Модели и геоинформационные технологии управления природопользованием на уровне административного района

Мясникова, Светлана Ивановна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Модели и геоинформационные технологии управления природопользованием на уровне административного района
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Модели и геоинформационные технологии управления природопользованием на уровне административного района"

российская академия наук

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи

МЯСНИКОВА Светлана Ивановна

МОДЕЛИ И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ НА УРОВНЕ АДМИНИСТРАТИВНОГО РАЙОНА

25.00.36 - Геоэкология (географические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Иркутск - 2005

Работа выполнена в Институте географии СО РАН

Научный руководитель доктор географических наук

Черкашин Александр Константинович

Официальные оппоненты доктор географических наук

Савельева Ирина Леонидовна доктор технических наук

Бычков Игорь Вячеславович

Ведущая организация

Восточно-Сибирский государственный технологический университет (г. Улан-Удэ)

Защита состоится 27 апреля 2005 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д 003.010.02 по присуждению ученой степени доктора географических наук при Институте географии СО РАН по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1, тел/fax. (3952) 42-27-17

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института географии СО РАН

Автореферат разослан марта 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного со] кандидат географических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В задачах управления развитием территории важное место отводится информации, с помощью которой принимаются проектно-планировочные решения и оцениваются их геоэкологические последствия. По этой причине подготовка информации, ее оперативная обработка и представление результатов в картографическом виде становятся неотъемлемым условием эффективности геоэкологически ориентированного территориального управления от федерального и регионального до муниципального уровня. Это относится к разным видам и формам деятельности и, особенно, к природопользованию, отличающемуся пространственной распределенностью проводимых мероприятий и необходимостью учета местных географических условий, экологических и правовых ограничений.

Современным средством информационного обеспечения территориального управления становятся геоинформационные системы (ГИС) и геоинформационные технологии, концентрирующие и обрабатывающие большие объемы информации. Вместе с тем сохраняется проблема совершенствования алгоритмов преобразования ГИС-данных, для чего создаются специальные модели и методы исследования хозяйственной ситуации, прогнозирования динамики воспроизводства природных ресурсов, которые дают возможность формировать оптимальную стратегию и тактику природопользования, прежде всего на уровне административных районов и областей России.

Цель исследования - разработать систему информационно-географического обеспечения, модели и методы территориального управления административным районом для оптимизации природопользования и устойчивого развития территории.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи.

1. Раскрыть содержание и место геоинформационных систем и технологий в территориальном управлении природопользованием на уровне административного района.

2. Реализовать последовательность процедур создания геоинформационной системы административного района на основе данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ).

3. Основываясь на ГИС-технологиях, провести дифференциацию территории района по экологическим критериям с учетом существующей нормативно-правовой базы в области охраны природы.

4. Разработать и реализовать методику информационного обеспечения моделей на основе базы данных ГИС административного района.

5. Провести картографирование устойчивости и оптимальных норм воздействия на таежные экосистемы исследуемого района, основываясь на результатах моделирования.

6. Показать возможности совершенствования методов планирования и управления природопользованием с применением геоинформационных технологий атласного картографирования.

Объект исследования - территория Слюдянского административного района Иркутской области, расположенная на юге оз. Байкал и характеризующаяся уникальной природной средой и сложной социально-экономиче-ской ситуацией.

Предмет исследования — структура и механизмы регулирования экологической ситуации и хозяйственной деятельности на уровне административно -го района.

Исходные материалы. Использовались статистические и нормативные документы, фондовые материалы различных ведомств, включая данные лесоустройства, космические снимки с отечественных аппаратов (Ресурс-Ф), топографические карты М 1:200 000, инвентаризационные карты района масштаба М 1:200 000, выполненные в Институте географии СО РАН. Район подробно обследовался в ходе экспедиционных работ в 1999-2002 гг. Проводились встречи с руководством района и местными жителями для уточнения ситуации и формулировки проблем, связанных с рациональным природопользованием.

Методы исследования - натурные исследования ландшафтов, социологическое обследование системы местного самоуправления, опросы населения, математическое, компьютерное и геоинформационное моделирование и картографирование, статистический анализ, дешифрирование космических снимков.

Теоретической основой и руководящими принципами в данной работе послужили идеи полисистемной методологии моделирования А. К. Черкашина, концепции территориальной организации и управления природопользованием Ю.П. Михайлова, A.M. Трофимова и М.В. Панасюка, принципы геоинформационного картографирования A.M. Берлянта, B.C. Тикунова и А.В. Кошкарева, методы ландшафтно-информационного обеспечения B.C. Михеева, методы оптимального управления Л.С. Понтрягина, методы эколого-экономического моделирования В.И. Гурмана, М.К. Бандмана, А.А. Гусева, К.Г. Гофмана и др.

Научная новизна работы.

1. Впервые создана геоинформационная система административного района на основе ДДЗЗ.

2. С использованием геоинформационных технологий реализованы процедуры системного анализа экологической ситуации от создания информационного образа объекта территории до принятия оптимальных решений.

3. Реализованы новые алгоритмы информационного обеспечения математических моделей с использованием базы данных ГИС района.

4. Предложены объективные методы оценки устойчивости лесных экосистем на основе данных ГИС и математических моделей взаимодействия биотических компонентов.

5. На основе ГИС построена карта правового зонирования территории как форма преломления природоохранной законодательной базы на характеристиках естественных и преобразованных ландшафтов района с учетом местных отношений в сфере землепользования.

6. Впервые использованы методы оптимального управления, основанные на принципе максимума Понтрягина, для определения допустимых нагрузок на таежные экосистемы.

7. В режиме геоинформационного картографирования разработан электронный атлас, отражающий современную ситуацию в области природопользования в районе.

Практическое значение и внедрение.

Исследования выполнены по научным темам Института географии СО РАН и реализованы в рамках следующих проектов:

1. «ГИС планирования политики землепользования Слюдянского района (Иркутской области)» (проект ROLL 116GR3/ISC-98).

2. «Системы географических знаний как основа эколого-географической экспертизы» (работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект 99-05-64075).

3. «Использование ГИС-технологий для решения задач территориального управления природопользованием» (проект РФФИ 01-05-06229, рук. СИ. Мясникова).

4. «Теория геосистем: основные понятия и законы» (Проект РФФИ № 02-05-65054).

5. «Разработка и внедрение механизмов устойчивого природопользования в центральной экологической зоне Байкальского региона» (проект по программе "Местные инициативы" (Глобальный Экологический Фонд) Ю10008-S3, автор являлся ответственным исполнителем проекта).

Результаты переданы для практического использования в следующие организации: информационно-аналитический комитет администрации Иркутской области, администрацию Слюдянского района Иркутской области, комитет природных ресурсов по Иркутской области МПР РФ и др.

ГИС Слюдянского района Иркутской области создана на базе обобщения опыта реализации предыдущих проектов (ГИС о. Ольхон и др.) и входит в состав ГИС органов государственной власти Иркутской области (ГИС ОГВ). С использованием разработанной ГИС и как этап ее дальнейшего совершенствования проведено ландшафтное планирование этого района. С применением разработанных ГИС-технологий осуществлено планирование для района дельты р. Селенги в режиме интерпретационного картографирования.

Практические результаты исследования были отмечены дипломом за разработку новых технологий выставки «Наука, образование, новые технологии» (Иркутский международный выставочный комплекс, 4-7 апреля 2000 г.), дипломом за комплекс научно-исследовательских работ и создание специальных карт выставки «Сиблесопользование-2000», дипломом лауреата премии губернатора Иркутской области по науке и технике 2001 г. за разработку «ГИС политики землепользования Слюдянского района Иркутской области».

Защищаемые положения.

1. Геоинформационная система административного района, основанная на данных дистанционного зондирования Земли, концентрирует натурную и картографическую информацию для решения задач территориального управления, что позволяет построить серию тематических карт, отражающих современное состояние, перспективы и ограничительные условия природопользования в районе.

2. Математические модели механизмов взаимодействия компонентов территориальной системы объективно отражают закономерности саморегулирования природных процессов и позволяют оценивать устойчивость систем и допустимые нагрузки на эти системы.

3. Геоинформационная система административного района и математические модели механизмов взаимодействия позволяют в комплексе реализовать процедуры системного анализа, направленные на создание прогнозов, сетевых графиков и карт оптимального управления лесопользованием с учетом разнообразия местных условий хозяйственной деятельности.

Личный вклад автора. Основные результаты диссертационной работы получены автором лично. На разных этапах исследований часть работ проводилась совместно с аспирантами Института географии СО РАН ЕА Истоминой, И.Н. Владимировым, А.В. Латышевой и СВ. Солодянкиной при создании ГИС Слюдянского района и базы данных ГИС под руководством А.Д. Китова и А.К. Черкашина, с участием Ю.О. Медведева и Ю.В. Полюшкина при проведении натурных исследований. Использовались базы данных, подготовленные П.П. Наумовым и Н.И. Вашестюком, специалистами Прибайкальского лесоустроительного предприятия. В совместных работах автор специализировался на реализации процедур системного анализа — информационном обеспечении математических моделей с использованием ГИС, анализе структуры и оценке оптимальных нагрузок на таежные леса, разработке технологии геоинформационного картографирования и моделирования.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследования обсуждались на следующих международных и всероссийских конференциях: «Вопросы охраны и изучения горных экосистем Байкальского региона», сентябрь 1999 г. (пос. Танхой, Республика Бурятия); международном симпозиуме «Экологическая культура современного общества», октябрь 2000 г. (г. Чита); всероссийской конференции «Экология ландшафта и планирование землепользования», сентябрь 2000 г. (г. Иркутск); презентации результатов ландшафтного планирования и экологического зонирования Байкальской природной территории в рамках российско-германского сотрудничества по реализации Федерального закона «Об охране озера Байкал», февраль 2001 г. (г. Иркутск); VII научном совещании по прикладной географии, май 2001 г. (г. Иркутск); всероссийской научно-методической конференции «Дистанционные исследования и картографирование структуры и динамики геосистем», апрель 2002 г. (г. Иркутск); 19-й ежегодной сессии экономико-географической секции Международной академии регионального развития и сотрудничества «МАРС», май - июнь 2002 г. (г. Чебоксары); Сибирской региональной ГИС-конференции, июль - август 2002 г. (г. Иркутск); VII научной конференции по тематической картографии: «Картографическое и геоинформационное обеспечение управления региональным развитием», ноябрь 2002 г. (г. Иркутск); XI международном симпозиуме «Гомеостаз и экстремальные состояния организма», май 2003 г. (г. Красноярск); International conference «Political geography and geopolitics: yesterday, today and tomorrow», июнь 2003 г. (г. Москва); международной научной конференции «Закон Российской Федерации «Об охране озера Байкал» как

фактор устойчивого развития Байкальского региона», сентябрь 2003 г. (г. Иркутск); второй международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология и научно-технический прогресс», ноябрь 2003 г. (г. Пермь); всероссийской научно-методической конференции «Моделирование географических систем», ноябрь 2004 г. (г. Иркутск) и др.

