Анализ мониторинга земель сельскохозяйственного назначения с применением ГИС технологий на территории Новосибирской области

1.

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ»
(СГУГиТ)
АНАЛИЗ МОНИТОРИНГА ЗЕМЕЛЬ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ С
ПРИМЕНЕНИЕМ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ НА
ТЕРРИТОРИИ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
Выпускник: Баранова Е. В.
Руководитель: Гиниятов И. А.

2.

Актуальность темы исследования
• Анализ уровня использования земельноинформационных систем при управлении
сельскохозяйственными предприятиями
показал, что в настоящее время для решения
сложных задач связанных с сельским
хозяйством уже не достаточно
использовать только картографические
данные (топографические карты, планы
схемы, тематические и кадастровые карты).
Необходимо наличие баз данных
разнородной информации
(геопространственной и семантической).
Такое комплексное хранение информации
возможно лишь при использовании
геоинформационных технологий.
2

3.

Актуальность темы исследования
• Географический и
геоинформационный анализ является
одним важнейших при решении задач
по территориальному управлению в
сельском хозяйстве, а также
рациональному использованию
земельных ресурсов и мониторингу их
состояния.
3

4.

Объект и предмет исследования
Объектом исследования в данной
ВКР является технология применения
геоинформационных систем при
мониторинге земель
сельскохозяйственного назначения.
Предметом исследования являются
земли сельскохозяйственного
назначения
4

5.

Цель работы, задачи исследования
Целью магистерской диссертации является анализ методических и технологических подходов для
выполнения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения с применением ГИС технологий на
примере территории Новосибирской области.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– выполнить анализ существующего опыта работ по
созданию ЗИС на территорию
сельскохозяйственных предприятий на примере РФ;
– рассмотреть основные возможности географических информационных систем для целей
автоматизации мониторинга состояния земель сельскохозяйственного назначения;
– изучить нормативно – правовое обеспечение земель сельскохозяйственного назначения;
– рассмотреть технологические и методические основы выполнения государственного мониторинга
земель;
– изучить методику выполнения почвенных обследований для целей мониторинга состояния земель и
создания земельно-информационной системы на территорию сельскохозяйственного предприятия;
– рассмотреть технологию создания цифровой почвенной карты для оптимизации работ по
мониторингу состояния земель сельскохозяйственного назначения.
5

6.

Научная новизна диссертации
Научная новизна диссертации заключается в выполнении анализа и систематизации
методического и технологического обеспечения проведения работ по мониторингу
земель сельскохозяйственного назначения с применением ГИС технологий,
позволяющего создать систему непрерывного контроля состояния плодородия почвы и
организации оптимального экологически ориентированного использования земель в
аграрной промышленности государства.
6

7.

Теоретическая значимость работы
Теоретическая ценность работы заключается в проведённых исследованиях методического
обеспечения ведения государственного мониторинга земель.
• В магистерской диссертации на основании выполненного анализа опыта работ по разработке и
внедрению геоинформационных систем для мониторинга земель, а также при
сельскохозяйственном производстве продукции систематизировано представлены в виде схем:
Действия органов государственной власти по организации мониторинга земель с применение ГИС технологий
Критерии эффективности мониторинга земель сельскохозяйственного назначения
Технологическая схема проведения почвенных обследований с целью мониторинга земель сельскохозяйственного
назначения
Структура формирования базы данных мониторинга земель сельскохозяйственного назначения
Технологическая последовательность этапов выполнения работ по мониторингу состояния земель
сельскохозяйственного назначения с применением геоинформационных систем
7

8.

Практическая значимость работы
• Практическая значимость магистерской диссертации заключается в
систематизации методического и технологического обеспечения для
целей выполнения работ по мониторингу земель сельскохозяйственного
назначения с применением ГИС технологий на основании проведенных
почвенных обследований.
8

9.

Методология и методы исследования
Методология и методы исследования, используемые в диссертации: системный
подход и системный анализ, методы почвенных и геоботанических обследований,
методы геоинформационного анализа и проектирования, методы охраны земель и
организации мониторинга состояния почвенного покрова.
9

10.

