Моделирование местности как элемент управления земельными ресурсами

Разработка усовершенствованного алгоритма метода моделирования местности как инструмента управления земельными ресурсами.Объект-сельскохозяйственные земли СПК “Рыбалово”, расположенные на Северо-Востоке России в условиях слабопересеченной местности и резко-континентального климата. Практическая значимость-повышение достоверности (точности) информационного обеспечения о фактическом состоянии земель для управления ресурсами на основании их объективной оценки.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 15

1 Теоретические основы процесса управления ……………………………………………… 18

1.1 Сложившаяся система управления земельными ресурсами как
инструмент управления ……………………………………………………………………………….. 18

1.2 Земельные ресурсы как потенциал развития территории …………………………. 22

1.3 Актуальные проблемы в сфере управления земельными ресурсами ………… 26

2 Основы моделирования поверхности ………………………………………………………… 31

2.1 Основные подходы к моделированию местности ……………………………………. 31

2.2 Эволюционное развитие методов моделирования …………………………………… 36

2.3 Обзор программного обеспечения для моделирования поверхностей………. 40

3 Цифровое моделирование местности с использованием геоинформационных
систем …………………………………………………………………………………………………………. 46

3.1 Характеристика объекта исследования ……………………………………………………. 46

3.2 Алгоритм усовершенствованной методики моделирования местности как
инструмент управления земельными ресурсами …………………………………………… 49

3.3 Технологическая схема классификации данных лазерного сканирования … 54

4 Качественная и количественная оценка территории исследования на
основании результатов моделирования ………………………………………………………… 64

4.1 Результат разработанного алгоритма усовершенствованной методики
моделирования местности ……………………………………………………………………………. 64

4.2 Оценка пространственных характеристик продуктивных угодий
исследуемой территории ……………………………………………………………………………… 66

4.3 Предложения в сфере управления земельными ресурсами ………………………. 72

5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 76
5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования …………………………. 76

5.4.1 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………….. 76

5.4.2. Оценка экономического эффекта и сравнительной эффективности
исследования ……………………………………………………………………………………………….. 80

6 Производственная и экологическая безопасность ………………………………………. 87

6.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………… 87

6.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны ……………. 88

6.2 Производственная безопасность……………………………………………………………… 90

6.2.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению ………………………………………………………………………………………… 91

6.2.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению ………………………………………………………………………………………… 95