Основное содержание исследований изложено в 32 публикациях, в том числе в 23 работах по теме диссертации.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и четырех приложений, имеет общий объем 170 страниц, содержит 32 рисунка, 6 таблиц, 3 приложения. Список литературы включает 123 наименования. Приложения содержат акты передачи ГИС заинтересованным лицам.

В первой главе рассматривается система понятий, связанная с проблемами территориального управления. Особое место отводится информационному обеспечению принятия решений. Важную роль в этом процессе играет создание и использование геоинформационных систем.

Вторая глава посвящена описанию природных и социально-экономических условий района исследования, существующих в районе проблем и методики проведения исследования.

В третьей главе представлены модели механизмов взаимодействия компонентов территориальных систем и их практическое приложение.

Четвертая глава посвящена прикладным аспектам использования ГИС в территориальном управлении природопользованием (картографирование устойчивости и оптимальных нагрузок на таежные экосистемы, дифференциация территории в соответствии с существующими законодательными нормами).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГИС и территориальное управление

Территориальное управление — один из видов управленческой деятельности, направленной на регулирование отношений на конкретной территории. Новый этап в развитии средств и методов территориального управления связан с повышением роли информационного обеспечения принятия решений. Важное место в этом процессе отводится созданию и использованию геоинформационных систем, в которых непосредственно накапливаются географические данные и знания для картографической подготовки решений, адекватных особенностям территориальной организации природы, хозяйства и населения.

В системе территориального управления блок геоинформационного обеспечения занимает важное место наравне с другими подсистемами: блоком естественных основ (среды) формирования ситуации, блоком правового и хозяйственного управления ситуацией, блоками общественной и государственной деятельности по регулированию ситуации. Ситуационное территориальное управление на уровне административного района преимущественно нацелено на оптимизацию природопользования, хозяйственной деятельности в целом и эффективное решение некоторых социальных задач. Важнейшей целевой установкой

является повышение эффективности управления, рациональное использование природных ресурсов.

В научном плане это делает необходимым использование методов системного анализа для принятия решений, что осуществляется путем последовательной реализации всех процедур от создания информационного образа территории в виде геоинформационной системы, моделей объектов территории и до решения задач оптимального управления (рис. 1).

Подобная концепция рационального управления природопользованием административного района в диссертации реализована на примере лесопользования в Слюдянском районе Иркутской области, что потребовало, наряду с формированием общей схемы системного анализа территории, изучения ситуации на местах в природном, хозяйственном и социальном отношении. Параллельно осуществлялся сбор и обобщение разнокачественной информации -данных специальных натурных исследований, дистанционного зондирования, лесоустройства, правовой информации, фондовых материалов, картографических произведений и др. Вся накопленная разнородная информация о территории стала основой создания геоинформационной системы - инструмента ввода, хранения, анализа, обработки и визуализации пространственно-распределенной информации о территории района.

Геоинформационная система стала отправным пунктом реализации процедур системного анализа в форме геоинформационного обеспечения, геоинформационного картографирования, геоинформационного моделирования и геоинформационного управления территорией. Создание ГИС становится узловым моментом геоинформационной логистики, позволяющей перейти к конструктивному использованию географических и математических знаний для обоснования решений. Основным методологическим приемом здесь становится «преломление» естественных и юридических законов, формализованных в математических моделях и законодательных актах, на географической среде, ме-

стных условиях, раскрываемых в показателях базы данных ГИС для каждого ландшафтного выдела, территориального объекта.

Технология создания ГИС на основе ДДЗЗ состоит из следующих основных этапов: 1) привязка космоснимка (МК-4, 1995 г.) к территории для векторизации в АтеУю^'ОК; 2) дешифрирование и векторизация снимка; 3) подключение дополнительных баз данных; 4) натурные исследования и заверка результатов дешифрирования; 5) автоматизированная генерация метрических защитных зон; 6) генерация производных тематических карт; 7) создание сервиса для конечного пользователя; 8) разработка моделей и методов преобразования информации для реализации специальных прогнозно-аналитических функций ГИС.

Геоинформационные системы гармонично встраиваются в процесс принятия конкретных решений как неотъемлемая часть системы управления территорией. Эти системы содержат географические данные и знания, представляемые в картографическом виде для подготовки решений, учитывающих территориальные особенности природы и хозяйства и позволяющих аргументировать различные последствия хозяйственной деятельности. Они становятся инвариантом всех последующих преобразований, порождающих варианты новой информации. Поэтому ГИС создаются не под конкретную задачу, а под комплекс задач, т. е. содержат весь объем базовой информации, потенциально необходимой для решения разных проблем территориального управления. Эти задачи связаны с определенными видами деятельности, осуществляемыми на территории, следовательно, классификация направлений использования ГИС определяется классификацией видов деятельности. Научно-исследовательские задачи связаны с предметной областью изучения территории и выделенные направления системного анализа должны соответствовать классификации этих областей. Степень видоизменения информации, по сравнению с базовой, в геоинформационном технологическом процессе усиливается по мере продвижения по цепи процедур системного анализа. Чем специфичнее становится информация, тем больше ее содержание отклоняется от базового за счет использования специальных географических данных и знаний, а также программного обеспечения преобразования данных.

Одна из решаемых задач - правовое зонирование территории района -выражение современной системы отношений к земле на государственном, региональном и местном уровне, закрепленное в законах и постановлениях. Поэтому правовое зонирование является отражением на местности политики землепользования. Знание свойств объекта, зафиксированных в ГИС, позволяет отнести его к той или иной категории правового зонирования. Для этого, исходя из регламентов законодательной базы, формулируются конкретные правила и алгоритмы автоматического отнесения информационных объектов, представленных в ГИС, к конкретной природоохранной категории.

В обобщенном смысле природная основа задается в виде ландшафтных или лесотаксационных карт, на которых каждому местоположению соответствует свой комплекс условий среды (природный режим), и, следовательно, совокупность процессов и явлений, связанных с этой средой. Это же касается и хо-

зяйственной деятельности, т. е территориальных особенностей хозяйственных структур (промышленность, сельское хозяйство и т д) и хозяйственных мероприятий (заготовка древесины, сбор дикоросов и др), которые также приурочены к определенным географическим условиям Таким образом, всякий географический объект и всякое мероприятие должны быть соизмеримы с природной основой

Утулик

8 0 8 16 километры

Рис 2 Фрагмент карты правового зонирования Условные обозначения Защитные зоны 1 - водозащитные полосы (ВЗП) рек протяженностью меньше 5 км, 2 - ВЗП рек протяженностью больше 5 км, 3 - ВЗП оз Байкал, 4 - ВЗП болот, 5 - защитные полосы (ЗП) водоразделов, 6 - ВЗП истоков Защитные зоны особых природных структур 7 - ЗП леса на границе с нелесными землями, 8 - ЗП леса вдоль водораздельных гребней, 9 - ЗП вокруг критических зон, 10 - ЗП леса вокруг камней и скальных обнажений, 11 - склоны северной экспозиции, 12 - склоны крутизной более 20- Охраняемые территории 13 — водосборная гольцово-подгольцовая охраняемая территория, 14 - санитарно-гигиеническая охраняемая территория

На карте правового зонирования (рис 2) выделяются защитные зоны, устанавливаемые российским законодательством в области природопользования и охраны окружающей среды. Защитные зоны (33) разбиваются на несколько групп 33 особых природных структур, 33 природоохранных объектов, 33 хозяйственных объектов и др. Защитные зоны хозяйственных объектов включают в себя зоны вокруг федеральных дорог (250 м - на границе с лесной территорией, 100 м - на границе с безлесной территорией), зоны вдоль рек, озер, водохранилищ, озер и других водных объектов для кустарников и пашен (100 м), лугов и сенокосов (50 м), зоны вдоль линий электропередач (250 м), зоны вокруг турбаз (1 км)

Каждая из выделенных категорий правового зонирования отражает конкретную природную ситуацию и имеет свои особенности и ограничения использования. Например, на крутых склонах запрещено проведение лесозаготовок и строительство.

На карте (см. рис. 2) видно, что разные категории правового зонирования в Слюдянском районе наслаиваются друг на друга, создавая сложную, запутанную картину правовых ограничений. Безусловно, каждый тематический слой в ГИС можно представить отдельно, расслоив получившуюся мозаику, возникшую вследствие особой природоохранной ценности исследуемой территории, когда один и тот же объект является предметом действия многих правовых ограничений. В такой ситуации трудно найти участок для разрешенной хозяйственной деятельности и строительства. Однако такие окна встречаются, и выделить их гораздо проще, если одновременно визуализировать в виде карты правового зонирования действие всех нормативно-правовых актов.

Альтернативой использования возможностей ГИС неподготовленными специалистами в практике управления является создание на основе ГИС электронных атласов. Атлас «Управление территориальным развитием. Слюдян-ский район. Иркутская область» содержит общедоступную картографическую информацию о природных условиях, биологическом разнообразии, правовых ограничениях деятельности, нарушенности земель и их современном использовании. Он может также применяться в качестве учебного и справочного пособия и т. д.

Таким образом, обосновывается первое положение защиты: геоинформационная система административно го района, основанная на данных дистан-ционногозондирования Земли, концентрирует натурную и картографическую информацию длярешениязадач территориальногоуправления, что позволяет построить сериютематическихкарт, отражающихсовременноесостояние, перспективы и ограничительныеусловия природопользования врайоне.

Модели механизмов взаимодействия

Реализация процедур системного анализа в геоинформационных технологиях позволяет отойти от традиционного использования ГИС только для визуализации исходных данных и перейти к глубокой переработке геоинформации для решения сложных проблем природопользования. В основу соответствующих процедур положены математические модели механизмов взаимодействия компонентов территориальных систем (Черкашин, 2004) и математические методы количественного анализа информации и идентификации моделей.

