CC BY
90
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ
государственный мониторинг сельскохозяйственных УГОДИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ И ДДЗ
В.Н. Темников
ФГУП «ГВЦМинсельхоза России»
Мониторинг сельскохозяйственных угодий в России
- составная часть мониторинга окружающей природной среды и должен охватывать территорию Российской Федерации на площади более 200 млн. га.
Решение, принятое Президентом Российской Федерации, о передаче Минсельхозу России функций по выработке и реализации Государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере земельных отношений (в части касающейся земель сельскохозяйственного назначения), а также по Государственному мониторингу таких земель, позволяет рассматривать земельный вопрос как с нормативно-правовых положений, так и с производственной стороны.
За годы реформ из оборота выбыло более 24 млн. га сельскохозяйственных угодий, а для увеличения объемов производства зерна и кормовых культур необходимо ежегодно вовлекать в оборот более 0,5 млн. га неиспользуемой пашни. Однако достоверных данных о расположении выбывших из сельскохозяйственного оборота земель и состояния почвенного плодородия в настоящее время недостаточно.
Сдерживающим фактором решения задач по мониторингу сельхозугодий и их плодородию служит разнородность информации, имеющейся в ведомствах и организациях. Кроме того, наличие разных форм и форматов представления данных с различной масштабностью и системой классификаторов не может обеспечить единую межведомственную Государственную информационную базу данных по мониторингу земель сельскохозяйственного назначения, в том числе пахотных угодий.
В последние десятилетия в России широко разрабатывают и внедряют в практику мониторинга земель и плодородия почв Географические Информационные Системы (ГИС) и Данные Дистанционного Зондирования (ДДЗ) - космические снимки различного масштаба. ГИС - это способ хранения и визуализации пространственно распределенных данных (ПРД) и представления данных и закономерностей в атмосфере, гидросфере и биосфере в координатной системе земной поверхности, хранимые на электронных носителях и визуализируемые с помощью электронных вычислительных машин.
Перевод материалов с бумажного носителя, обеспечивает переход совокупных изображений на плоскости земной поверхности и ввод материалов в ЭВМ и осуществляется с помощью оцифровки в векторной или растровой формах.
Растр - это представление материалов бумажной основы с помощью сканирования и ввод совокупных пространственных данных в ЭВМ.
Вектор - это представление совокупных объектов в виде точечных, линейных и полигональных объектов, определяемых координатами и набором параметров поверхно-
сти в этих координатах определяемых ГРИДом. Форма интерпретации ГРИДом обозначается Тинном, а система информации о взаимном расположении объектов на поверхности характеризуется Топологией, позволяющей избежать наличия двух объектов на одну точку пространства.
Оболочки ГИС - это совокупность программ и модулей способных определять географические координаты земной поверхности в любой точке покрытия, названной
- геореференсацией и обеспечиваются функциями по проекционным, полигональным, локально - афильным и другим преобразованиям с учетом высоты земной поверхности.
ГИС оболочки обладают своими форматами хранения данных: ArcInfo, MapInfo, GeoDraw, EPPLZ,
ERDAS, *.tif, *.bmp, shape, WDF/INFO и другие. Поддерживают Топологию только ArcInfo, GeoDraw, ER-DAS, WDF/INFO, поэтому из форматов, не поддерживающих Топологию - MapInfo, EPPLZ, shape, конвертация данных должна сопровождаться построением Топологии на что уходит больше времени, чем на повторный ввод данных. Таким образом, ГИС, являясь программной оболочкой, обеспечивает ввод, хранение, обработку визуализацию, вывод и передачу данных как в электронном виде, так и на бумажных носителях.
При постоянной работе с векторизацией- оцифровкой земельных участков ввод можно легко осуществлять посредством WDF/INFO, сканирование с помощью PhotoShop, а обработку и хранение в ArcInfo и последующей передачей информации на Федеральный уровень или на уровень субъекта Российской Федерации. При оцифровке со сканированных изображений можно использовать автоматизированные векторизаторы, распознающие нарисованные линии на сканированном объекте, или пользоваться ручным способом (через mushe) обводя контур границы земельных участков или других объектов. В качестве пользовательской системы для векторизации объектов нами предлагается программа WDF/INFO (свидетельство Государственной регистрации № 2008611425 от 20.03.2008 г.).
Программа WDF/INFO предназначена для создания высококачественных электронных карт местности с использованием растровых изображений исходных материалов (тиражных оттисков и диапозитивов постоянного хранения), материалов дистанционного зондирования земли (результатов воздушного и космического фотографирования земной поверхности), а также результатов полевых геодезических измерений. Программа включает расширенные средства контроля качества слоев векторной информации и их топологической корректировки. Дополнительные модули расширения системы позволяют конвертировать полученные результаты практически в любой выше перечисленный векторный формат.
