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

Если на каждой группе земель одного качества организовывать севооборот, то их будет слишком много. Например, в каждом из трех небольших по площади производственных подразделений АО «Подольское» выделено по 3 разнокачественных группы пахотных земель. Значит, в идеале надо проектировать 9 севооборотов, что практически невозможно.

На пахотных землях разного качества в крестьянских хозяй­ ствах и небольших растениеводческих производственных коллек­ тивах целесообразно производить размещение культур с учетом предшественников на каждом однородном в почвенном отноше­ нии участке пашни. Это могут быть рабочие участки, целые поля или отдельные пахотные массивы в случае однородности их по­ чвенного покрова, рельефа, мелиоративного и экологического со­ стояния. Для характеристики качества пахотных участков реко­ мендуется использовать данные внутрихозяйственной оценки зе­ мель.

Пакет «RAZM» предназначен для оперативного решения на персональном компьютере следующих вопросов:

оптимальное (максимум прибыли) размещение сельскохозяй­ ственных культур на отдельных экологически однородных (рабо­ чих) участках с учетом предшественников на каждый последую­ щий год;

определение структуры посевных площадей на каждый после­ дующий год с учетом всех происходящих изменений;

расчет реальных, с учетом возможностей земельных участков, объемов растениеводческой продукции по каждой культуре и т. д.

В программе предусмотрена возможность введения в диалого­ вом режиме дополнительных условий, разрешений и запретов: предварительное выделение участков пашни под пар, овощи; учет предложений о возможном размещении кормовых корнеплодов, а также картофеля, льна и других специфических сельскохозяй­ ственных культур, если это необходимо по каким-либо соображе­ ниям или соответствует пожеланиям специалистов хозяйств. Зап­ рещается размещение пропашных культур и пара на деградиро­ ванных (эрозионно опасных, эродированных, переувлажненных) и загрязненных землях. Предусматривается рациональное исполь­ зование многолетних трав: в диалоговом режиме можно вводить ограничения на размещение трав последующих лет использования

взависимости от их состояния.

Квыходным данным задачи относятся: доход в растениевод­ стве, номера участков пашни и названия размещаемых на них сельскохозяйственных культур, расчетная урожайность и валовой сбор культуры на каждом участке пашни, уровень использования выделяемых денежных затрат под каждую сельскохозяйственную культуру, плановые задания. В сводной выходной таблице содер­

жится также оптимальная структура посевных площадей на рас­ четный год.

158

Входная информация вводится в ЭВМ в диалоговом режиме с возможностями корректировки и хранения. Она подразделяется на длительно хранимую и текущую.

К длительно хранимым данным относятся: коэффициенты из­ менения урожайности сельскохозяйственных культур в зависимо­ сти от предшественников; группы культур с соответствующими баллами внутрихозяйственной оценки земель в целом по хозяй­ ству и по каждому пахотному участку: необходимые нормативные показатели.

Текущая информация включает: порядковый номер года; коли­ чество выделенных участков пашни или полей; число и название сельскохозяйственных культур в планируемом году; расчетные значения урожайности сельскохозяйственных культур, а также цены реализации единицы растениеводческой продукции; наме­ чаемые объемы производства продукции по видам сельскохозяй­ ственных культур; выделяемые денежные затраты на возделыва­ ние каждой сельскохозяйственной культуры и др.

Вся входная информация берется из имеющихся в хозяйстве материалов различных обследований (землеустроительных, по- чвенно-эрозионных и др.), проектов внутрихозяйственного земле­ устройства, систем земледелия и землеустройства, книг истории полей севооборотов, годовых результатов работы сельскохозяй­ ственных предприятий и перспективных плановых разработок, материалов внутрихозяйственной оценки земель.

Основные характеристики по входной информации приведены в табл. 24.

24. Параметры подготовки исходной информации для ППП «RAZM»

♦Крестьянскому хозяйству были выделены пахотные земли, засевавшиеся в предыдущем году ячменем.

27. Распечатка результатов решения задачи по размещению посевов в крестьянском хозяйстве

Прибыль = 77 033 руб._____________ __________________________________________

Как видно из распечатки решения, в последующем году на 1 пахотном участке рекомендуется разместить кукурузу на силос, на 2-м —ячмень (14,77 га) и кукурузу на силос (6,23 га), на 3-м — яч­ мень (7,45 га) и клевер (9,55 га), на 4-м —клевер, на 5-м —ячмень (6 га). При таких условиях крестьянское хозяйство получит наме­ ченный объем растениеводческой продукции.

