Основная часть. 
Организация земель и севооборотов с применением ГИС-технологий

1. Подготовительные работы Подготовительные работы включают в себя следующие мероприятия:

подготовка планово-картографических материалов и земельно-учетных данных;

комплексное обследование территории хозяйства;

анализ производственной деятельности и установление перспектив развития хозяйства;

определение состояния и перспектив размещения населенных пунктов и производственных центров.

На рис. 1. представлена разработанная нами структурно-функциональная схема организации земель и севооборотов средствами ГИС.

В соответствии с данной схемой на каждом из рассматриваемых этапов осуществляются следующие процессы:

сканирование исходного картографического материала средствами Windows либо иных программных продуктов;

" сшивка" частей карты и привязка к системе координат в программе Credo_Transform. При отсутствии координатной сетки на исходном плане «сшивку» предпочтительнее выполнить в программе Adobe_Photoshop;

экспорт проекта в программу ArcView;

создание объектов методом векторизации в среде ArcView.

Процесс векторизации включал выполнение следующих действий:

установка параметров проекта по команде Вид >Свойства;

создание нового слоя объектов по команде Вид >Новый>Добавить тему.

В установленном режиме создаются линейные и площадные объекты. При этом линейные объекты могут создаваться одним из следующих способов:

• а) созданием новой линейной темы по командам: Вид >Новая тема >Линия> ОК — создания новой линейной темы, Свойства Темы>Редактирование> Замыкание >Общее или Интерактивное — определения режима замыкания;
• б) отображением линейных объектов конечной ширины в виде буферных зон по команде:

Тема > Создать буферные зоны > Метод создания буферных зон > На расстоянии по полю атрибута.

Второй способ создания линейных объектов предпочтителен в отношении корректности топологии объектов, которая заключается в том, что смежные объекты имеют общую границу, не накладываются и не пересекаются. Все буферные зоны сохранены в новой теме — Экспликация (рис.2). Она является основой для создания темы площадных объектов. При создании площадных тем с точки зрения землеустроителя важно, чтобы смежные объекты этой темы не имели промежутков или перекрытий и идеально состыковывались между собой. Для этого, как и при создании линейной темы, установили режим замыкания. Допуск на замыкание задан равным 5 метрам.

Площадные объекты создавались аналогично линейным по команде: Вид >Новая тема >Полигон> ОК с допуском на замыкание 5 метров. Неточности векторизации исправляются инструментом Редактировать вершины. Цветовое оформление полигонов осуществляется по команда Тема>Редактировать легенду, Тип легенды>Уникальное значение>Поле значений>Вид земель.

Далее с помощью модуля «СS₂₉ Коллекция скриптов» были рассчитаны площади всех площадных объектов, все темы объединяются в одну «Экспликация» в виде электронной карты (рис.3), а сама таблица площадей — экспликация земель — экспортирована в MS Exel.

географическая информационная система землеустройство севооборот.

Рис. 1. Структурно-функциональная схема организации земель и севооборотов средствами ГИС

Рис. 2. Тема «Экспликация»

Рис. 3. Электронная карта темы «Экспликация»

По результатам комплекса исследований, анализа производственной деятельности, состояния и перспектив развития хозяйства могут создаваться и храниться соответствующие базы данных [1, 5].

• 2. Обоснование проектных решений по структуре земель сельскохозяйственного предприятия
• 2.1 Агроэкологическое зонирование территории предприятия

Агроэкологическое зонирование территории представляет собой результат ее разделения на относительно однородные по функциональному назначению и природно-экологическим свойствам земельные участки. Оно осуществляется с использованием материалов почвенных, геоботанических, мелиоративных, землеустроительных и других обследований и изысканий.

Для зонирования территории по плану землепользования выявляются основные природные и антропогенные объекты, которые требуют защиты от загрязнения и деградации или, напротив, сами являются источниками загрязнения и деградации окружающей среды и тем самым предопределяют режим использования прилежащих к ним земель, содержание необходимых природоохранных мероприятий.

Для каждой из выделенных зон регламентированы особенности использования земель и технологии сельскохозяйственного производства.

Основой для агроэкологического зонирования является тема «Экспликация», где выбираются объекты, которые являются и источниками загрязнений, и сами требуют защиты от загрязнений. Вокруг источников загрязнения создаются буферные зоны [3, 6] по команде Тема >Создать буферные зоны>На расстоянии по полю атрибута (рис.4).