При работе с WDF/INFO рекомендуется использовать операционную систему Windowz XP/2000, процессор Pentium - 1 ГГц, оперативная память - 1000 Мб, 25 Мб свободного места на жестком диске, разрешение экрана 1280х 1024; установленная программа для чтения файлов формата PDF (Acrobat Reader). Размер оперативной памяти компьютера в значительной степени влияет на эффективность работы системы при загрузке растровых изображений используемых при создании карты большого размера. Так установленная оперативная память в 2 Гб позволяет загружать растровые изображения размером до 1,5 Гб без замедления реакции системы на действия оператора.
Используя космические снимки различного разрешения, топографическую основу и схемы внутрихозяйственного землеустройства различных лет изготовления, где указаны нарезанные земельные участки, можно векторизовать земли сельскохозяйственных угодий. В процессе векторизации все земельные участки кодируют, автоматически определяется их площадь и каждому земельному участку прикрепляют тематические данные.
С помощью ДДЗ можно дешифровать на участках земель наиболее видимые негативные явления: эрозия, овражность, подтопление, заболачивание, закустарива-ние, опустынивание, пестрота от неравномерности вспашки, внесения удобрений, засоренности, а также эти данные могут подкрепляться и наземными наблюдениями. Почвенные, агрохимические и эколого-
токсикологические показатели следует формировать в систему к геореференсированным земельным участкам по результатам наземных обследований, а также получения данных из известных информационных систем и архивных результатов.
Таким образом, создается Государственная информационная система оцифрованных, пронумерованных и закодированных участков земель сельскохозяйственных угодий для уровня предприятия, района, субъекта и в целом страны. Каждый земельный участок, имеющий тематические данные как природные ресурсы, может быть оценен по биологической продуктивности, его экономической ценности и рыночной стоимости. По георе-ференсированным земельным участкам создается система размещения сельскохозяйственных культур, а также участков заросших сорной растительностью, кустарни-
ком и деревьями. Для этих целей используют индекс растительности - N0'VI, который является удобным инструментом для контроля над растительностью в различные периоды ее развития (например: подекадно, помесячно по фазам роста и развития). С помощью индекса растительности- N0'!, можно устанавливать биологическую продуктивность и урожайность сельскохозяйственных культур, а также подсчитывать количество площадей занятых культурными посевами, сорной и кустарниковой растительностью.
В системе Государственного мониторинга земель сельскохозяйственных угодий и плодородия почв следует выделять почвенные ареалы кислых почв, на которых необходимо проводить агрохимические мероприятия по известкованию и фосфоритованию. Также можно осуществить контроль проведения этих работ с помощью навигационных систем.
Во всех оцифрованных участках земель отбор почвенных образцов при проведении агрохимического, почвенного, экологического, токсикологического обследований должен выполняться с навигатором, для точного установления следа прохода оператора по диагонали поля и координатных точках формирования среднего образца. Этот прием значительно повысит точность определяемых показателей при мониторинге учетных свойств почв.
Векторизация земель сельскохозяйственного назначения начата в 2004 г. и будет продолжена до полной оцифровки всех участков. В ФГУП «ГВЦ Минсельхоза России» создана Государственная информационная система учета земельных участков в едином формате. В настоящее время к этой работе подключились Федеральные Государственные учреждения - центры и станции агрохимической службы, Федеральные Государственные учреждения центры химизации и сельскохозяйственной радиологии, а также научно-исследовательские учреждения Минсельхоза России и РАСХН. Кроме этого нами используются данные, получаемые организациями Росимущества, Роскосмоса, Росгидромета, в единой информационной системе, для формирования Государственного информационного ресурса земель сельскохозяйственных угодий используемого в качестве главного средства производства в сельском хозяйстве.
РЕЗУЛЬТАТЫ АГРОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ПАХОТНЫХ ПОЧВ НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ
О.Д. Шафронов
ФГУ ЦАС «Нижегородский»
В.Н. Темников
ФГУП «ГВЦМинсельхоза России»
Экологическое состояние окружающей среды приме- Коэффициент экологической ситуации и экологиче-нительно к сельскохозяйственным угодьям выражается в ской значимости территории (Кэ) как показатель технопервую очередь почвенным плодородием и безопасно- генного воздействия на почвенный покров среды обита-стью произведенной сельхозпродукции, качество кото- ния человека, для Волго-Вятского региона составляет рой изначально зависит от агроэкологического состоя- 1,5. Что подтверждает значительное влияние промыш-
ния почв. ленных объектов на загрязнение почв Нижегородской
