Волков С. Н. - Землеустройство. Том 6 - 2002

Рис. 156. Вычисление площади объекта

jlL категорий эрозионно опасных земель. Основные показатели при этом — крутизна склонов, их дли­ на, форма и экспозиция; почвы, их механический состав, эродированность и противоэрозионная

вустойчивость.

При разработке данной карты средствами Рис. 155. Вызов AutoCAD Мар создают соответствующие слои функции вычис- (рис. 157). Готовая карта категорий эрозионно лении площади опасных земель показана на рис. 158.

При составлении проекта противоэрозионной организации территории добавляют новые проектные слои (рис. 159). На рис. 160 показан фрагмент разработанного проек­

та противоэрозионной организации территории в среде

AutoCAD Мар.

Рис. 157. Окно Управление слоями на стадии составления карты категорий эрозионно опасных земель

281

NJ

oo

.'.‘I < r/'iiig/JJ дДрТ

3

J jj Л

J!__________ ____________________________________________ !__ i___________S_______________i____________ _________________________________________1

Рис. 160. Рабочим стол AutoCAD Мар с разработанным проектом противоэрозионной организации территории

6. З Е М Л Е У С Т Р О Й С Т В О М У Н И Ц И П А Л Ь Н Ы Х О Б Р А З О В А Н И Й

Основная масса земель в Российской Федерации находится в собственности государства, поэтому оно должно не только регули­ ровать происходящие на рынке земли изменения, но и разумно управлять всем земельным фондом. Сейчас во многих городах страны сложилась парадоксальная ситуация: простаивающие предприятия-гиганты занимают в их центре значительные терри­ тории, весьма привлекательные для инвесторов. Эти земли необ­ ходимо эффективно перераспределять с использованием эконо­ мического или административно-правового механизма.

Один из приемов, обеспечивающих более эффективное и раци­ ональное использование земельных ресурсов, — комплексное зо­ нирование территории, позволяющее в короткий период дать обо­ снованную оценку исследуемой территории. При создании новой, более совершенной автоматизированной системы комплексное зонирование можно было бы существенно упростить, сделать бо­ лее наглядным, достоверным и обоснованным. Нами была прове­ дена такая работа на территории г. Тимашевск Краснодарского края, а также оптимизация застройки одного из жилых районов этого города.

Предварительно были изучены существующая организация территории города, ее зонирование для целей налогообложения (рис, 161), уточнены перспективы развития города, дополнены и усовершенствованы методические положения по зонированию го­ родских территорий. Важным инструментом исследования стала модель оптимизации жилой застройки городского района. Она позволяет осуществлять более широкий поиск альтернативных решений, что способствует повышению достоверности градостро­ ительных проектов, разрабатываемых на основе генеральных пла­ нов развития городов, и, следовательно, создавать условия для наиболее полного удовлетворения постоянно растущего спроса на жилье.

Недостатком традиционных планов комплексной жилой заст­ ройки является прежде всего слабая разработанность генеральных планов городов, координирующих все виды строительства и ис­ пользования территории. Устойчивая тенденция к росту городов приводит к преждевременному старению генеральных планов, их пересмотру и корректировке, что требует дополнительных капи­ тальных вложений и существенно сказывается на ценах за жилье.

Предложенная методика и соответствующий комплекс про­ грамм позволяют разрабатывать оптимальные градостроительные решения, обеспечивающие экономическую, социальную и функ­ ционально-пространственную эффективность организации терри­ тории города, рациональное использование его земельных, сырье­ вых и финансовых ресурсов, повышение качества градостроитель­ ных проектов.

Рис. 161. Зонирование г. Тимашевск для дифференциации ставок земельного налога (на год землеустройства)

В ходе экономического анализа полученного решения по опти­ мизации застройки одного из районов обнаружилось, что освое­ ние территории со средней степенью градостроительной ценности нецелесообразно, так как это связано с большими капитальными вложениями и эксплуатационными затратами на расчистку и ин­ женерную подготовку территории. Кроме того, данная территория характеризуется низкой степенью окупаемости капитальных вло­ жений.

Из оптимального решения задачи следует, что повышение этажности застройки (увеличение доли многоэтажных зданий) не­ целесообразно, так как при этом увеличиваются капитальные вло­ жения в строительство и эксплуатационные затраты на содержа­ ние зданий.