Уравнение взаимодействия различных компонентов имеет следующий

где /?,(') - степень отклонения состояния г-й системы от равновесного, k - порядок производных - тип взаимодействия (к = 0,1,2,3); - коэффициенты взаимодействия (влияние у-го компонента системы на г-й компонент). Пере-

менная и,(г) — функция управления, отражающая внешние, включая организационные и природные, воздействия. От ее значения зависит равновесное состояние системы, например, его увеличение при росте ресурсной базы или величины инвестиций. Помимо регулирующего воздействия и,(0 специфика территории и объектов управления учитывается через коэффициенты } и начальные

(стартовые) условия развития Л0, = Л,(0). Все они должны входить в список географически обусловленных параметров, подлежащих определению через распознавание и типизацию местных условий и действующих групп взаимодействия.

Существование механизмов регулирования подразумевает определенную «автоматичность» решения возникающих в системе проблем, связанных, например, с отклонениями от равновесного состояния: механизмы регулирования ситуации представляют собой последовательность изменений параметров системы в результате взаимодействия ее частей в общем случае без какого-либо внешнего импульса или управления

Модели механизмов взаимодействия достаточно просто и точно описывают изменение параметров природных и социально-экономических систем, если не ограничиваться в (1) только системами уравнений первого порядка (к=1), а вводить производные величин по времени второго и третьего порядка. Осуществляется кусочно-линейная аппроксимация данных по изменению ситуации, что позволяет выделить типы ситуаций (стадии изменения-восстановления), устойчиво или неустойчиво существующих на определенных отрезках времени и ареалах пространства.

Данная модель была апробирована на следующих примерах:

- регулирование бюджетной сферы административных районов Прибайкалья;

- поведение охотничьих животных в процессе пересечения открытых пространств (выявление зависимости скорости движения от расстояния до стены леса);

- динамика лесной экосистемы в конкретной географической среде.

В модели регулирования бюджетной сферы изменение показателей бюджета описывается линейными дифференциальными уравнениями (1) соответствующего порядка (к = 0, 1,2, 3). В качестве индикаторов изменений на территории использовались показатели бюджетного процесса: налоги на имущество, на доходы физических лиц, на прибыль и неналоговые поступления, которые приближенно характеризуют: 0) ресурсный потенциал района, 1) уровень жизни населения, 2) производственную деятельность, 3) общественную и деловую активность.

С использованием математической модели решена задача оптимального управления по методу, основанному на принципе максимума Понтрягина. Вспомогательные переменные ^(0 функции Гамильтона-Понтрягина определяют характер управленческих воздействий, оптимальных по различным функциональным критериям: 1) равнозначное поступление средств по всем бюджетным направлениям; 2) приоритет роста доходов населения; 3) нацеленность на

рост промышленного производства; 4) социально-ориентированное управление. Полученные результаты оказались адекватными исследуемой ситуации и позволили определить возможные варианты стратегий развития района (приоритет одного из указанных направлений (1, 2, 3,4) и их комбинация).

В модели леса уравнениями в частных производных первого порядка вида (1) описывается взаимодействие различных (ьх) групп пород, определяющее последовательность смены пород (лиственные, светлохвойные и темнохвой-ные). Породы характеризуются показателем 11,= - отклонением запасов

И'', лесонасаждений от равновесного значения И^о, (м3/га). Идентификация модели (определение коэффициентов) происходит на основе сравнительного анализа массивов данных, содержащихся в ГИС, для однотипных географических условий с последующим выделением эталонных объектов, отражающих наилучшие характеристики (в данном случае максимальный запас), и оценкой показателей их динамики методами статистического анализа (см. рис. 1). На основе модели (1) с известными значениями коэффициентов восстанавливается естественная динамика запасов древесины(рис. 3).

Оценена устойчивость по Ляпунову восстановления запасов таежных экосистем на каждой стадии. В процедурах системного анализа проблема оценки устойчивости формулируется как существующее противоречие между потребностями хозяйственного использования лесов и их естественной устойчивостью в процессе восстановительно-возрастной динамики. Проблема решается путем достижения цели - установления соответствия каждому местоположению и стадии восстановительного ряда количественной оценки устойчивости лесной экосистемы. Содержание постановки проблемы определяет способ ее решения как задачи изучения и моделирования механизмов поведения экосистемы в конкретной среде, оценки устойчивости по Ляпунову на основе модели взаимодействия различных групп пород и изменения их запасов в процессе сукцессии (смены пород).

Устойчивость определялась по методу Гурвица: для системы уравнений (1) записывалось характеристическое уравнение, корни которого определяют интенсивность и направленность процессов в системе; их сочетание определяет устойчивость системы. Система (1) является устойчивой, если все главные диагональные миноры матрицы Гурвица положительны (табл. 1).

400

Рис. 3. Расчет изменения запасов древесины горно-таежных разнотравных лесов Ш бонитета по элементам леса - древостой: 1 - мелколиственных, 2 - светлохвойных, 3 - темнохвойных пород

100 200 300 400 500 600 Возраст, годы

Таблица 1

Коэффициенты влияния запаса одной породы на изменение запаса другой в биогеоценозах горно-таежной разнотравной группы типов леса III бонитета на разных восстановительно-возрастных стадиях

Стали« и ее продол житель- Изменение запаса группы Коэффициент влияния по группам пород г Коэффициенты характеристического уравнения Главные миноры Устойчивость

ностъ, годы пород лс сх тх I06 Ar 104 Л,-102 С,-10' Gr 105 Gr 10" и

1 ст. лс 0,0065 -0,101 0,048 0,82

0-110 сх 0,0006 0,0067 0,0241 0,89 66,4 -26 11,5 114 -37 -2449 -2

тх 0,019 0,0055 -0,128 0,84

2 ст лс -0,027 -0,026 0,0012 0,77

80-310 сх -0,0022 -0,0077 -0,0131 0,78 3,77 1,32 3,02 30,2 0,02 0,08 3

тх -0,002 0,0108 0,0048 0,81

3 ст. лс -0,025 0,0031 -0,0005 0,81

100- сх -0,0012 -0,0118 -0,0118 0,76 3,07 3,87 3,49 34,8 1,04 3,19 3

500 тх -0,0089 0,0137 0,0018 0,82

Группы пород: лс - лиственные, сх — светлохвойные, тх — темнохвойные; г — коэффициент множественной корреляции.

Определители С, являются сложным переплетением коэффициентов модели (1). Чем (7, больше 0, тем система более устойчивая. В качестве интегрального показателя - количественной меры устойчивости и - принимается значение {?з, которое зависит от всех коэффициентов ал . Предлагается расчетная формула оценки устойчивости: и = ±1ф}\/0,4 . Здесь знак (+) принимается для устойчивых систем (все знак (-) - для неустойчивых. Значение и

обычно изменяется в интервале от +3 до - 3. Неустойчивость систем в эколого-географической интерпретации рассматриваемой модели означает их способность удаляться от равновесного состояния, что особенно характерно для промежуточных стадий восстановительного ряда, т. е. свойственно тем биогеоценозам, которые замещаются лесами с преобладанием других пород. Однако могут существовать устойчиво длительно-производные экосистемы, которые при определенных условиях, т. е. коэффициентах межвидовой конкуренции а^ , могут находиться в равновесном состоянии очень долго.

Из табл. 1 по коэффициентам влияния а¡, видно, что состояния экосистем могут оказывать стабилизирующее действие (отрицательно влиять сами на себя), инициирующее (положительно влиять на себя), угнетающее (отрицательное влияние элементов экосистем друг на друга) и благоприятное воздействие (положительное влияние элементов на возобновление и рост). Характер воздействия меняется с возрастом, так, темнохвойный элемент леса изменяет знак своего конкурентного влияния на противоположный при переходе лесонасаждения от начальной стадии восстановления к завершающей. Коэффициенты Д характеристических уравнений показывают, что на первой стадии поведение

экологической системы неустойчиво (есть значения Д<0). Вторая и третья стадия по этому критерию устойчивы. Эти выводы подтверждаются значениями миноров: для первой стадии есть О, <0„ в остальных случаях всегда С, >0 Показатель U объективно количественно характеризует степень устойчивости таежных экосистем, оценивается и картографируется. Это позволяет перейти к анализу стратегии использования территории, в частности, к выделению мест, пригодных по критерию устойчивости и оптимальности для хозяйственного использования.

Поиск оптимального управления - завершающий этап системного анализа для обоснования стратегии управления (см. рис. 1). Цель - оптимизировать использование запасов лесонасаждений различных стадий восстановительного ряда, групп типов леса и бонитетов. Задача - изучение механизмов оптимального поведения экосистемы в конкретной среде посредством моделирования взаимодействия различных групп пород в процессе восстановительной сукцессии (смены пород). В качестве критерия оптимальности управления используется максимум функционального влияния запаса лесонасаждений разных пород на различные, в том числе хозяйственные, процессы за период времени восстановления (Т=500 лет):

J = ^едм+бДЛО+бзХзМ^й -> тах

где Ь, — коэффициенты значимости (влияния) запаса 1-й группы пород на различные процессы (формирование стока, рекреационное использование и др.).

Задача оптимизации природопользования решается на основе принципа максимума Понтрягина с применением моделей вида (1). Здесь находится вспомогательная переменная , которая имеет информационное содержание, подсказывая характер управления системой. Полагается, что чем выше абсолютное значение тем категоричней (бескомпромиссней) является рекомендация поддерживать управление на том или ином уровне. Поэтому значение называется параметром категоричности управления. Значение переменной количественно отражает направление и интенсивность использования таежных экосистем и картографируется.

Таким образом, обосновывается второе положение защиты: математические модели механизмов взаимодействия компонентов территориальной системы объективно отражают закономерности саморегулирования природных процессов и позволяют оценивать устойчивость систем и допустимые нагрузки на эти системы.

Геоинформационное моделирование и картографирование

Многие проблемы управления природными ресурсами, в частности лесами, сводятся к одной основной проблеме - оценке допустимых стратегий управления. Оптимальное лесопользование заключается в соблюдении баланса между требованиями экономической эффективности использования древесных ресурсов, развития лесной промышленности и удовлетворения потребности

людей в продукции из древесины и требованиям экологии - сохранение и воспроизводство леса как средообразующего фактора.

Все расчеты в работе проводятся на основе модельных данных для эталонных лесов. Эталонные насаждения — насаждения, обладающие высокой устойчивостью к неблагоприятным факторам и обеспечивающие в данных лесо-растительных условиях наивысшую сумму дисконтированного рентного дохода от всех видов лесопользования.

Методика оценки устойчивости лесов и расчета оптимальной нагрузки апробировалась на модельном горно-таежном участке (хр. Хамар-Дабан) в окрестностях г. Байкальска и пос. Утулик Слюдянского района (см. рис. 2). Эти леса относятся к нескольким группам типов леса и подвергаются постоянному антропогенному воздействию. Они характеризуются средними бонитетами (Ш-IV) и относительно высокими запасами до 300 м3/га и выше. Пониженный запас имеют прибрежные леса первичных стадий восстановления и приводораздель-ные горные леса, переходящие в заросли кедрового стланика. Обработка данных проводилась по схеме, представленной на рис. 1.