При практическом применении (наложении) результатов ре­ шения задачи может производиться корректировка исходной ин­ формации в необходимых пределах. В последующие годы задача

161

11 — 6993

решается аналогично, при этом состав культур может меняться в зависимости от потребности крестьянского хозяйства в той или иной продукции.

При решении поставленной задачи окончательный ответ не всегда получается сразу. Иногда получение расчетного объема продукции невозможно либо из-за нехватки средств (запланиро­ ванных затрат), либо из-за низкой урожайности культур. Изменяя эти показатели, добиваются желаемого результата. Бывает и на­ оборот— при решении задачи появляются неиспользуемые пло­ щади. Как правило, это участки пашни с очень низким плодоро­ дием или переувлажненные. Следует дополнительно изучить их, уточнить необходимые мелиоративные мероприятия и возможные культуры для посева. Появление неиспользованных участков воз­ можно также из-за некорректного применения запретов и разре­ шений при вводе исходной информации о сельскохозяйственных культурах.

Контрольные вопросы и задания

1.Назовите общие принципы оптимизации решения землеустроительных за­ дач в автоматизированном режиме.

2.Каковы основные этапы разработки ПМК?

3.Какая исходная информация необходима для работы с ППП «Фермер»?

4.Какая информация относится к постоянной, нормативно-справочной и оперативной при использовании ППП «EROZ»?

5.Каковы особенности подготовки информации для ППП «RAZM»?

Г л а в а IX

ПОСТРОЕНИЕ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА

ИТРЕХМЕРНОЙ ТЕМАТИЧЕСКОЙ КАРТЫ

ТЕРРИТОРИИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ

ХОЗЯЙСТВА

•

Для создания цифровых моделей рельефа используется про­ грамма Surfer, которая позволяет наглядно продемонстрировать возможности использования трехмерных изображений в землеуст­ роительном проектировании, а также оценить трудоемкость про­ цесса подготовки землеустроительной графики в различных про­ граммных средах.

1. П О Л У Ч Е Н И Е Ц И Ф Р О В О Й М О Д Е Л И Р Е Л Ь Е Ф А

К Р Е С Т Ь Я Н С К О Г О Х О З Я Й С Т В А

При формировании цифровых моделей и построении карт ис­ пользуется цифровая модель рельефа (ЦМР), основанная на логи­ ко-математической структуре, объединяющей множество опор­ ных точек, элементами которого являются плоские прямоуголь­ ные координаты точек X, Y и их высоты Z, морфометрические ха­ рактеристики рельефа и др., позволяющие получать высоту любой точки в заданной области с требуемой точностью по определенно­ му алгоритму.

Если нет возможности отсканировать изображение, можно по­ лучить цифровую модель рельефа, используя имеющуюся плано­ вую основу с нанесенными изолиниями рельефа или данные по­ левых измерений.

Существуют различные способы построения ЦМР. Во-первых, можно использовать результаты проведения топографических съе­ мок. В этом случае исходными материалами являются полевые журналы съемок местности объекта проектирования и результаты почвенных обследований; в ЦМР используется регулярная сеточ­ ная модель с постоянным шагом (рис. 33, а, б).

Во-вторых, можно использовать метод цифрования картогра­ фической информации; исходным материалом будет карта мест­ ности с нанесенным на нее рельефом. При построении ЦМР ис­ пользуется структурная модель, то есть узловые точки будут рас­ полагаться на горизонталях в точках излома таким образом, что каждая горизонталь будет разбита на прямые отрезки и представ­ лять собой кусочно-гладкую кривую (рис. 33, е, г). Каждая узловая

Рис. 33. Некоторые виды моделей рельефа

точка характеризуется высотой Z и соответствующими координа­ тами X, Y.

В-третьих, можно заранее подготовить исходные данные, сняв координаты вручную с плана. Выбор того или иного способа зави­ сит от наличия технических средств (дигитайзер, сканер, цифро­ вая фотокамера).

Остановимся на самой распространенной (из-за низкой сто­ имости) технологии обработки картографических материалов, осуществляемой с помощью дигитайзера. В этом случае при опре­ делении плановых координат каждого узла ломаной линии опера­ тор совмещает оптическую ось мыши дигитайзера с этим узлом и дает команду на определение и регистрацию плановых координат. Затем по координатам узлов и их высотам восстанавливается пол-

164

Файл Правка Вид Вставка Формат Сервис Данные

Рис. 34. Фрагмент окна Excel с набранными координатами

ная картина рельефа. Построенная таким образом ЦМР может ис­ пользоваться в дальнейшем для построения ЦМ смыва почвы, для построения карты эрозионно опасных земель, в качестве источни­ ка базы данных по объекту проектирования.