Большое внимание в данной методике уделено оценочному зо­

286

нированию. Оно позволяет более эффективно регулировать зе­ мельные отношения в городе за счет обоснованной оценки земель при передаче их в собственность, переходе к коллективно-долевой собственности на землю, передаче ее по наслецству, дарении и по­ лучении банковского кредита под залог земельного участка. Появ­ ляется возможность пополнить городской бюджет за счет установ­ ления справедливых, экономически обоснованных ставок земель­ ного налога, определить градостроительную ценность той или иной территории, обоснованно компенсировать затраты при изъятии земель, оценить целесообразность застройки на отдель­ ных участках и, как следствие, оптимизировать режим землеполь­ зования в городе.

Основные достоинства предлагаемой технологии: автоматизация всех видов работ по зонированию территории,

позволяющая сократить время их выполнения и повысить их ка­ чество;

динамичность и гибкость системы —при изменении факторов, учитываемых при зонировании городских территорий, новый пе­ ресчет не составляет проблемы и занимает очень мало времени;

легко проследить влияние каждого отдельного фактора на цен­ ность территории, а значит, и убедить конкретного землепользо­ вателя в обоснованности стоимости участка при возникновении спорных вопросов;

крайне облегчается применение данных зонирования для сти­ мулирования рационального использования городских террито­ рий и для других целей городского управления.

По итогам проведенной работы территория г. Тимашевск была

Рис. 162. Зонирование г. Тимашевск по градострои­ тельной ценности территорий

Как оказалось, очень велика стоимость земли под объектами промышленности, торгово-складскими и коммерческими поме­ щениями (то есть объектами, приносящими большой доход их владельцам). Потребность в помещениях для офисов превышает предложения. Причем, как обычно, в дефиците оказались неболь­ шие помещения, уже подготовленные для офисной работы, где достаточно расставить мебель и оформить индивидуальный ди­ зайн интерьера. Соответственно и цена на земли под офисной застройкой весьма высока.

Проведенное исследование выявило следующие факты: дальнейшее развитие города невозможно в оптимальном (с по­

зиций дифференцированного зонирования) направлении без кар­ динальных изменений в местной земельной политике;

существующая застройка территории г. Тимашевск, методы использования его земель экономически и демографически необоснованы;

проведенная ранее оценка территории города некорректна, до сих пор не была выявлена истинная ценность различных городских территорий, что не позволяло в полном объеме пополнять го­ родской бюджет (стоимость земель искусственно занижалась);

территория города нерационально распределена по функцио­ нальному назначению.

Для оптимизации и рационализации использования городских земель необходимо использовать научно обоснованные методики, основанные на современных компьютерных технологиях, апроби­ рованные на конкретных примерах, усовершенствовать технику зонирования и привести ее в соответствие с современными по­ требностями городского развития.

Контрольные вопросы н задания

1.Опишите возможности программы «Проектирование лесных почос».

2.Какие исходные данные необходимы для работы с этой программой?

3.С какими другими программными продуктами взаимодействует данная про­ грамма?

4.В чем заключается технология корректировки плаиово-картографического

материала проектов землеустройства средствами автоматизироваииого проектиро­ вания?

5. Опишите технологию графического компьютерного проектирования в среде

Wingis 3.4+.

6 . Опишите методику составления проекта противоэрозионной организации территории хозяйства средствами AutoCAD и AutoCAD Мар. В чем ее основные

особенности?

7. В чем заключаются преимущества зонирования территории муниципальных

образований на основе применения компьютерных технологий?

Г л а в а XIII

ЭКОНОМИКА САПР И ГИС

В ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВЕ

1. Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т Ь С А З П Р

Обший эффект от применения автоматизированной системы складывается из двух компонент:

ЭсАПР —Элогр Эпр0ект>

где Эпотр— годовой экономический эффект, получаемый потребителем землеуст­ роительной продукции, созданной с помощью САЗПР, благодаря ее более высо­ кому качеству; ЭГр0ект— годовой эффект, полученный непосредственно землеуст­ роительной организацией в результате использования САЗПР

Первая составляющая эффекта может быть оценена по фор­ муле

Эпотр= [Нот - (С + E„K)]№

где Цопт—оптовая цена единицы изделия; С — себестоимость производства; К — капитальные затраты иа реализацию цикла подготовки производства; Ен— нор­ мативный коэффициент окупаемости капитальных затрат (0,15); N — годовой вы­

пуск изделий.