Информационная переменная ^,(0 - функция времени, которая на разных временных интервалах может принимать либо положительные, либо отрицательные значения. На основе рассчитанных значений <р,(1) для разных групп типов леса в предположении оптимального функционирования древостоев и равнозначности пород были построены сетевые графики управления ле-

сами (рис. 4). Сетевой график - это расписание последовательности выполнения и взаимосвязи работ, создаваемый для получения запланированного результата в намеченные сроки. Знак <р:(г) изменяется во времени (см. рис. 4), что указывает на моменты переключения качества (направленности) управления, на необходимость действовать по ситуации.

время, годы

Рис. 4. Сетевой график управления запасами горно-таежных разнотравных лесов III бонитета по элементам леса -древостой: ±1 - мелколиственных, ±2 -

600 , о

светлохвойных, ±3 - темнохвойных пород

Например, для разнотравных лесов на первой стадии развития леса оптимальным режимом управления является содействие возобновлению и росту лиственных пород, формирующих условия для возобновления хвойных лесов. Первые 100 лет рекомендуется содействие восстановлению светлохвойных пород с последующей их выборочной рубкой в течение 300 лет; затем новый запрет на использование светлохвойных насаждений. Темнохвойные древостой сохраняются до 180 лет, после чего часть запаса может изыматься. Изменение приоритетов меняет временные сроки проведения хозяйственных мероприятий.

Реализованная в программе Microsoft Excel процедура расчета оптимизационных характеристик позволяет оперативно изменять разные параметры модели, получая результат в табличном и графическом виде, например, ответить на вопрос - что произойдет в структуре сетевого графика управления геоэкологической ситуации при изменении ценностного параметра (качества влияния лесов на природную среду или эффективность хозяйственной деятельности). Это позволяет использовать разработанную схему расчетов при принятии решений.

Рис. 5. Прогноз изменения запасов горно-таежных разнотравных лесов III бонитета по элементам леса с учетом оптимального управления - древостой: 1 - мелколиственных, 2 — светлохвой-ных, 3 - темнохвойных пород

Сетевой график для разных типов леса имеет индивидуальную структуру. В отсутствии управления динамика лесов разворачивается по естественным законам (без антропогенного вмешательства, в отсутствии управления) (рис. 3). При введении различных видов управления прогнозируемая картина изменяется (рис. 5, ср. с рис. 3).

Значение категоричности определялось для каждого выдела в соответствии с сукцессионной стадией развития леса и возрастом. В результате были построены карты направлений и интенсивности управления древостоями в показателях для различных групп пород. Уровни категоричности интерпретируются в терминах ландшафтного планирования.

Рассчитанные показатели категоричности управления запасом темно-хвойных лесов (рис. 6) важны для исследуемой местности как в плане их средо-регулирующей роли, так и хозяйственного использования. По результатам системного анализа на большей части территории рекомендуется сохранять современное состояние темнохвойных лесов. Есть участки горных склонов, нуждающиеся в содействии восстановлению. По долинам рек и пологим склонам, спускающимся к оз. Байкал, возможно ограниченное лесопользование. Этот результат объективно отражает сложившуюся обстановку для данной местности в аспекте охраны окружающей среды.

Внедрение средств и методов системного анализа данных и знаний, заключенных в ГИС как моделях геоинформационных объектов территорий, обеспечивает расширение возможностей ГИС-технологий. Массовые данные ГИС используются для информационного обеспечения математических моде-

Рис. 6. Показатели категоричности управления запасом темнохвойных лесов.

Условные обозначения: 1 — оз. Байкал; категории управления: 2 - охрана, заповедный режим; 3 - сохранение и восстановление; 4 - сохранение современного состояния; 5 - стланик; 6 - неопределенность принятия решений или нет данных; 7 — ограниченное использование; 8 - регламентированное экстенсивное использование; 9 - регламентированное интенсивное использование.

лей взаимодействия разнокачественных компонентов, что позволяет ставить и решать задачи управления рациональным использованием природных ресурсов.

Таким образом, обосновывается третье положение защиты: геоинформационная система административного района и математические модели механизмов взаимодействия позволяют в комплексе реализовать процедуры системного анализа, направленные на создание прогнозов, сетевых графиков и карт оптимального управления лесопользованием с учетом разнообразия местных условий хозяйственной деятельности.

ВЫВОДЫ

1. Созданная геоинформационная система Слюдянского района Иркутской области является информационной инструментальной основой решения задач территориального управления, содержащей большой объем различной информации для детального и глубокого изучения перспектив развития обследованной территории, что позволяет эффективно планировать хозяйственную

деятельность и повышать качество принимаемых решений в области природопользования.

2. ГИС является новой формой обобщения географической информации и вызывает постоянно возрастающий интерес со стороны руководства и жителей административного района как способ компактного представления знаний о территории проживания и как современный аппарат информирования общественности о состоянии земель, ограничениях и перспективах их использования. Для научных исследований ГИС, реализованная на основе ДДЗЗ, становится источником объективной информации для выявления скрытых закономерностей в строении и динамике природной среды и ее изменений в процессе природопользования.

3. Появляется возможность «преломлять» географические знания и содержание нормативно-правовых документов через свойства элементарных вы-делов территории, зафиксированных в базе данных ГИС. Эта процедура осуществляется в автоматическом и полуавтоматическом режимах, что позволяет создавать карты специального тематического содержания, например карты правового зонирования. Созданные карты объективно отражают сложившуюся систему земельных отношений, зафиксированную в законодательной базе. Это позволяет легко ориентироваться в законодательном пространстве, проявленном на местности с учетом особенностей территории.

4. Существующие ограничения природопользования в Слюдянском районе и современное размещение хозяйства не позволяют развивать интенсивную хозяйственную деятельность, поэтому возникает необходимость выхода за пределы прибрежной зоны оз. Байкал в предгорья, что требует определения строгих экологических ограничений и жесткого контроля за их исполнением (оптимизации природопользования под заданные функциональные критерии).

5. Эффективным средством информационного обеспечения принятия решений на уровне административного района становятся математические модели механизмов взаимодействия различных компонентов территориальной системы района, которые, несмотря на их простоту и наглядность, учитывают сложные эффекты и адекватно отражают пространственно-временные закономерности изменения ландшафтов в условиях хозяйственной деятельности.

6. Информационное обеспечение расчетных математических моделей реализуется средствами ГИС на основе сравнительного анализа массивов данных для однотипных географических условий с последующим выделением эталонных объектов и оценкой показателей их динамики методами статистического анализа. Найденные показатели с использованием разработанных моделей и математических методов определения устойчивости по Ляпунову позволяют объективно количественно оценивать степень устойчивости таежных экосистем и дифференцировать их по этому свойству.

7. Математические модели механизмов взаимодействия - новый научный инструмент решения задач оптимизации природопользования на основе строгих методов оптимального управления по принципу максимума Понтряги-на. Критерием оптимизации является максимизация влияния компонентов территориальных систем на контролируемые процессы и явления за продолжи-

тельный период. В зависимости от свойств географической среды и стадий развития системы рекомендуются управления положительной (охрана, восстановление) и отрицательной (нагрузки, изъятие) ориентации. Преимуществом предлагаемого подхода к оптимизации природопользования является то, что стратегия управления жестко связана с местными условиями и стадиями развития, что позволяет рассчитать для каждой геоэкологической ситуации сетевой график управления для данного критерия эффективности и создать план мероприятий.

8. Применение ГИС-технологий, средств и методов математического моделирования в практике управления административными районами позволяет создавать множество электронных карт разного тематического содержания, которые объединяются в атлас территориального управления районом. Атлас становится альтернативой применения ГИС неподготовленными в этой области специалистами, а также справочной базой для их обучения и работы с населением.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Геоинформационная система управления территорией. - Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2002. - 151 с. (соавторы А.К. Черкашин, А.Д. Китов и др.).

2. Структура и механизмы устойчивого природопользования в центральной экологической зоне озера Байкал // Экологическая культура современного общества: Тез. докл. Междунар. симпозиума. Т. П. - Чита: Изд-во ЗабГПУ, 2000. - С. 67-69 (соавтор А.К. Черкашин).

3. Моделирование поведения охотничьих животных в нарушенных таежных ландшафтах // Экология ландшафта и планирование землепользования: Тез. докл. Всерос. конф. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. - С. 133-135 (соавторы П.П. Наумов, А.К. Черкашин).

4. Прикладные аспекты ГИС политики землепользования Слюдянского района Иркутской области // ГИС для устойчивого развития территорий / Материалы Междунар. конф. - Апатиты: Изд-во Кольского науч. центра РАН, 2000. Т. 2. — С. 84-96 (соавторы А.Д. Китов, Е.Г. Суворов, А.К. Черкашин и др.).

5. Состав и информационное наполнение ГИС политики землепользования Слюдянского района Иркутской области // ГИС для устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. — Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2000. Т. 2. - С. 96-106 (соавторы Е.А. Истомина, А.Д. Китов, А.К. Черкашин и др.).

6. Математические модели исследования структур и механизмов территориального управления // Географические идеи и концепции как инструмент познания окружающего мира: Тез. XIV молодежной всерос. науч. конф., по-свящ. 150-летию Вост.-Сиб. отд-ния РГО. — Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2001. - С. 18-20.

7. Использование ГИС-технологий в решении задач территориального управления // VII научное совещание по прикладной географии: Тез. науч. конф. -

Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2001. - С. 207-209 (соавтор А.К. Черкашин).

8. Закономерности пространственного поведения охотничьих животных в нарушенных горно-таежных ландшафтах // Материалы школы-семинара "Математические методы в экологии". - Петрозаводск, 2001. - С. 166-168 (соавтор А.К. Черкашин).

9. Разработка механизмов и геоинформационных технологий территориального управления природопользованием (правовые и организационные вопросы) // География Азиатской России: Материалы XI науч. совещ. географов Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН,

2001. - С. 214-215 (соавтор А.К. Черкашин).

10. Применение данных дистанционного зондирования для создания ГИС административного региона и анализа космических изображений средствами ГИС // ИнтерКарто 7: ГИС для устойчивого развития территорий (Материалы Междунар. конф.). - Петропавловск-Камчатский: Междунар. картограф, ассоциация, 2001. - С. 47-50 (соавторы Е.А. Истомина, Т.В. Кейко, А.Д. Китов и др.).