Аналогично выполняется дигитализация проектируемых ли­ нейных элементов и рабочих участков.

Зная горизонтальный и вертикальный масштабы, а также вы­ сотные отметки горизонталей, составляют таблицу координат уз­ ловых точек1(табл. 28).

28. Таблнпа координат узловых точек

Эти данные заносят в файл, который может создаваться раз­ личным образом:

1) в любом текстовом редакторе, с набором координат из табл. 32 построчно через пробел (в дробных числах разделителем

>В данном случае узловые точки —это точки излома линий при оцифровке горизонталей рельефа.

165

Рис. 35. Фрагмент окна встроенной электронной таблицы с набранными коорди-

I * !

TpdHcn1.DAT

усааьба! .DAT

z i

List Files of Type:

Ja BRecognized Types

Рис. 37, Диалог Scattered Data Interpolation: работа с набранными координатами

должна быть только точка, а не запятая); каждая строка начинает­ ся с абзаца;

2)в электронных таблицах (например, в Excel) (рис. 34);

3)в самой программе Surfer, для этого нужно в меню File

выбрать Worksheet, после чего откроется окно электронной таб­

лицы; после набора координат ее можно сохранить в файле

(рис. 35).

После набора координат любым из указанных выше способов в

меню Grid/Data можно выбрать созданный файл с координатами

(рис. 36).

В диалоге Scattered Data Interpolation (рис. 37) устанавливают параметры файла координат и высот, выбирают метод интерполя­ ции при построении горизонталей и т. д. После этого нужно на­ жать ОК и будет создан файл с расширением grd.

2 . С О З Д А Н И Е , О Ф О Р М Л Е Н И Е И Н А С Т Р О Й К А П А Р А М Е Т Р О В К А Р Т Ы

Меню Map/Contour позволяет открыть grd-файл (рис. 38, 39). Кнопка Level используется для выбора максимальной и мини­ мальной отметок, а также величины шага горизонталей. Кнопка Line нужна, чтобы задать стиль линии максимальной и минималь­ ной горизонталей и автоматически интерполировать промежуточ­ ные горизонтали между ними (рис. 40).

Рис. 38. Диалог Open Gnd: запуск редактора данных Grid Node Editor

из|

ГП

£

со?

£ ■О <D ~о

аФ <1

о о о о о о о о о о

mi 2 Z Z Z Z Z Z Z Z Z

>2 Z Z Z ^ Z Z Z Z

СПОг-СМГО^МЛШК смсосососогогососо

CNJCM CM CM CM CM CM CM CM

Рис. 39. Диалог Contours Мар: запуск редактора данных Grid Node Editor

Minimum Line Attributes

Рис. 40. Диалог Line Spectrum: настройка стилей линий

Кнопка Fill (заливка) позволяет задавать диапазон измене­ ния цвета от максимального до минимального уровня («отмыв­ ка» рельефа). Для этого нужно нажать соответствующий квад­ рат, выбрать цвет и заливку. Изменения произойдут после нажа­ тия на кнопку ОК.

Кнопка Label дает возможность подписывать горизонтали (то есть выставлять на них высотные отметки). Для этого нужно сде­ лать двойной щелчок по кнопке Yes или No, чтобы указать, под­ писывать горизонталь или нет. Допускаются также изменение grd-файла клавишей Change Grid, добавление (Add) или удаление (Delete) того или иного уровня высот (горизонталей).

После внесения всех указанных параметров следует нажать ОК и на экран будет выведена карта соответствующего типа.

3 . Р Е Д А К Т И Р О В А Н И Е Д А Н Н Ы Х И У Д А Л Е Н И Е К А Р Т Ы

Можно оценить визуально, насколько изображение на экране отличается от карты на бумаге. Если разница велика, необходимо воспользоваться редактором данных Grid/Grid Node Editor, выбрав соответствующий grd-файл. После этого карта рельефа становится доступной для редактирования (рис. 41). В узлах появляются сим­ волы «+», а над картой — координаты X, Y, Z; при этом величина Z доступна для редактирования в соответствующем окне. Эту опе­ рацию можно проделать для любой точки на карте; изменения сразу же отражаются на экране. После внесения всех необходи­ мых корректировок нужно закрыть окно и сохранить внесенные изменения.

