Концептуальная модель предметной области оценивания земель сельскохозяйственного назначения на основе привлечения геопространственной информации

Задача оценивания земель сельскохозяйственного назначения (ЗСХН) рассматривается в контексте таких практических задач, как оценивание потенциала залежных земель и возврата их в сельскохозяйственный оборот, кадастровая оценка ЗСХН и др.
В работе анализируются вопросы построения концептуальной модели оценивания параметров ЗСХН на основе геопространственной информации. Основным объектом оценивания является сельскохозяйственный контур (СК). Как всякий геопространственный объект (ГПО), СК может быть описан через спецификацию набора отношений и атрибутов, характеризующих:
А) Типизацию объекта и его положение в родовидовых иерархиях;
Б) Структуризацию объекта и его место в пространственных надструктурах;
В) Сущностные характеристики объекта;
Г) Сущностные характеристики внешней среды и взаимодействий «объект-среда»
Типизация СК осуществляется на основе деления на залежные земли и земли, находящиеся в использовании; деления сельскохозяйственных угодий на бахчевые земли, виноградники, пастбища, сенокосы, плодовые сады, многолетние насаждения; классификации СК в зависимости от экономических аспектов использования и др.
Основой для структуризации информации о ЗСХН является агроландшафтный подход, позволяющий рассматривать территории, на которых осуществляется сельскохозяйственная деятельность, начиная с уровня агроландшафтных областей и систем агроландшафтов и вплоть до агромассивов. Другим основанием для структуризации СК является выделение на нем сельскохозяйственных полигонов.
Сущностные характеристики СК могут быть подразделены на следующие группы:
• Характеристики местоположения и формы СК;
• Характеристики почвы;
• Характеристики растительности.
В общем случае СК соответствует трёхмерная поверхность, геометрически привязанная к соответствующему фрагменту земного геоида. Для большинства практических задач достаточной является такая система свойств и характеристик, как координаты внешнего контура, интегральная характеристика рельефа, средняя высота над уровнем моря, направление и угол наклона поверхности (для наклонных ландшафтов). Однако, при решении таких задач, как, например, управление роботизированной уборочной техникой, данный набор свойств должен быть расширен 3d-моделью рельефа.
В категории «почва» основные группы признаков – минералогический и гранулометрический состав, структура органического вещества, почвенная структура, состояние воды в почве, почвенная биота, характеристика загрязнений, сведения о внесенных удобрениях. Помимо указанных признаков, используется классификатор почв по ГОСТ 27593-88(2005). В категории «растительность» рассматриваются виды культур и севооборот, показатели урожайности, а также негативные для растениеводства факторы – засоренность, закустаривание, опустынивание и др.
К основным характеристикам внешней среды следует отнести: а) климатические условия, б) объекты инфаструктуры, в) характеристики антропогенного влияния.
В категории «климат» СК соотносится с той или иной климатической зоной и указываются характеристики, влияющие на тепловой и водный режимы почв: тренды температуры, давления, осадков, закономерности перемещения воздушных масс.
В инфраструктуру СК включаются природные и антропогенные объекты, обладающие ценностью для ведения сельскохозяйственной деятельности: населенные пункты, дороги, водные объекты, ЛЭП и т.п.; кроме того, важна оценка взаиморасположения СК и элементов мезорельефа.
Категория – «антропогенное воздействие» отражает сведения об истории полевых работ, агрохимических, мелиоративных, культур-технических и агротехнологических мероприятий.
Все рассмотренные выше элементы в концептуальной модели соотносятся с классами объектов (в том числе ГПО), экземплярами объектов, атрибутами объектов и отношениями между ними. Каждому из вычислимых атрибутов и отношений сопоставляется процедура его вычисления (получения и актуализации информации). При этом необходимо учитывать фактор временной изменчивости: межсезонной и внутрисезонной динамики с учетом типа объекта. В качестве исходных данных выступают имеющиеся геоинформационные слои, результаты оперативного анализа спутниковой информации, метеоданные, а также данные наблюдений на местности.