1Ь Создание на основе космической и наземной информации ГИС экологического мониторинга и управления для различных горно-таежных территорий Предбайкалья // Дистанционные исследования и картографирование структуры и динамики геосистем: Материалы Всерос. научно-методич. конф. -Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2002. - С. 108-111 (соавтор Е.А. Истомина).

12. Геологистические закономерности формирования информационных ресурсов управления административными районами // Интеллектуальные информационные ресурсы и структуры для регионального развития: Материалы 19-ой ежегодной сессии экономико-географической секции Междунар. академии регионального развития и сотрудничества «МАРС». - М.: Изд-во Ин-та географии РАН, 2002. - С. 90-98 (соавтор А.К. Черкашин).

13. Атласное ГИС-картографирование для управления административными районами // Тез. докл. Сибирской региональной ГИС-конф. - М.: ГИС-Ассоциация, 2002. - С. 5-7 (соавторы Е.А. Истомина, А.В. Латышева, СВ. Солодянкина).

14. ГИС управления административным районом // ИнтерКарто 8: ГИС для устойчивого развития территорий (Материалы Междунар. конф.). - СПб.,

2002. - С. 240-244 (соавторы А.Д. Китов, А.К. Черкашин и др.).

15. ГИС-атласы административных районов: введение в геоинформационное общество // Картографическое и геоинформационное обеспечение управления региональным развитием: Материалы VII науч. конф. по тематической картографии. - Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2002. - С. 126128 (соавторы А.К. Черкашин, А.В. Латышева и др.).

16. Расширение возможностей применения ГИС-технологий в управлении территорией // География: новые методы и перспективы развития: Материалы XV конф. молодых географов Сибири и Дальнего Востока. - Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2003. - С. 184-185.

17. Сравнительный анализ гомеостатического поведения бюджетной сферы административных районов // Гомеостаз и экстремальные состояния организма: Тез. докл. XI Междунар. симпозиума. - Красноярск, 2003. - С. 103-104.

18. Land use policy: local synthesis of geopolitics and political-geographical knowledge // Political geography and geopolitics: yesterday, today and tomorrow. International conference. - M.: IG RAS, 2003. - P. 24-25 (соавторы А.К. Черкашин, A.B. Латышева).

19. Конгруэнтные зависимости как основа вариации коэффициентов моделей, описывающих механизмы взаимодействия и поведения компонентов систем // Математические и информационные технологии в энергетике, экономике, экологии: Труды Всерос. конф. Ч. 2. - Иркутск: Ин-т систем энергетики СО РАН, 2003. - С. 85-88 (соавтор А.К. Черкашин).

20. Механизмы реализации положений закона «Об охране озера Байкал» // Закон Российской Федерации «Об охране озера Байкал» как фактор устойчивого развития Байкальского региона: Материалы Междунар. науч. конф. -Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2003. - С. 169-171 (соавтор А.К. Черкашин).

21. Моделирование восстановительно-возрастной динамики горно-таежных лесов Прибайкалья по данным лесоустройства // Экология и научно-технический прогресс: Материалы Второй Междунар. научно-технич. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2003. - С. 280-283 (соавтор А.К. Черкашин).

22. Геоинформационные системы в реализации последовательности процедур системного анализа // ИнтерКарто / ИнтерГИС 10: устойчивое развитие территорий: геоинформационное обеспечение и практический опыт (Материалы междунар. конф.). - Владивосток, Чанчунь (КНР): Междунар. картограф, ассоциация, 2004. - С. 36-43 (соавтор А.К. Черкашин).

23. Прогноз динамики и оптимальное управление таежными экосистемами Ха-мар-Дабана с позиций моделирования механизмов взаимодействия их компонентов // Моделирование географических систем: Материалы Всерос. на-учно-методич. конф. - Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН, 2004. - С. 73-77 (соавтор А.К. Черкашин).

Подписано к печати 22.03.2005 г. Объем 1 п.л. Тираж 110 экз. Заказ № 304. Издательство Института географии СО РАН 664033 г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1

-Ч,

(

f f, .. ? \

22 MAP 2005

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Мясникова, Светлана Ивановна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 14 УПРАВЛЕНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕМ НА УРОВНЕ АДМИНИСТРАТИВНОГО РАЙОНА

1.1. Теоретические и методологические аспекты

1.1.1. Управление в системах деятельности

1.1.2. Структуры и механизмы управления

1.1.3. Природопользование в системах деятельности

1.1.4. Территориальное управление природопользованием

1.1.5. Особенности управления на уровне административного района

1.2. Геоинформационные системы и технологии в территориальном управлении

1.2.1. Роль информации в территориальном управлении

1.2.2. Геоинформационные системы и технологии

1.2.3. Опыт применения ГИС в территориальном управлении

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ СЛЮДЯНСКОГО 42 РАЙОНА

2.1. Природная среда

2.2. Социально-экономические условия

2.3. Специфика управления районом и существующие проблемы

2.4. Методика исследования

2.4.1. Маршрутные исследования

2.4.2. Системный анализ

2.4.3. Технология реализации ГИС-проекта

ГЛАВА 3 .МОДЕЛИ МЕХАНИЗМОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

3.1. Модели механизмов взаимодействия: общая теория и

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Модели и геоинформационные технологии управления природопользованием на уровне административного района"

Актуальность проблемы. В задачах управления развитием территории важное место отводится информации, с помощью которой принимаются про-ектно-планировочные решения и оцениваются их геоэкологические последствия. По этой причине подготовка информации, ее оперативная обработка и представление результатов в картографическом виде становится неотъемлемым условием эффективности геоэкологически ориентированного территориального управления от федерального и регионального до муниципального уровня. Это относится к разным видам и формам деятельности и, особенно, к природопользованию, отличающемуся пространственной распределенностью проводимых мероприятий и необходимостью учета местных географических условий, экологических и правовых ограничений.

Цель исследования - разработать систему информационно-географического обеспечения, модели и методы территориального управления на уровне административного района для оптимизации природопользования и устойчивого развития территории.

В соответствии с поставленными целями в работе решаются следующие задачи.

2. Реализовать последовательность процедур создания геоинформационных систем административного района на основе данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ).

3. Основываясь на ГИС-технологиях провести дифференциацию территории района по экологическим критериям с учетом существующей нормативно-правовой базы в области охраны природы.

Объект исследования - территория Слюдянского административного района Иркутской области, расположенная на юге оз. Байкал и характеризующаяся уникальной природной обстановкой и сложной социально-экономической ситуацией.

Предмет исследования - структура и механизмы регулирования экологической ситуации и хозяйственной деятельности на уровне административного района.

Исходные материалы. Использовались статистические и нормативные документы, фондовые материалы различных ведомств, включая данные лесоустройства, космические снимки с отечественных аппаратов (Ресурс-Ф), топографические карты М 1:200 ООО, а также инвентаризационные карты района масштаба М 1:200 ООО, выполненные в Институте географии СО РАН. Район подробно обследовался в ходе экспедиционных работ в 1999-2002 гг. Проводились встречи с руководством района и местными жителями для уточнения ситуации и формулировки проблем, связанных с рациональным природопользованием.

Теоретической основой и руководящими принципами в данной работе послужили идеи полисистемной методологии моделирования А.К. Черкашина, концепции территориальной организации и управления природопользованием Ю.П. Михайлова, A.M. Трофимова и М.В. Панасюка, принципы геоинформационного картографирования A.M. Берлянта, B.C. Тикунова и А.В. Кошкарева, методы ландшафтно-информационного обеспечения В.С.Михеева, методы оптимального управления JLC. Понтрягина, методы эколого-экономического моделирования В.И. Гурмана, М.К. Бандмана, А.А. Гусева, К.Г. Гофмана и др.

Научная новизна работы.

1. Впервые создана геоинформационная система административного района на ДДЗЗ.

2. На основе геоинформационных технологий реализованы процедуры системного анализа от создания информационного образа объекта территории до принятия оптимальных решений.

4. Предложены методы объективной оценки устойчивости лесных экосистем на основе данных ГИС и математических моделей взаимодействия биотических компонентов.

5. На основе ГИС построены карты правового зонирования территории как формы преломления природоохранной законодательной базы на характеристиках естественных и преобразованных ландшафтов района с учетом местных отношений в сфере землепользования.

Положения защиты:

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Мясникова, Светлана Ивановна

Результаты работы безвозмездно переданы заинтересованным общественным организациям и государственным структурам для решения задач территориального управления, информационного обеспечения, общественного мониторинга, образования (см. Приложение 3.). С ГИС-проектом ознакомились все слои населения на выставках в Сибэкспоцентре (г. Иркутск). При подготовке проекта осуществлялось взаимодействие с более 30 организациями различного уровня. Полученные электронные карты представлены в Интернете и доступны для любого пользователя (http://ecologyserver.icc.ru/sludyanka/).

Данная ГИС признана первой разработкой в области муниципального управления уровня административного района и включена в учебное пособие по основам геоинформатики как модельная (Основы геоинформатики, 2004). * *

Результаты анализа сложившейся в Слюдянском районе ситуации указывают на ее сложность и многообразие, необходимость нетривиального подхода к выработке решения по обеспечению его развития. Ситуация характеризуется как равновесная и стабильная с колебательной изменчивостью ее характеристик, которая выражается периодичностью внешнего внимания к проблемам района и многократными попытками решения «байкальской проблемы» разными средствами. В корне ситуация не меняется больше 30 лет и будет оставаться такой противоречивой еще долгое время, пока не будут найдены адекватные механизмы регулирования ситуации, которые сделают ее подвижной, и, наконец, появится перспектива развития у «бесперспективного» района.

Созданная система позволила сосредоточить и согласовать разнотипную информацию, представить ее в удобном для взаимодействия виде, удешевить и упростить контроль и управление различными хозяйственными структурами района, обеспечить возможность совмещения разнообразных данных об окружающей среде, оперативный контроль за ее состоянием и подготовку компьютерных карт желаемой деятельности на любой участок территории. Эта система представляет также необходимый этап перехода от ресурсно-отраслевых ГИС к проблемно-ориентированным, которые должны отражать результаты анализа всей природно-хозяйственной ситуации через раскрытие проблем и потенциалов.

Однако использование геоинформационных систем и электронных карт требует специальной подготовки пользователей, а также разнообразия форм представления информации (от бумажных карт до интегрированных прогнозно-аналитических ГИС). В процессе информатизации специалисты районного уровня обгоняют представителей территориальных органов власти, поскольку заинтересованы в быстром и эффективном разрешении конфликтных ситуаций в сфере землепользования и т.д. В Слюдянском районе внедрение ГИС-технологий во все сферы деятельности пользовалось и пользуется организационно-технической и финансовой поддержкой.