Эта формула применяется в том случае, когда нет изделия-про­ тотипа. Если оно существует, расчет проводится следующим обра­ зом:

Эпотр = (3 ifl — З 2)N,

где 3j и З2 — затраты на производство изделия-прототипа и нового изделия соот­ ветственно; о —коэффициент приведения показателей нового изделия к старому.

Величина Эпроект оценивается в рамках проектной организации так:

Эпроект —Д ^САПР?

где Д —доход; ЗСАпр —стоимость технических средств, транспортных расходов,

монтажа, электроэнергии, аренды здания, обучения персонала, величина прочих затрат (включает стоимость предпроектиых исследований, разработки архитекту­ ры САЗПР и расходы, связанные с разработкой оригинальных программных мо­ дулей).

Доход в проектных организациях может быть получен за счет сокращения персонала и возрастания обслуживаемого потока зая­ вок на проектирование.

В приведенных формулах не учтены текущие затраты на эксп­ луатацию САЗПР, связанные с проведением профилактических и ремонтных работ, сменой расходных материалов и т. п.

Для оценки резервов роста эффективности проектирования за счет снижения затрат на обработку информации были проанали­ зированы результаты освоения программного обеспечения в про­ ектных институтах по землеустройству. В качестве исходных дан­ ных использовались показатели, полученные при реализации проектов. Количественная мера влияния тех или иных решений определялась по снижению соответствующей статьи себестоимо­ сти (в процентах). Этот показатель служит нормативом для рас­ четов экономической эффективности систем обработки инфор­ мации, а также для установления очередности внедрения их ком­

понент.

Величина экономии в сфере основной деятельности объекта автоматизации рассчитывается по формуле

Э = цС„

где у — коэффициент экономии, %; С, —сумма по статье (элементу) себестоимос­ ти. руб.

Для достижения максимальной экономии от автоматизации следует учитывать структуру себестоимости продукции на объек­

тах проектирования.

Сумма экономического эффекта определяется так:

ЭГОд= Эп + Эк + Е„К,

где Эк — экономия в сфере основной деятельности объекта автоматизации; Эп — экономия в сфере обработки информации; Ен — нормативный коэффициент эф­ фективности капитальных вложений; К — капитальные вложения в автоматиза­ цию обработки информации.

При расчете экономии затрат на обработку информации це­ лесообразно использовать рекомендуемые коэффициенты для разных типов вычислительных машин. Эти коэффициенты так­ же учитывают специфические особенности объектов автомати-

зации.

Для оценки максимально возможной экономии в сфере основ­ ной деятельности анализируется структура себестоимости продук­ ции и определяется очередность освоения комплексов задач таким образом, чтобы величина экономии, рассчитанная с помощью нормативных коэффициентов, была максимальной. Тем самым появляется возможность оптимизировать выбор варианта автома­ тизации для каждого конкретного объекта. Это позволит привести

в действие значительную часть не используемых в настоящее вре­ мя резервов роста эффективности производства.

Для расчета экономической эффективности систем обработки данных используется формула

э = ЭГОд - (НРкап + Р31(с),

где Эгод— годовая экономия от освоения системы; Н — нормативный коэффици ­ ент эффективности; Ркап —капитальные вложения; Рэкс—эксплуатационные рас­ ходы.

Экономическая эффективность освоения систем автоматиза­ ции в землеустроительном проектировании оценивается величи­ ной дисконтированного интегрального эффекта:

П(ТР)=

о

где с(0 — полная себестоимость; г — норма дисконта; Тр — период освоения про­ екта: Q(f) —динамика валового выхода продукции.

2 . М Е Т О Д И К А Р А С Ч Е Т А Э К О Н О М И Ч Е С К О Г О Э Ф Ф Е К Т А В Н Е Д Р Е Н И Я С А П Р И Г И С

Внедрение компьютерных технологий в землеустройстве со­ пряжено с капитальными вложениями на приобретение техники, разработку проектов, подготовительные работы и обучение персо­ нала. Поэтому внедрению должно предшествовать экономическое обоснование САПР и ГИС, предполагающее расчет эффективнос­ ти соответствующих технологий. При этом необходимо различать проектную и фактическую эффективность. Первую определяют на стадии разработки рабочего проекта, вторую —по результатам его внедрения.

Экономический эффект от внедрения вычислительной и орга­ низационной техники подразделяют на прямой и косвенный.