Положения, выносимые на защиту:
Проведение почвенных обследований земель сельскохозяйственного назначения с
применением геоинформационных технологий, и планирования наиболее
вероятных мест изменения состояния почвенного покрова, позволяет существенно
сократить объемы полевых работ по сравнению с традиционными схемами взятия
почвенных проб;
Применение геотехнологий при создании цифровых почвенных карт, как результата
мониторинга земель сельскохозяйственного назначения позволяет создавать и
накапливать информацию о плодородии почв в единой базе данных на
территорию сельскохозяйственного предприятия с возможность прогноза
изменения в течение времени качественных свойств почвенного покрова.
10

11.

Степень достоверности результатов исследования
Степень достоверности результатов исследования подтверждается сравнением результатов с
данными полученными при анализе современных российских практик по геоинформационному
мониторингу состояния сельскохозяйственных земель, например выполняемых в программном
обеспечении «Сканекс-АГРО».
Апробация результатов исследования была выполнена в ходе подготовки докладов и статей на
следующие конференции:
– Национальна НПК-2017 (СГУГиТ) Баранова, Е. В. О влиянии уровня доступности городской среды на
стоимость недвижимости [Текст] / Е. В. Баранова, А. Ю. Демиденко, А. В. Дубровский. – Интерэкспо ГЕОСибирь. XIV Междунар. науч. конгр., 23–27 апреля 2018 г., Новосибирск : Междунар. науч.-технолог.
конф. студентов и молодых ученых «Молодежь. Наука. Технологии» : сб. материалов в 2 т. Т. 1. –
Новосибирск : СГУГиТ, 2018. – С. 57–61.
– Национальна НПК-2017 (СГУГиТ) Баранова, Е. В. Использование беспилотных летательных аппаратов
для мониторинга земель сельскохозяйственного назначения [Текст] / Е. В. Баранова, А. Ю. Демиденко. –
Интерэкспо ГЕО-Сибирь. XIV Междунар. науч. конгр., 23–27 апреля 2018 г., Новосибирск : Междунар.
науч.-технолог. конф. студентов и молодых ученых «Молодежь. Наука. Технологии» : сб. материалов в 2 т.
Т. 1. – Новосибирск : СГУГиТ, 2018. – С. 85–89.
11

12.

Виды негативных воздействий на земли с/х назначения
Загрязнение химическими
веществами, в том числе
удобрениями (пестициды,
гербициды и др.)
Засоление, минерализация
почвы
Опустынивание
Зарастание полей
сорняками
Использование земель не по
целевому назначению
Нерациональное
использование почв в с/х ,
истощение плодородия почв
12

13.

Прием, архивация и
обработка данных ДЗЗ
Мониторинг состояния
с/х земель
Мониторинг границ
земельных участков и
с/х угодий
Мониторинг
размещения с/х
культур и состояния
посевов
Блок статистических
и архивных данных
Данные ЕГРН
Статистические
данные
Агроклиматические
данные
Карты, планы с/х
угодий
Мониторинг
плодородия почвы
Данные наблюдений
на тестовых полигонах
Геоботанические
обследования
Геодезические,
кадастровые,
землеустроительные
работы
Блок наземного мониторинга (контактный
мониторинг)
Блок мониторинга дистанционными
средствами
Структура формирования базы данных мониторинга земель
сельскохозяйственного назначения
13

14.

Действия органов государственной власти по организации
мониторинга земель с применение ГИС технологий
Предварительные работы
• анализ имеющихся литературных и картографических материалов:
геоботаническая карта, почвенная карта, материалы
инвентаризации земель, проекты и схемы землеустройства,
материалы определения состояния земельных угодий и
паспортизации осушенных и орошаемых территорий,
аэрофотоснимки
Картографирование контуров почвенного покрова
• векторизация границ геоботанических контуров, также отмечают
пункты, где сделаны описания (станции или точки), контуры сверяют
с почвенной картой, данными ДЗЗ
Планирование полевых работ
• по векторной карте и ДДЗЗ строят маршрут полевого обследования
с учетом рельефа местности и прогнозных изменений почвенного
покрова
Полевые работы
• взятие почвенных срезов, определение мощности гумусового
горизонта
Регулирование деятельности в сфере ведения мониторинга
осуществляет Федеральной службой государственной
регистрации, кадастра и картографии (Росреестр),
которая является федеральным органом исполнительной
власти, осуществляющим функции по государственной
регистрации прав на недвижимое имущество и сделок с ним,
по оказанию государственных услуг в сфере ведения
государственного кадастра недвижимости, осуществления
государственного кадастрового учета недвижимого имущества,
кадастровой деятельности, государственной кадастровой
оценки, землеустройства, государственного мониторинга
земель,….
.Часть
функций
выполняется
в
рамках
государственного земельного надзора.
Пост обработка
• актуализация цифровой почвенной карты сельскохозяйственных
угодий
Прогнозное моделирование
• сравнение полученных данных с данными предыдущих лет
наблюдения, разработка прогнозных моделей динамики изменения
качества почв и их плодородия
14

15.