Слюдянский проект позволил по-новому посмотреть на возможности ГИС, рассматривая их не просто как электронные карты и справочные системы, а как инструмент решения разнообразных задач практики, особенно в области природопользования и охраны окружающей среды. В администрации Иркутской области ГИС Слюдянского района рассматривается в качестве модельной для создания ГИС районного уровня для системы ГИС органов государственной власти (ГИС ОГВ). Важно то, что проект был задуман и реализован с большим опережением в 1-1,5 года до того, как в его результатах появилась практическая потребность.

Глава 3

МОДЕЛИ МЕХАНИЗМОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Для разработки программ развития административного района и принятия обоснованных решений по разным направлениям хозяйственной деятельности возникает необходимость создавать информационно-аналитическое обеспечение с применением возможностей геоинформационных технологий, методов компьютерного моделирования и интеллектуального анализа данных. Это позволит выявить законы взаимодействия различных факторов развития территории, сформулировать по возможности простые гипотезы такого развития и объединить их в ясные модели.

3.1. Модели механизмов взаимодействия: общая теория и частные приложения

Существование механизмов взаимодействия подразумевает определенную «автоматичность» решения возникающих в системе проблем, связанных, например, с отклонениями от равновесного состояния: механизмы регулирования ситуации представляют собой последовательность изменений параметров системы, возникающие в результате их взаимодействия в общем случае без какого-либо внешнего импульса или управления.

Теория механизмов взаимодействия (Черкашин, 1997, 2004) - одна из таких системных теорий. Понятно, что такая теория не единственна как в смысле описания всеобъемлющей реальности, так и частных, например, социально-экономических явлений. Речь здесь идет только о механизмах взаимодействия и последствиях их реализации в разных формах на различных уровнях.

3.1.1. Механизмы территориального развития. Недостаточно только теоретических знаний или многолетнего опыта непрерывных измерений, чтобы решить задачи информационного обеспечения принятия решений (Шмален, 1998). Поэтому стремятся наиболее полно отразить в модели существующие особенности структуры наблюдаемого фрагмента реальности, когда результатом является модель принятия решений в форме ситуационной модели, что требует специальной привязки модели к местности.

Согласно А.Кульману (1993), экономические механизмы возникают в том случае, если некоторое исходное экономическое явление влечет за собой ряд других, причем для их возникновения не требуется дополнительного импульса. Иными словами, механизм - это самодвижение, что сближает экономическую трактовку этого понятия с физической. Это впечатление усиливается, если экономические механизмы также определять как «.необходимую взаимосвязь, естественно возникающую между различными экономическими явлениями» (Кульман, 1993, с. 7).

В.Б. Сочава отмечал, что «.изучение механизма стабилизирующей динамики имеет большое практическое значение, если мы хотим рационально управлять воспроизводством природных богатств» (Сочава, 1978, с. 113). Под саморегуляцией системы понимается ее способность сохранять на определенном уровне типичные черты данной системы в процессе ее функционирования. Саморегуляция обеспечивает относительное равновесие всей системы при спонтанном ее развитии. Она заметно проявляется и при рациональной мере воздействия (сенокос, нормированная рубка и т.д.). При значительных нарушениях структуры геосистемы роль саморегуляции снижается, но в полной мере она не может быть устранена. В зависимости от структурных особенностей геосистем саморегуляция проявляется по-разному в разных геосистемах. Саморегуляция в значительной мере зависит от направленности взаимоотношений между составляющими ее компонентами. Отрицательные обратные связи способствуют восстановлению равновесия, т.е. определяют саморегуляцию.

Сквозная теория механизмов взаимодействия призвана, на базе ограниченного числа понятий и аксиом, исходя из структуры изучаемого процесса, предложить естественные методы моделирования различных механизмов, не прибегая к дополнительным гипотезам (Черкашин, 2004). Структура задается ориентированным графом взаимодействия, где вершина соответствует объекту, а стрелки - направлению и силе воздействия.

Примером подобных моделей сквозного типа являются гравитационные модели расселения и миграции, схемы экономических и финансовых механизмов регулирования. В природе механизмы регулирования представлены вещественно-энергетическими циклами, восстановительными процессами в экосистемах после катастрофических воздействий (рубки, пожары, гибель от вредителей и от загрязнения приземного слоя воздуха и др.). В биологии этому подходу в наибольшей степени соответствует концепция гомеостатического регулирования, отражающая механизмы поддержания постоянства внутренних характеристик живых организмов. Здесь широко распространены асимптотические методы исследования устойчивости движения в локальной окрестности точки равновесия, что в частности используется для описания природных систем (Модели управления., 1982; Эколого-экономическая.,1990). Сквозной характер теории механизмов взаимодействия предполагает, что законы этой теории можно распространить и на социальные объекты, рассмотрев в данном контексте такие понятия как «политические силы», «потенциалы развития», «общественное давление» не просто как аналоги физической реальности, но как понятия той же предметной области, частью которой являются законы этой реальности.

Под механизмами территориального управления подразумеваются способы объединения и взаимодействия представителей разных целевых групп, инструментов и доступных ресурсов в систему, нацеленную на решение поставленных задач. Существование механизмов взаимодействия подразумевает самостоятельность и независимость решения возникающих в системе проблем путем регулирования ее параметров без внешнего импульса или управления.

Общеметодологическим принципом теории механизмов управления является необходимость соответствия любого вида управления объективным законам развития своего объекта и внутренним закономерностям построения и функционирования самой системы управления территорией.

В системе управления территорией выделяются как минимум три составляющих механизма обеспечения устойчивого развития (в терминах изменения отклонения от равновесного состояния): естественное регулирование (восстановление нарушенного природного равновесия), экономическое регулирование (оплата труда, плата за пользование, штрафы и др.), социальное регулирование (информирование общественности, свободные выборы, общественные движения, образование и просвещение и т.д.).

Формирование и развитие механизмов устойчивого развития в регионе должно базироваться на общих принципах сохранения окружающей среды, которые естественно вытекают из принципов устойчивого развития (Устойчивое., 1998). Их признание в качестве основополагающих позволяют по-новому взглянуть на существующие правовые и экономические механизмы регулирования природопользования (Думова, 2001).

3.1.2. Моделирование механизмов взаимодействия. В экономической теории, особенно в той ее части, что занимается нелинейными процессами, широко распространены уравнения равновесных процессов. Например, влияние спроса и предложения на цену в рамках теории Вальраса описывается соотношением (Занг, 1999)

- = H[D(p,a)-S(p)], (1) at где Н (р) - параметр взаимодействия (Я (0)=0, Н' > 0); р - цена; а - параметр, учитывающий влияние внешних факторов; D и S - соответственно спрос и предложение. В этой системе взаимодействуют два объекта: производители и потребители, характеристикой (метрикой) состояния которых являются показатели D и S. Вблизи точки равновесного значения цены р=ро соотношение (1) линеаризуется = (Dp-Sp)(p-p0), Н = \. (2)

Здесь Dp,Sp - значения производных D и S по р в точке равновесия, a R р-ро) - мера отклонения цены от ее равновесного значения. Устойчивость поведения системы (2) зависит от разности (Dp -Sp): когда растет спрос, должна возрастать и цена.

Эта и другие модели экономики обычно имеют существенные нелинейности для объяснения наблюдаемых закономерностей. Они вводятся на основе эмпирического анализа данных из качественных (экспертных) соображений. В теоретическом анализе они должны выводиться из структуры модели взаимодействия в виде системы дифференциальных уравнений различного порядка.

Рассмотрим основные особенности (Черкашин, 2004) построения моделей такого типа.

Общая структура таких моделей представлена системой уравнений вида q,R[i] = F, (3) где F - линейная комбинация сил, отражающих структуру графа взаимодействия. Многие модели естественного взаимодействия (/=0) описываются алгебраическими соотношениями балансового типа. Работа динамических сил (/=1) передается дифференциальным уравнением первого порядка. Собственно экономические взаимодействия отражаются уравнениями второго порядка, а социальные - третьего. Величина Rt - степень отклонения состояния системы от равновесного. Показатель qt — коэффициент пропорциональности, соответствующий заряду объекта. Итоговое решение зависит от того, какие воздействия сбалансированы в правой части уравнения (1).

Поведение объекта описывается в понятиях теории механизмов регулирования как изменение отклонения состояния объекта в фазовом пространстве его характеристик от равновесного (цели, потребности по К.Левину (2000)). Все множество допустимых отклонений состояния системы от равновесного определяет слой пространства состояний (рис. З.1.). Все это пространство расслаивается в зависимости от того, к какому равновесному состоянию тяготеет объект. Разные объекты могут иметь одинаковые характеристики (соответствовать одной и той же точке фазового пространства), но относиться к разным слоям, если они тяготеют к различным целевым состояниям. Это означает, что слои состояний не пересекаются, но накладываются друг на друга (Мясникова, Черкашин, 2001а). Поведение объекта определяется также тем, в какой подобласти взаимодействия он существует: объект может находиться только в одной подобласти. Идентификация этих подобластей (слоев) является важной частью анализа механизмов взаимодействия.

A zi

Рис. 3.1. Схема модели поведения системы

-►

Один из простейших вариантов правой части уравнения (3) - линейная комбинация различных сил, определяемых степенью отклонения параметров системы от равновесного. Подобная методика хорошо себя показала при моделировании эколого-экономического развития Байкальского региона (Эколого-экономическая., 1990). Отличие нового подхода заключается в том, что используются дифференциальные уравнения разного порядка, что позволяет на одном языке описать и природные и социально-экономические системы. Рабочее уравнение в таком случае принимает вид

4) где / - порядок производных (/=0,1,2,3); {ал\ - коэффициенты взаимодействия влияниеj-ro компонента системы на /-й компонент). Переменная u,{t) — функция управления, отражающая внешние, включая организационные и природные, воздействия. От ее значения зависит равновесное состояние системы, например, при росте ресурсной базы или величины инвестиций. Помимо регулирующего воздействия и,(г), специфика территории и объектов управления учитывается через коэффициенты {ау/| и начальные (стартовые) условия развития

Лш = R, (0). Все они должны входить в список географически обусловленных параметров, подлежащих определению через распознавание и типизацию местных условий и действующих групп интересов (компонентов).

Уравнения вида (4) позволяют ставить и решать задачи оптимального управления с использованием принципа максимума Понтрягина (Понтрягин, 1976). Оценка коэффициентов этих уравнений, прогнозные и оптимизационные расчеты - задача специальных исследований, дополняющих и развивающих ГИС-технологии.