Поскольку буферные зоны не должны выходить за границы хозяйства, то их обрезают по этой границе по команде Вид>Мастер пространственных операций>Вырезать одну тему с использованием другой.

В качестве входной темы здесь выбирается Экспликация, а полигональной отсекающей — буферные зоны. В результате буферные зоны примут корректный вид (рис. 5).

Площади буферных зон определяются c помощью модуля «СS₂₉ Коллекция скриптов» и помещаются в соответствующие таблицы. Из темы «Экспликация» выбираются объекты посторонних землепользователей, земли лесохозяйственных организаций, границы выделенных зон.

Окончательно агроэкологические участки и объекты посторонних землепользователей объединяются по команде Тема>Преобразовать в Шейп-файл в чертеж агрохозяйственного обследования (рис.6) под названием «Чертеж агрохозяйственного обследования» .

Рис. 4. Буферные зоны

Рис. 5. Откорректированный вид буферных зон

Рис. 6. Чертеж агрохозяйственного обследования

2.2 Формирование и оценка тополого-технологических однородных рабочих участков Для формирования рабочих участков создается растровая основа почвенной карты по такому же алгоритму, что и растровая основа ГИС-проекта (рис. 2 и рис.6).

Параллельно с этим из темы «Экспликация» по команде Тема >Преобразовать в Шейп-файл выбираются пахотные контуры, которые в соответствии с почвенной картой объединяются в рабочие участки. По сформированным рабочим участкам устанавливаются основные экологические и технические показатели: тип и механический состав почв, степень их увлажнения, каменистости, эродированности, длина гона, угол склона, конфигурация и удаленность от хозяйственного центра [5].

Данные о типе почв, их механическом составе, степени увлажнения, каменистости, эродированности и мелиоративному состоянию определяются по почвенным картам и другим материалам обследований и изысканий. Длина гона рабочего участка определялась с помощью инструмента Измерить. Если участок правильной формы, то длину гона определяли путем измерения длинной стороны участка, если участок неправильной формы, то с помощью инструмента Полигон строили прямоугольник, площадь которого? площади участка, и измеряли длинную сторону полигона.

3. Организация севооборотов на основе темы рабочих участков Для размещения посевов по рабочим участкам вычислялись эквивалентные расстояния от производственных центров до рабочих участков, затем была дана эколого-технологическая характеристика рабочих участков. При составлении эколого-технологической характеристики рабочих участков уточнялся тип почв, механический состав, средний уклон, каменистость, конфигурация, длина гона, определялся коэффициент потери гумуса за механический состав и удаленность от центральной усадьбы. На основе полученных данных [5] определяется балл экономической оценки рабочих участков.

Для выполнения расчетов предшественники по участкам кодируются следующим образом: озимым зерновым присваивалось значение, равное 1; яровым зерновым — 2; зернобобовым — 3; картофелю — 4; льну — 5; кормовым корнеплодам — 6; кукурузе — 7; однолетним травам — 8; многолетним травам — 9.

Расчет условной энергетической эффективности возделывания сельскохозяйственных культур по рабочим участкам производился в программе «Zempro 2.0», разработанной на основе «Zempro 2.01» [4, 5].

Результатом оценки рабочих участков по эффективности возделывания сельскохозяйственных культур являются матрицы условной энергетической эффективности или условного чистого дохода. Данная матрица является основой для организации системы севооборотов или ежегодного размещения посевов по рабочим участкам.

Командой Рассчитать > Разместить > Следующий год осуществляется размещение посевов сельскохозяйственных культур по годам. После размещение посевов сельскохозяйственных культур нужно просмотреть полученные результаты и при необходимости их откорректировать вручную.

Для автоматизированного создания полей по каждому рабочему участку определялось чередование культур.

Дальнейшая задача заключалась в нанесении севооборотов на карту. Для этого создано 8 точечных тем для каждого рабочего участка. На каждом участке расставляется 5 точек по вертикали. В атрибутивной таблице заполнили чередования культур по годам по команде Тема > Автоподпись.

Выводится чередование культур на цифровую карту. Аналогичным образом создаются темы для остальных рабочих участков. Для более удобной работы с подписями осуществляется операция Слить темы в одну, что приводит к окончательному результату — Севообороты.

Рис. 7. Тема «Севообороты»