Под прямой экономической эффективностью понимают эконо­ мию ресурсов, полученную в результате сокращения численности управленческого персонала, фонда заработной платы, расхода ос­ новных и вспомогательных материалов вследствие автоматизации конкретных видов планово-учетных и аналитических работ.

Не исключено, что внедрение технологий САПР и ГИС на пер­ вом этапе не приведет к уменьшению числа работников планово­ учетных служб. В этом случае учитывают косвенную эффектив­ ность, проявляющуюся в конечных результатах хозяйственной де­ ятельности предприятия. Ее локальными критериями могут быть: сокращение сроков составления сводок, повышение качества пла­ ново-учетных и аналитических работ, сокращение документообо­ рота, повышение культуры и производительности труда и т.д.

Основным же показателем является повышение качества управле­ ния, которое, как и при прямой экономической эффективности, ведет к экономии затрат.

В расчетах используют трудовые и стоимостные измерители, сопоставляя данные базисного и отчетного периодов. В качестве базисных принимают затраты на обработку информации до вне­ дрения технологий САПР и ГИС (вручную), а при совершенство­ вании действующей системы автоматизации — затраты при ее ис­ пользовании. Эффективность выражается как абсолютными, так и относительными показателями.

Абсолютный показатель эффективности по затратам (в денеж­ ном измерении) будет равен

СЭк = Со — Q ,

а индекс затрат

Срок окупаемости рассчитывается следующим образом:

т_(Зо + П0)КЭф

где з 0_ затраты иа техническое обеспечение; П(, —затраты иа программное обес­ печение; КЭф — коэффициент эффективности.

Контрольные вопросы и задания

1. Из каких составляющих состоит обший эффект от применения САЗПР и

как он рассчитывается? ^ 2. Как определить экономическую эффективность систем ооработки инфор­

мации? „ ^ „

3. Какие показатели используют для оценки экономической эффективности/

4. Опишите методику расчета экономического эффекта от внедрения САПР и

ГИС в землеустройстве.'

Г л а в а XIV

ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ В ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВЕ

1 . С Т Р У К Т У Р А И В О З М О Ж Н О С Т И Э К С П Е Р Т Н Ы Х С И С Т Е М

Перспективы развития землеустроительных САПР и ГИС во многом связаны с созданием и использованием экспертных сис­ тем (ЭС), которые являются разновидностью систем искусствен­ ного интеллекта.

Искусственный интеллект —это быстро развивающаяся науч­ ная дисциплина, возникшая в 50-е годы XX в. на стыке киберне­ тики, лингвистики,' психологии и программирования, восходящая к работам Винера, Маккалока и Розенблата по нейронным сетям. Ее можно определить как науку о знаниях, о том, как их добывать, представлять в искусственных системах, перерабатывать внутри них и использовать для решения практических задач. В настоящее время исследования в данной области проводятся по следующим основным направлениям:

обработка естественного языка и моделирование диалога; экспертные системы; автоматическое доказательство теорем; робототехника;

интеллектуальные вопросно-ответные системы; автоматическое программирование; распознавание образов;

решение комбинаторных задач (головоломки, игры). Наибольший прогресс в сфере искусственного интеллекта свя­

зан с созданием ЭС, которые уже получили достаточно широкое распространение и используются при решении многих практичес­ ких задач.

Решение задач землеустроительного проектирования постоян­ но требует привлечения экспертных знаний в большом объеме. Это обусловлено рядом причин: слабой структуризацией боль­ шинства задач данного типа; участием в их постановке специалис- тов-экспертов; возможностью получения различных, но практи­ чески равноценных проектов; отсутствием единого алгоритма ре­ шения; возрастанием сложности проектируемых объектов и уве­ личением количества учитываемых показателей на каждом следующем шаге проектирования.

Экспертная система (рис. 163) —это человеко-машинная сис­ тема, важнейшими компонентами которой являются база знаний

(построенная в соответствии с определенной формой их пред­ ставления) и механизм выводов, который обеспечивает манипу­ лирование объектами базы при решении конкретных приклад­ ных задач.