Для понимания закономерностей развития географических ситуаций и механизмов поведения сложных биосоциальных систем в различных средах в качестве модельных объектов могут рассматриваться особи и популяции крупных животных, структура исполнения сметы доходов и расходов бюджета, структура запаса трех типов пород (лиственные, светлохвойные, темнохвой-ные). Наблюдения за ними в естественной для них среде позволяют сформулировать и проверить специальные гипотезы, которые могут быть положены в основу математических моделей поведения, отражающих механизмы взаимодействия систем и учитывающих местные условия их жизнедеятельности. Однако перед тем как распространять данные принципы на область изучения механизмов регулирования в обществе и государстве, где сложные схемы взаимоотношений в зависимости от их структуры приводят к разным результатам, необходимо подробно исследовать их на более простых примерах поведения природных систем.

Поведение природных систем в большинстве случаев описывается в явном виде, а не в отклонениях, что не дает возможность использовать весь объяснительный потенциал теории механизмов взаимодействия. В основном этими средствами моделируются восстановительные процессы, процессы эволюции, адаптации, приспособления к внешней среде, известные под общим названием механизмов гомеостатического регулирования (Моделирование., 2001).

3.1.3. Математические модели восстановления лесов. Простейшей моделью поведения природных систем является модель Г.Ф. Хильми (1966) накоdW пления запасов насаждений: — = A(fV0 -W). В биологии модель такого типа наdt зывается уравнением Берталанфи. Равновесие в этой модели достигается при

W = W0, поэтому степень отклонения от равновесного значения R = W-W0. Тогда уравнение Хильми в принятых терминах выглядит так: — = -ЛЯ, т.е. в (4) будет dt

1, аи =-Л, Ui{t)=0. Предельное отклонение от равновесия будет Rm =W0, предельная скорость изменений Vm = AW0.

В более сложном примере, при исследовании механизмов экологического взаимодействия рассматривается три группы пород (лиственные, светлохвой-ные и темнохвойные), определяющие через это взаимодействие обилие друг друга. В качестве показателя обилия используется доля пород в составе древостоя. Разные сочетания этих долей соответствуют разным ситуациям и различным переменным состояниям каждой группы пород в пределах множества допустимых состояний.

Процесс восстановительно-возрастной сукцессии после пожаров или вырубки (отклонение от равновесного состояния) начинается с восстановления лиственных лесов со значительным участием сосны и лиственницы, которые в силу более высокой продуктивности и долголетия замещают осину и березу в разных местоположениях. Эти процессы осложняются повторными низовыми пожарами, в результате которых преимущественно гибнут лиственные деревья и подрост темнохвойных пород. При благоприятных условиях подрост пихты, ели и кедра хорошо возобновляется под пологом лиственных и светлохвойных лесов, формируя второй ярус древостоя. В возрасте 150-200 лет темнохвойный элемент леса создает коренные пихтово-кедровые древостой с участием ели.

Эти взаимодействия описываются обобщением уравнения Хильми (вариант общей схемы моделирования (4)) - в виде систем линейных дифференциальных уравнений первого порядка на ограниченной замкнутой области существования системы данного типа с фиксированными коэффициентами для каждой возрастной стадии восстановления, группы типов леса и бонитета:

- = аиХ, + а21Х2 +а31Х3 +и„

- = а12Х{ + а22Х2 + а32Х3 + и2, dX, = ааХх + а23Х2 + а}3Х3 + и3,

Здесь Xi = R( - R0i - отклонения запасов Ri лесонасаждений /-й группы пород от равновесного значения R0i-, ajt - коэффициенты взаимодействия j-й и /-й группы пород; и = {и>) - управляющие воздействия (рубки м<О, содействие росту w>0). В левой части уравнения взаимодействия (5) находятся изменения переменных во времени, в правой - влияния значений переменных на эти изменения (Мясникова, Черкашин, 2003а).

3.1.4. Моделирование поведения животных. Уравнение вида (4) показало хорошие результаты при моделировании процесса пересечения открытых пространств охотничьими животными (выявление зависимости скорости движения Vi (длины прыжка, см.) от расстояния до стены леса Ri) (рис. 3.2.). Для описания этого процесса потребовались уравнения второго порядка (/=2 в (4)).

Решение задач моделирования основано на результатах исследования поведения охотничьих зверей в зоне влияния Западного участка БАМа (Наумов, 1999). Здесь хорошо проявляется дифференциация адаптивной этологической реакции разных животных - изменение во времени численности и плотности их населения на различном удалении от источников антропогенных воздействий. Такое поведение зверей связано с их видовой, эволюционно закрепленной, «экологической пластичностью» реакции на меняющиеся условия среды обитания (Реймерс, 1990). По этологической реакции на антропогенные воздействия выделено три группы видов (Наумов, 1999): 1) с отрицательной реакцией (соболь, северный олень); 2) с адаптивной (приспособительной) реакцией (белка, ондатра, лось, медведь и др.); 3) с положительной реакцией (горностай, заяц-беляк, лисица, косуля). Каждой группе соответствует характерное поведение зверей при пересечении просек или других искусственно созданных открытых пространств.

Поведение животных изучалось аэровизуально, методом тропления и стационарно с заложением пробных площадей (Наумов, 1999). Полученные данные обрабатывались количественно и создавались математические модели поведения промысловых животных (Мясникова и др., 2000, 2001а, 20036).

Уравнение вида (4), описывающее поведение системы в окрестности точки равновесия в терминах отклонения Rt состояния системы от равновесного, в данном случае перепишется следующим образом: d"Rjdt" = H"R, (для замкнутой на себя системы), (6) d" R,/dt" = HjfRj (при воздействии j системы на ню), где Hi , Hji- константы. Порядок п производных (первая, вторая и выше) здесь зависит от свойств взаимодействующих объектов и определяет порядок этого взаимодействия.

О—

Лес 1 Перемещение соболя

Просека 0

R\ a R2

Лес 2 R

СХ

Рис.3.2. Моделирование процесса пересечения просеки соболем: зависимость скорости движения V, (длины прыжка, см.) от расстояния до стены леса R, .

Соболь, приближаясь (из участка леса 1) к границе просеки, замедляет свой ход, останавливается или движется вдоль просеки, переходя с обычной «двухчетки» на шаг. На открытом пространстве он резко увеличивает до максимума длину прыжка (до 75 см) и так же резко снижает ее у другой стены леса (участок леса 2) и останавливается. В лесу соболь с небольшим ускорением переходит на обычный ход. В большинстве случаев в центральной части открытого пространства наблюдается небольшое увеличение длины прыжка: скорость перемещения имеет наибольшее значение (Наумов, 1999).

Для рассматриваемой ситуации (рис. 3.2.) существует два целевых состояния, соответствующих границам участков леса 1 и 2 с просекой. Слой влияния этих состояний распространяется и на лес (зоны А\ и А2) и на вырубку, причем в области открытого пространства просеки слои пересекаются (А 12). Имеет место три типа поведения с разными типами взаимодействия: А\, А2 и А12. Для каждого типа справедлива своя система уравнений, что является важной особенностью создания поведенческих моделей.

В области A\i описывается, как меняется положение животного (в точке а) - расстояния R\ и R2 до границы участков леса 1 и 2 соответственно (R\ + R2 = R). Орграф взаимодействия описывает систему обратных связей (рис. 3.2.), для которой справедливы два дифференциальных уравнения второго порядка: d2Rx /dt2 = -H2R, + H22XR2 , d2R2 /dt2 = -H2R2 + H22R,. (7)

Второй порядок взаимодействия выбран, поскольку ускорение перемещения в центральной части просеки d2Rjdt2 =0, что должно соответствовать равенству отклонений от равновесных состояний. В том случае, если взаимодействие симметрично (допускается взаимозамена R\ <-» R2), то уравнение (7) перепишется следующим образом: d2Rx /dt2 =-H?Rl +#2Л2, d2R2/dt2 = -H2R2 + Я22Д.

Суммируя почленно с учетом R\ + R2 = R получаем Н2 = Н]х. Отсюда d2Rx /dt2 = -Н2 (Ry - R2), d2R2 /dt2 = -H2 (R2 -Л,), т.е. ускорение движения зависит только от разности расстояний до границ просеки, и действительно, в центре просеки для взаимодействия второго порядка ускорение движения будет равно 0, а скорость максимальна.

Для зоны А\ иА2в отсутствии взаимодействия справедливы уравнения: 1 зона d2R, /dt2 =-H2Rx, 2 зона d2R2/dt2 =-H2R2. Такое поведение соответствует ситуации, когда соболь не уходит далеко от границы леса и периодически возвращается к ней. Например, на Лено-Киренгском хребте со спокойным грядовым рельефом и разреженными древостоями соболь предпочитает находиться от железнодорожной трассы на расстоянии не больше 5 км (Наумов, 1999).

Таким образом, моделирование поведения живых систем может быть осуществлено на основе общих принципов взаимодействия поведенческих слоев равновесных состояний с использованием однотипных уравнений в отклонениях и графов-схем взаимодействия. Методы описания существенно отличаются в областях с наличием и отсутствием взаимодействия (наложения слоев). Существенным здесь является учет сил (причин), вызывающих разные поведенческие реакции, например, понимание того, что заставляет животных пересекать просеки или мигрировать на огромные расстояния. Вторая производная в данном случае выбрана как наиболее удобный способ представления ускорения перемещения соболя в центральной части просеки, которое должно соответствовать равенству отклонений от равновесных состояний. Она упрощает описание взаимодействия и сводит модель к линейной схеме влияния.

3.1.5. Моделирование бюджетных изменений. В социально-экономических моделях порядок взаимодействия частей определяется третьей производной изменения социальной составляющей (Черкашин, 2004). Это утверждение рассматривается в качестве гипотезы, которая требует эмпирической проверки.

Известные методы социально-экономического моделирования достаточно разнообразны (Бандман, 1976; Липец, 1987). К моделям, имеющим отношение к задачам социально-экономического регулирования, могут быть отнесены региональные гравитационные модели (Изард, 1966; Липец, 1987), эколого-экономические модели управления природными ресурсами (Модели управления., 1981; Эколого-экономическая., 1990; Черкашин и др., 2001), игровые модели управления (Шикин, Чхартишвили, 2000) и др. Опыт реализации таких моделей (Черкашин и др., 2001) заставляет искать пути перехода от чисто формальных схем математического описания к осознанному, теоретически обоснованному моделированию и методам идентификации моделей.

В этом разделе осуществляется проверка базовых гипотез теории механизмов взаимодействия на примере данных об изменении структуры бюджета отдельного муниципального образования.