Для удаления изображения карты следует выбрать его щелчком

- IO] 9 li iUS9VU3 H9U 0(

Рис. 41. Редактирование карты рельефа

Выделенное изображение отмечено черными маркерами. Теперь его мож­ но удалитьичи скопировать в буфер

Рис. 42. Выделение гипсометрического изображения рельефа для удаления

мыши (при этом появятся черные метки — маркеры; и нажать клавишу Delete (рис. 42). После удаления карты все операции по ее созданию (пп. 9.3—9.4) выполняют заново.

4 . Р Е Д А К Т И Р О В А Н И Е И З О Б Р А Ж Е Н И Я

Параметры вывода изображения на печать задают в меню File/ Page Layout.

Расположение карты на листе бумаги и ее размеры можно лег-

Рис. 43. Нижняя ось карты выделена для редактирования

Рис. 44, Диалог Left Axis: редактирование левой оси карты

ко изменить с помощью мыши. «Захватив» мышью изображение, можно передвинуть его в желаемое место. Щелкнув по нему, его можно сжать или растянуть, пользуясь маркерами. Чтобы отредак­ тировать оси, необходимо выделить любую из них щелчком мыши (появятся два белых маркера, рис. 43). Затем следует щелкнуть

правой кнопкой мыши и станет доступным меню редактирования параметров оси (рис. 44).

На изображение можно также наносить различные элементы оформления: подписи, графические объекты (роза ветров и т. п.) с помощью соответствующей панели инструментов в главном меню

(рис. 45).

После выполнения всех операций необходимо сохранить файл построенной карты; выбрав в главном меню File/Save As, назначают нужный диск, папку и задают имя файла с расшире­ нием .srf.

5 . Ц И Ф Р О В А Н И Е С К А Н И Р О В А Н Н Ы Х И З О Б Р А Ж Е Н И Й Р Е Л Ь Е Ф А

Чтобы получить изображение в программе Suffer, необходимо предварительно отсканировать карту (план) с нанесенными изо­ линиями рельефа с помощью любой доступной программы (на­ пример, прилагаемой к сканеру) и записать полученное изображе­ ние в файл в каком-нибудь графическом формате (скажем, BMP). Затем в главном меню Surfer нужно выбрать Map/Load Base Мар и загрузить полученное изображение (рис. 46).

Для успешного и качественного цифрования загружаемая кар­ тинка с рельефом должна быть хорошего качества (рис. 47). В про­ тивном случае ее следует отредактировать в любом графическом редакторе (Paint, Photoshop и т. д.).

Для проведения дигитализации необходимо выделить карту, щелкнув по ней мышью, а затем выбрать в главном меню М ар/ Digitize (курсор при этом принимает форму перекрестья).

Цифрование производится путем проведения перекрестьем курсора по горизонталям с фиксированием левой клавишей мыши отклонений от прямой линии (более детально на изгибах горизон­ талей, менее детально на прямых участках). Одновременно откры­ вается файл, который содержит координаты горизонталей Ху Y, Z. Координаты X и Y проставляются автоматически, а координата Z (высота) вводится вручную; для этого нужно щелкнуть в окне файла с расширением .dat. Курсор переводится левой кнопкой мыши в конец строки, далее ставится запятая и через пробел —

Рис. 47. Рабочий стол программы Surfer с загруженным рисунком, подготовленным

для цифрования

соответствующая высотная отметка. Для размножения высотной отметки по всем соответствующим Х и Y выделяют запятую, про­ бел и отметку нажатием левой кнопки мыши; затем нажимают правую кнопку мыши и в выпадающем меню выбирают пункт Ко­ пировать. После этого переводят курсор в конец следующей стро­ ки, нажимают правую кнопку мыши и затем в выпадающем меню выбирают пункт Вставить (рис. 48).

После завершения оцифровки следует закрыть файл и сохра­ нить его с расширением .dat. Для этого в меню File окна ввода ко­ ординат нужно выбрать Save As (рис. 49) и нажать Enter на клавиа­ туре.

В появившемся окне (рис. 50) следует указать имя файла для сохранения координат.

Далее в главном меню Map/Digitize нужно отключить функ­ цию Digitize, щелкнув по ней мышью (пометка около этого слова исчезнет). Активную картинку удаляют кнопкой Delete (на кла­ виатуре). В главном меню выбирают Grid/Data/*.dat (имя файла с координатами); дальнейшие операции описаны выше в пп. 9.3—9.4.

Рис. 48. Во время цифрования с левой стороны открывается окно для ввода координат