. - № 1. - С. 10-14.

3. Бабміндра Д.І. Еколого-економічні засади реформування землекористування в ринкових умовах: Автореф. дис... докт. екон. наук: 08.08.01 / Рада по вивченню продуктивних сил України. - К., 2005. - 26 с.

4. Мартин А.Г. Деякі підходи до еколого-економічного удосконалення структури земельних угідь // Науковий вісник Національного аграрного університету. - К., - 2003. - Вип. 68. - С. 230-233.

5. Мілєхін П.О. Облік земель - основа реформування земельних відносин // Землевпорядний вісник. - 2001. - № 1. - С.36-37.

Размещено на Allbest.ru