6.3 Экологическая безопасность …………………………………………………………………… 98

6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………. 100

Заключение ……………………………………………………………………………………………….. 101

Список литературы ……………………………………………………………………………………. 105

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

В ходе выполнения магистерской диссертации достигнута основная
цель – разработан усовершенствованный алгоритм, предложенный автором,
метода моделирования местности как инструмента управления земельными
ресурсами.
1. В процессе выполнения работы нами оценены существующие
методы создания пространственных моделей местности и отмечены их
недостатки, в результате предложен усовершенствованный алгоритм
моделирования местности. С использованием предложенной автором
технологической схемы моделирования, основанной на геоинформационных и
беспилотных технологиях, построена ЦМР исследуемой территории на
основании фактических данных аэрофотосъемки, а также соответствующих
исследований, проведенных автором. Результатом моделирования является
идентификация объектов ситуации и выделение соответствующих классов
точек плотного облака: водные объекты, объекты капитального строительства,
автомобильные и полевые дороги, древесно-кустарниковые насаждения, а
также территории продуктивных угодий СПК «Рыбалово».
2. По результатам моделирования создана тематическая векторная
карта территории исследования, на основании которой произведена
качественная и количественная оценка пространственных характеристик
продуктивных угодий.
3. На основании результатов количественной оценки
пространственных характеристик продуктивных угодий установлено, что
коэффициент компактности границ землепользований СПК «Рыбалово»
преимущественно меньше единицы, следовательно, что подтверждает
благоприятный режим для ведения сельскохозяйственной деятельности
конфигурации исследуемых земельных массивов. Наряду с этим,
исследованный коэффициент удаленности от центральной усадьбы хозяйства
на территории, показал значения меньше среднего, что является
положительным показателем управленческой деятельности СПК «Рыбалово».
Однако, на территории исследования имеются участки (таблица 7),
пространственная структура которых способствует вложению дополнительных
издержек на производство продукции предприятия из-за возросших удельных
транспортных расходов на единицу площади.
4. Произведен анализ вкрапливаний на территории исследования по
результатам моделирования – установлено широкое распространение
многочисленных вкрапливаний отдельных объектов в границах продуктивных
угодий СПК «Рыбалово». Вкрпливания различают по форме – преобладают
вкрапливания участков в форме высокоствольных древесно-кустарниковых
насаждений, меньше – низкорослых кустарников и водных объектов.
5. На основании расчетных значений вычислена степень залесенности
продуктивных угодий и территории исследования в целом. Согласно
материалам настоящих исследований, степень залесенности территории
составляет около 34%. Здесь же отмечены участки землепользования со
степенью залесенности в диапазоне в пределах от одного до десяти и более 10
процентов.
6. Вышеперечисленные аспекты являются составными элементами
разработанного усовершенствованного алгоритма моделирования местности,
экономический эффект от внедрения которого составил около 90 тысяч рублей
на аналоговый проект с территорией площадью 21,75 га, разработанный
коллективом инженеров из пяти человек.
7. При анализе конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения установлено, что аэрофотосъемка
является более экономически выгодным способом получения исходных данных
для моделирования местности, применение методов автоматизированных
алгоритмов построения позволит уменьшить временной ресурс предприятия,
выполняющего проект, приблизительно на 18,4%, и сократить материальные
затраты на 15% с выполнения одного проекта.
8. На основании результатов моделирования местности с учетом
природных, экологических, экономических, социальных и иных особенностях
исследуемой территории разработаны предложения по оптимизации
мероприятий в сфере управления земельными ресурсами.
Практические результаты исследования могут быть применены при
разработке проектов в сфере оптимизации и улучшения процессов управления
земельно-имущественным комплексом.
Список публикаций студента

1. Протасова А.Р. Использование открытых GIS для целей
градостроительства на примере левобережья города Томска / А.Р. Протасова, Ж. Е.
Макажанова // Проблемы геологии и освоения недр: труды XX Международного
симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых,
посвященного 120-летию со дня основания Томского политехнического
университета, Томск, 4-8 апреля 2016 г.: в 2 т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2016. – Т. 1. –
С. 712-713.
2. Протасова А.Р. Использование овражных территорий г. Томска для целей
градостроительства // Проблемы геологии и освоения недр: труды XXI
Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых
ученых, Томск, 3-6 апреля 2017г.: в 2 т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2017. – Т.1. –
С. 644-645.
3. Протасова А.Р. Анализ овражных территорий г. Томска с использованием
ГИС программ // Проблемы геологии и освоения недр: труды XXI Международного
симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, Томск, 3-6
апреля 2017 г.: в 2 т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2017. – Т.1. – С. 642-643.
4. Протасова А.Р. Технологии высокоточного земледелия с применением
БПЛА // Проблемы геологии и освоения недр: труды XXII Международного
симпозиума студентов и молодых ученых имени академика М. А. Усова, Томск, 3-6
апреля 2018 г.: в 2 т. – Томск: Изд-во ТПУ, 2018. – Т.1. – С. 682-684.
5. Протасова А.Р. Оценка эффективности автоматизированного метода
моделирования поверхности и распознавания объектов ситуации // Проблемы
геологии и освоения недр: труды XXIII Международного симпозиума студентов и
молодых ученых имени академика М. А. Усова. – 2019 (принята к печати).
6. Protasova A.R. Technology of object recognition situation, based on the data of
air laser scanning // Problems of Geology and Subsurface Development: Proceedings of the
23d International Scientific Symposium of students, Postgraduates and young Scientists. –
2019 (принята к печати).