Критерии эффективности мониторинга земель
сельскохозяйственного назначения
разработка и реализация необходимого объема программ по
обеспечению плодородия земель сельскохозяйственного
назначения
максимальное информационное обеспечение деятельности
сельскохозяйственного товаропроизводителя о состоянии
земель и потенциале плодородия почв
государственная поддержка сельскохозяйственного производства и
экономическое стимулирование внедрения прогрессивных систем
земледелия и экологически безопасных технологий
сельскохозяйственного производства
государственное финансирование научных исследований в
сфере охраны земель сельскохозяйственного назначения
эффективное осуществление и совершенствование
государственного экологического и земельного надзора в сфере
охраны земель сельскохозяйственного назначения
15

16.

Поиск, получение хранение, обработка и
анализ информации, мониторинг изменения
состояния земель
Оценка состояния земель и прогнозирование
изменений
Определение связей между воздействием
природных и антропогенных факторов на
земли
Выработка предложений о предотвращении
негативного воздействия на земли
Направление предложений для учета при
подготовке проектов территориального
планирования
Предоставление информации о
отрицательных воздействиях на окружающую
среду природных и антропогенных факторов
Данные почвенных обследований могут
передаваться следующим заинтересованным
лицам
Технологическая схема проведения почвенных обследований с
целью мониторинга земель сельскохозяйственного назначения
Росреестр, Управление государственного
земельного надзора, землеустройства и
мониторинга
Исполнительные государственной власти
С/х предприятия
Население
16

17.

Технологическая последовательность этапов выполнения работ по мониторингу состояния земель
сельскохозяйственного назначения с применением геоинформационных систем
Данные ЕГРН
Векторизация почвенных
карт
Создание цифровой
почвенной карты
Получение
разновременных ДДЗЗ
Анализ изменений
Проведение почвенных
обследований
Формирование базы
данных
Статистические данные
сельхозпредприятий
Сельскохозяйственное
предприятие
Мониторинг изменений состояния земель
сельскохозяйственного назначения
Агроклиматические
характеристики
Земельно-информационная система
Разработка землеустроительных мероприятий
17

18.

Технологическая схема создания цифровой почвенной карты
Формирование
геоинформационного
продукта
Сканирование бумажных
карт
Разработка условных
обозначений
Векторизация почвенных
карт
Заполнение базы данных
по типам почв и составу
угодий
Получение материалов
ДЗЗ
Обновление цифровой
модели карты по ДДЗЗ
Проведение почвенных
обследований
Передача в эксплуатацию
Обновление цифровой
модели карты по
результатам обследований
18

19.

Заключение
При выполнении выпускной квалификационной работы достигнута цель – выполнен анализ методических и
технологических подходов для выполнения мониторинга земель сельскохозяйственного назначения с применением
ГИС технологий на примере территории Новосибирской области.
Решены следующие задачи:
– выполнен анализ существующего опыта работ по
созданию ЗИС на территорию сельскохозяйственных
предприятий на примере РФ;
– рассмотрены основные возможности географических информационных систем для целей автоматизации
мониторинга состояния земель сельскохозяйственного назначения;
– изучено нормативно – правовое обеспечение земель сельскохозяйственного назначения;
– рассмотрены технологические и методические основы выполнения государственного мониторинга земель;
– изучена методику выполнения почвенных обследований для целей мониторинга состояния земель и создания
земельно-информационной системы на территорию сельскохозяйственного предприятия;
– рассмотрена технология создания цифровой почвенной карты для оптимизации работ по мониторингу состояния
земель сельскохозяйственного назначения.
19

20.

Выводы
Для мониторинга состояния земель сельскохозяйственного назначения необходимо использовать
комплексную информацию о состоянии почвенного покрова, сельскохозяйственных угодьях, а также о
агро-экологических характеристиках. Созданная база данных будет являться основным компонентом
земельно-информационной системы и может быть использована при проведении бонитировки почв,
кадастровой оценке земель, а также при разработке мероприятий по оптимизации схем
землеустройства.
20

21.

Спасибо за внимание!