Авторизация

Логин:
Пароль:
Восстановить пароль
Регистрация
  • Форум
  • Блоги
  • Контакты
  • Новости
  • Продукты
  • Отрасли
  • Обучение
  • Поддержка
  • События
  • О компании
  • 1 (52) | 2010 ГИС в имитационном моделировании территориального развития

    Шеина С.Г., д.т.н., профессор

    Матвейко Р.Б., ассистент

     

    Ростовский государственный строительный университет, кафедра Городского строительства и хозяйства, E-mail:rgsu-gsh@mail.ru

    Территориальное развитие определяется как прогрессивное изменение пространственной структуры частей народного хозяйства для создания оптимальной среды жизни населения. Оно также определяется как экономико-географический процесс формирования и качественного преобразования региональных хозяйственных систем. Кроме того, выделяются еще два аспекта территориального развития: приобретение потенциала и трансформация ресурсов. В результате, территориальное развитие определяется как «деятельность по реализации (самореализации) потенциала региона»; по материалу она представляет ресурсную трансформацию, ее механизмом является самоорганизация, результатом – усложнение структуры, которое проявляется в росте разнообразия и согласованности элементов региональной системы.

    На процесс управления территориями, его коммуникационную и информационную составляющие все большее влияние оказывает формирующееся единое информационное пространство, которое базируется на компьютерных и сетевых технологиях. Эффективность управления во многом зависит от создания условий для консолидации информационных ресурсов. Целевой функцией создания информационных ресурсов является обеспечение идентификации состояния социально-экономических, общественно-политических и научно-технических процессов и явлений; а также потенциальной возможности выработки на их основе рекомендаций по принятию решений.

    Информационно-аналитические системы представляют собой комплекс целого ряда информационных технологий: сбора и передачи информации, поиска и хранения данных, представления их пользователю. В целях управления процессами территориального освоения и развития и их контроля разрабатывается Информационно-аналитическая система управления процессом территориального развития. Система состоит из двух взаимосвязанных блоков: Информационная база инвестиционных проектов и Имитационная модель территориального развития (рис. 1).


    Рис. 1. Схема работы Информационно-аналитической системы управления процессом территориального развития.

     

    Имитационная модель является логико-математическим описанием процессов управления территориальным развитием на основе объединения формальных и неформальных методов, учета детерминированных и вероятностных факторов. Моделирование процессов территориального развития выполняется через систему тематических слоев, имитирующих реальные процессы и факторы и имеющих обязательную пространственную привязку; а также посредством аналитических процедур и методов, описывающих взаимодействие исходных данных и выражающих результат их взаимного влияния.

    В рамках имитационного моделирования выполняется комплексная оценка территории, затем на ее основе производится оценка потенциалов региона и расчет приоритетности видов функционального использования территории. Последнее определяет, какие виды функционального использования будут наиболее рациональны и выгодны для тех или иных территорий, что, в конечном счете, и определяет приоритетные направления развития отдельных территорий.

    Выбор приоритетных направлений развития территории производится из перечня видов функционального использования, включающего следующие группы:

    • сельское хозяйство;
    • использование территории под поселения;
    • промышленность, транспорт и т.п.;
    • особо охраняемые территории (рекреация);
    • лесное хозяйство;
    • водное хозяйство.

    Выбор производится по максимальному значению целевой функции приоритетности использования территории, которая считается отдельно для каждого вида функционального использования территории по формуле:

    F(x,y)=x1y1i+ x2y2i+…+ xnyni  ,

    где хn – выраженность n-ного фактора относительной ценности территории, yni – коэффициент приоритетности n-ного фактора относительной ценности территории для i-го вида функционального использования территории.

    По каждому виду функционального использования территории строится имитационная модель, с помощью которой можно определить наиболее привлекательные районы для соответствующего вида ее функционального использования.

    Для построения имитационной модели Ростовской области, реализующей оценку рекреационной пригодности территории, были выполнены следующие действия:

    • выделены параметры оценки рекреационных зон;
    • проведена классификация рекреационных зон по специализации;
    • построена электронная карта приоритетных зон;
    • разработана классификация организационно-технологических мероприятий по устранению негативного влияния окружающей среды и повышению рекреационной привлекательности территории;
    • разработан программный модуль, реализующий моделирование перечисленных выше организационно-технологических мероприятий.

    Параметры оценки рекреационных зон по значимости делятся на основные факторы и дополнительные факторы.

    К основным факторам относятся:

    • продолжительность благоприятных температурных условий
    • наличие морского побережья
    • характер рельефа
    • наличие лесов, рек, озер и водохранилищ
    • состояние окружающей среды
    • обеспеченность транспортными магистралями

    Дополнительные факторы характеризуют:

    • наличие выходов подземных вод
    • наличие бальнеологических ресурсов
    • характеристику пляжей
    • экскурсионные объекты природного характера.