База знаний представляет собой совокупность экспертных дан­ ных, то есть знаний специалистов в определенной предметной об­ ласти. В отличие от обычных баз данных знания требуют иной формы представления; для этого используют так называемые се­ мантические сети с произвольной структурой и регулярные сети — фреймы. Фреймы описывают общие понятия, слоты и ячейки детализируют их, и в результате ЭС приобретает иерархи­ ческую структуру. В «решателе» (блок механизмов выводов) со­ браны логические операции, с помощью которых устанавливают­ ся связи между профессиональными знаниями экспертов и реаль­ ными ситуациями (входными данными задачи). Таким образом, главным в ЭС является модель представлений экспертов о пред­ метной области и методах решения соответствующих задач. Со­ вершенство системы зависит от глубины проникновения разра­ ботчиков в данную предметную область, то есть их опыта.

Детальная структура ЭС представлена на рис. 164. Модуль вы­ вода (решатель) по запросу от пользователя, используя имеющие­ ся знания, осуществляет поиск ответа, причем этот поиск, как правило, сопровождается диалогом между пользователем и ЭС. Если решение задачи (ответ) у пользователя вызывает сомнения, он может потребовать объяснений (эту работу выполняет подсис­ тема объяснений, на рисунке не показанная).

Модуль усвоения знаний, если он включен в ЭС, действует на принципах индуктивного вывода; разработка таких модулей еще только начинается, поэтому в большинстве существующих ЭС он отсутствует.

Создание экспертных систем— менее формальный процесс, чем написание компьютерных программ, разработка баз данных, информационно-поисковых систем. Это объясняется не возрас­ том данной области (ЭС разрабатываются уже не менее 30 лет), а

разнообразием плохо формализуемых задач, возникающих в раз­ личных предметных областях.

Тем не менее ЭС применяются достаточно широко; их можно классифицировать по следующим типам:

интерпретация (описание ситуаций по наблюдаемым данным); прогнозирование (вывод вероятных следствий из заданной си­

туации); диагностика (вывод о нарушениях в работе технической систе­

мы или организма человека по данным наблюдений), проектирование (построение конфигурации объектов, которая

удовлетворяет заданным ограничениям); планирование (разработка плана действий для достижения за­

данной цели); контроль (выдача предупреждений об опасности или нештат­

ной ситуации);

отладка (выдача рекомендаций по ликвидации недостатков функционирования);

ремонт (устранение обнаруженных в системе дефектов); обучение; управление (адаптация системы к меняющимся условиям).

В настоящее время сложилась определенная технология разра­ ботки ЭС, которая включает 6 основных этапов: идентификацию, концептуализацию, формализацию, выполнение, тестирование и опытную эксплуатацию.

Этап идентификации связан с осмыслением задач, которые предстоит решить будущей ЭС, и формированием требований к ней. На данном этапе нужно получить ответ на вопрос, что будет делать система и какие ресурсы необходимо задействовать (иден­ тификация задач, определение участников процесса проектирова­ ния и их роли, выявление ресурсов и целей).

Идентификация задачи заключается в составлении неформаль­ ного (вербального) описания, в котором указываются: обшие ха­ рактеристики задачи; подзадачи, выделяемые внутри нее; ключе­ вые понятия (объекты), их входные и выходные параметры; пред­ положительный вид решения, а также знания, относящиеся к ре­ шаемой задаче.

На этапе концептуализации проводится содержательный анализ проблемной области, выявляются используемые понятия и их вза­ имосвязи, определяются методы решения задач. Он завершается созданием модели предметной области, включающей основные концепты и отношения. На этом этапе определяют следующие особенности задачи: типы доступных данных; исходные и выводи­ мые данные, подзадачи общей задачи; используемые стратегии и гипотезы; виды взаимосвязей между объектами; типы используе­ мых отношений (иерархия, причина — следствие, часть —целое и т. п.); процессы, используемые в ходе решения; состав знаний, не­ обходимых для выработки решения; типы ограничений, наклады­ ваемых на процессы, используемые в ходе решения; состав зна­ ний, используемых для обоснования принятых решений.

На этапе формализации все ключевые понятия и отношения вы­ ражаются на некотором формальном языке, который либо выби­ рается из числа уже существующих, либо создается заново. Други­ ми словами, определяют состав средств выражения и способы представления декларативных и процедурных знаний, на основе которых формируется описание решения задачи ЭС на выбран­ ном формальном языке. В частности, указывают способы пред­ ставления знаний (фреймы, сценарии, семантические сети и т. д.), способы манипулирования ими (логический вывод, аналитичес­ кая модель, статистическая модель и др.) и их интерпретации.

Одна из основных проблем формализации профессиональных знаний — выявление задач, выполнение которых может быть пол­ ностью или частично поручено некомпетентному исполнителю.