    Оценка рекреационной ценности территории Ростовской области на основе выделенных факторов, представленная в ArcGIS в удобном для восприятия и анализа картографическом виде, приведена на рис. 2.


    Рис. 2. Оценка рекреационной ценности территории Ростовской области.


    Рис. 3. Классификация рекреационных зон по специализации.

     

    Классификация рекреационных зон по специализации выделяет следующие виды рекреационных комплексов (рис. 3):

    • Туристско-оздоровительно-охотничье-рыболовный;
    • Санаторно-туристско-оздоровительный;
    • Санаторно-курортный;
    • Туристско-оздоровительный;
    • Охотничье-рыболовный.

    Классификация организационно-технологических мероприятий по устранению негативного влияния окружающей среды и повышению рекреационной привлекательности территории разделяется по группам:

    1. Снижение промышленной нагрузки

    • перевод на газовое топливо предприятий энергетики;
    • разработка и внедрение энергоресурсосберегающих технологий на промышленных предприятиях;
    • использование нетрадиционных источников энергии (ветровой, солнечной).

    2. Снижение транспортной нагрузки

    • доведение технического уровня существующих федеральных и территориальных дорог до соответствия росту интенсивности движения;
    • реконструкция наиболее загруженных участков дорог на подходах к городам и крупным населённым пунктам и строительство обходов с целью выноса из них транзитных потоков;
    • формирование и развитие на территории области сети многополосных автомагистралей и скоростных дорог для обеспечения связи между крупнейшими региональными центрами России в составе российских и международных транспортных коридоров и их интеграция в Европейскую и Азиатскую систему международных автомобильных дорог.

    3. Снижение загрязнения атмосферного воздуха

    • совершенствование и развитие сетей автомобильных дорог;
    • разработка и внедрение энергоресурсосберегающих технологий на промышленных предприятиях;
    • использование нетрадиционных источников энергии (ветровой, солнечной).

    4. Снижение загрязнения питьевой воды

    • строительство, реконструкция и восстановление централизованных локальных систем водоснабжения;
    • реконструкция и расширение очистных сооружений;
    • расширение и реконструкция канализационных сетей.

     

    5. Снижение загрязнения почв и сельхозпродукции

    • повышение доз органических удобрений и фосфорных; утяжеление гранулометрического состава легких почв;
    • возделывание культур, отличающихся пониженным накоплением тяжелых металлов (бахчевые, картофель, томаты);
    • создание положительного баланса гумуса, что способствует ускорению фиксации загрязнителей органическим веществом с последующим постепенным перемещением в глубокие горизонты почвы.

     

    6. Улучшение состояния здоровья населения

    • вакцинация населения против природно-очаговых заболеваний;
    • санитарная охрана водоисточников, ограничения для купания в водоемах, загрязненных сельскохозяйственными животными;
    • вакцинация сельскохозяйственных животных.

    Разработанный программный модуль «Моделирование рекреационных комплексов» реализует моделирование организационно-технологических мероприятий по повышению рекреационной привлекательности территории с использованием ГИС-технологий (рис. 4). Для этого на электронной карте выбирается участок, вызывается окно модуля, в котором рассчитывается его пригодность и специализация рекреационных комплексов. Встроенные инструменты позволяют произвести анализ вредных экологических факторов, наличие которых повлияло на оценку рекреационной пригодности территории. По каждому фактору предлагается перечень мероприятий, нейтрализующих либо снижающих их влияние. Функция моделирования организационно-технологических мероприятий, снижающих влияние вредных экологических факторов, позволяет оценить рекреационный потенциал территории и те меры, которые надо предпринять, чтобы использовать эту территорию для рекреационных целей.


    Рис. 4. Программный модуль «Моделирование рекреационных комплексов».

     

    После моделирования мероприятий производится перерасчет рекреационной специализации участка. В примере, приведенном на рис. 4, показано, что теперь рассматриваемый участок пригоден для развития Туристско-оздоровительно-охотничье-рыболовных комплексов.

    На рис. 5 показан процесс моделирования мероприятий с последовательным устранением одного загрязняющего фактора, затем 2-х, 3-х и, наконец, 4-х загрязняющих факторов.


    Рис. 5. Моделирование процесса последовательного устранения загрязняющих факторов.

     

    Генерируя такие модели по другим видам развития территории, комбинируя их и сравнивая, можно получить научно-обоснованную стратегию развития региона на долгосрочную перспективу. Использование информационных систем позволяет сделать эту стратегию постоянно обновляющейся, а процесс территориального планирования – непрерывным.




    Версия для печати