Для определения понимания географических особенностей развития муниципального образования и поиска оптимальной стратегии социально-экономического развития местного сообщества в качестве индикаторов изменений на территории использовались показатели бюджетного процесса для выявления закономерностей связи его составляющих.

Выделены четыре индикатора взаимодействия: налоги на имущество, на доходы физических лиц, на прибыль и неналоговые поступления, которые приближенно характеризуют 0) ресурсный потенциал района, 1) уровень жизни населения, 2) производственную деятельность, 3) общественную и деловую активность (цифры - порядок показателя) (Черкашин, 2002). Для сравнительного анализа данных использована модель механизмов взаимодействия вида (4), в которой изменение показателей бюджета описывается линейными дифференциальными уравнениями соответствующего порядка (цифры «=0,1,2,3 - порядок показателя) (см. табл.1, рис. 3.3.).

Базовые уравнения проверялись на примере изменения структуры бюджетов Слюдянского административного района за 1998-2003 г.г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработана система информационно-географического обеспечения, модели и методы территориального управления административным районом для оптимизации природопользования и устойчивого развития территории. Последовательно решены следующие задачи.

1. Сформирована система знаний о проблемах, формах и методах территориального управления в приложении к управлению административным районом.

2. Раскрыто содержание и место геоинформационных систем и технологий в территориальном управлении административным районом.

3. Создана геоинформационная система Слюдянского района Иркутской области и проведено комплексное геоинформационное картографирование его территории.

4. Выделены участки местности разной степени правовой защищенности, что позволило дифференцировать хозяйственную деятельность, согласуясь с природной ситуацией и действием законодательных актов в области охраны природы.

5. Построена карта правового зонирования на основе данных ГИС.

6. Разработана технология обработки информации из базы данных ГИС, с помощью которой составляются тематические карты разного содержания под конкретные задачи.

7. Созданы математические модели механизмов взаимодействия различных компонентов территориальной системы района, как эффективное и наглядное средство информационного обеспечения принятия решений на уровне муниципального образования.

8. Разработаны математические методы определения устойчивости по Ляпунову таежных экосистем и оптимального управления, на основе принципа максимума Понтрягина.

9. Количественно оценена устойчивость природных систем и рассчитаны оптимальные нагрузки на их использование с использованием массовых данных ГИС для информационного обеспечения математических моделей взаимодействия разнокачественных компонентов.

10. По результатам моделирования созданы карты устойчивости и допустимых нагрузок (управления) на таежные экосистемы модельного участка района.

11. Создан электронный атлас Слюдянского района с применением методов геоинформационного картографирования, который позволяет донести всю совокупность данных и знаний ГИС до неподготовленных пользователей в области планирования и управления природопользованием.

В системе территориального управления блок геоинформационного обеспечения занимает важное место наравне с четырьмя другими подсистемами: блоком естественных основ (среды) формирования ситуации, блоком непосредственного правового и хозяйственного управления ситуацией, блоками общественной и государственной деятельности регулирования ситуации. Ситуационное территориальное управление на уровне административного района преимущественно нацелено на оптимизацию природопользования, хозяйственной деятельности в целом и эффективное решение социальных задач. Важнейшей целевой установкой является повышение эффективности управления, рациональное использование природных ресурсов и оптимизация расходования бюджетных средств. В научном плане это делает необходимым использование методов системного анализа для принятия решений, что осуществляется путем последовательной реализации всех процедур от создания информационного образа территории в виде геоинформационной системы, моделей объектов территории и до решения задач оптимального управления.

Подобная концепция рационального управления природопользованием административного района в диссертации реализована на примере лесопользования в Слюдянском районе Иркутской области, что потребовало наряду с формированием общей схемы системного анализа территории изучение ситуации на местах в природном, хозяйственном и социальном отношении. Параллельно осуществлялся сбор и обобщение разнокачественной информации -данных специальных натурных исследований, дистанционного зондирования, лесоустройства, правовой информации, фондовых материалов и картографических произведений и др. Вся накопленная разнородная информация о территории стала основой создания геоинформационной системы - инструмента ввода, хранения, анализа, обработки и визуализации пространственно-распределенной информации по территории района.

Геоинформационные системы гармонично включаются в процесс принятия решений как неотъемлемая часть системы управления территорией, в которой накапливаются географические данные и знания, представляемые в картографическом виде для подготовки решений, учитывающих особенности территориальной организации природы, хозяйства и жизни общества.

Реализация процедур системного анализа в геоинформационных технологиях позволяет отойти от традиционного использования ГИС для визуализации исходных данных и прейти к глубокой переработке геоинформации для решения сложных проблем природопользования. В основу соответствующих процедур положены математические модели механизмов взаимодействия компонентов территориальных систем и математические методы количественного анализа информации и идентификации моделей.

Модели механизмов взаимодействия достаточно просто и точно описывают изменение параметров природных и социально-экономических систем, если не ограничиваться только системами уравнений первого порядка, а вводить производные по времени величин второго и третьего порядка. Осуществляется кусочно-линейная аппроксимация данных по изменению ситуации, что позволяет выделить типы ситуаций (стадии изменения-восстановления), устойчиво или неустойчиво существующие на определенных отрезках времени и ареалах пространства.

Идентификация моделей (определение коэффициентов) происходит на основе сравнительного анализа массивов данных, содержащихся в ГИС для однотипных географических условий с последующим выделением эталонных объектов и оценкой показателей их динамики методами статистического анализа. Устойчивость моделей данного типа оценивается в понимании Ляпунова по методу Гурвица для каждой стадии. Найденные показатели позволили объективно оценить степень устойчивости таежных экосистем.

На основе строгих методов оптимального управления по принципу максимума Понтрягина эта модель стала ключевой для решения задач оптимизации лесопользования. Критерием оптимизации стала максимизация влияния компонентов территориальных систем на контролируемые процессы и явления за продолжительный период времени. В зависимости от свойств географической среды и стадий развития системы рекомендованы управления различных направлений и интенсивности.

Полученные результаты (их количественный эквивалент) с помощью методов геоинформационного картографирования визуализируются в виде карт различного содержания. В итоге созданы карты правового зонирования, устойчивости таежных экосистем, направлений и интенсивности управления древо-стоями в показателях категоричности и др. тематические карты.

По результатам исследования сделаны следующие выводы.

3. Для научных исследований ГИС административного района, реализованная на основе данных дистанционного зондирования земли, становится источником объективной информации для выявления скрытых закономерностей в строении и динамике природной среды и ее изменений в процессе природопользования: используется качество массовости данных, позволяющее проводить сравнительный анализ ситуаций и выявлять экстремальные режимы функционирования территориальных систем, например, значения наибольшей продуктивности в лесах однотипных условий и их пространственное размещение.

4. Появляется возможность «преломлять» географические знания и содержание нормативно-правовых документов через свойства элементарных вы-делов территории, зафиксированных в базе данных ГИС. Эта процедура осуществляется в автоматическом и полуавтоматическом режимах, что позволяет создавать карты специального тематического содержания, например правового зонирования. Созданные карты объективно отражают сложившуюся систему земельных отношений, зафиксированную в законодательной базе. Это позволяет легко ориентироваться в законодательном пространстве, проявленном на местности с учетом особенностей территории.

5. Существующие ограничения природопользования в Слюдянском районе и современное размещение хозяйства не позволяют развивать интенсивную хозяйственную деятельность, поэтому возникает необходимость выхода за пределы прибрежной зоны оз. Байкал в предгорья, что требует определения строгих экологических ограничений и жесткого контроля за их исполнением.

6. Эффективным средством информационного обеспечения принятия решений на уровне административного района становятся математические модели механизмов взаимодействия различных компонентов территориальной системы района, которые, несмотря на их простоту и наглядность, учитывают сложные эффекты и адекватно отражают пространственно-временные закономерности изменения ландшафтов в условиях хозяйственной деятельности.

7. Информационное обеспечение расчетных математических моделей реализуется средствами ГИС на основе сравнительного анализа массивов данных для однотипных географических условий с последующим выделением эталонных объектов и оценкой показателей их динамики методами статистического анализа. Найденные показатели с использованием разработанных моделей и математических методов определения устойчивости по Ляпунову позволяют объективно оценивать степень устойчивости таежных экосистем и дифференцировать их по этому свойству.

8. Математические модели механизмов взаимодействия - новый научный инструмент решения задач оптимизации природопользования на основе строгих методов оптимального управления по принципу максимума Понтряги-на. Критерием оптимизации является максимизация влияния компонентов территориальных систем на контролируемые процессы и явления за продолжительный период. В зависимости от свойств географической среды и стадий развития системы рекомендуются управления положительной (охрана, восстановление) и отрицательной (нагрузки, изъятие) ориентации.

9. Преимуществом предлагаемого подхода к оптимизации природопользования является то, что стратегия управления жестко связана с местными условиями и стадиями развития, что позволяет рассчитать для каждой ситуации сетевой график управления от времени в зависимости от критерия эффективности и создать карту мероприятий.

10. Использование ГИС-технологий, средств и методов математического моделирования в практике управления административным районом позволяет создавать множество электронных карт разного тематического содержания, которые объединяются в атлас карт территориального управления районом. Атлас становится альтернативой применения ГИС неподготовленными в этой области специалистами, а также справочной базой для их обучения.

Мировой опыт показывает, что эффективность интеллектуального труда работников муниципалитетов и мэрий существенно повышается в том случае, когда удается собрать воедино и быстро проанализировать большие объемы разнообразной информации обо всем сложном муниципальном хозяйстве, не увеличивая в той же пропорции инвестиции и численность обслуживающего персонала. Поскольку финансовые и материальные ресурсы, имеющиеся в распоряжении муниципалитетов ограничены, достижение высокой эффективности их использования с помощью новой геоинформационной технологии является коренным решением. Программное обеспечение ГИС обеспечивает администрациям удобное средство управления информацией, позволяя объединить данные всех служб в единую среду совместного пользования для рационального планирования и принятия обоснованных решений с учетом размещения объектов управления. Геоинформационные системы и основанные на них геоинформационные технологии, таким образом, становятся важнейшей частью стратегического и тактического управления территорией.

Однако внедрение геоинформационных технологий в практику муниципального управления требует не только заинтересованности в этих информационных инструментах со стороны лиц принимающих решения, но и разработки новых методов использования ГИС-данных для ответов на поставленные практиками вопросы. Нельзя ограничиваться только теми возможностями ГИС, которые приводят к картографической визуализации данных о текущем состоянии территории - необходимы модели и методы прогнозирования и оптимизации, на формирование которых ориентирована данная работа. Причем модели не должны быть абстрактными, а привязаны к конкретным местоположениям, типам условий среды.

Дальнейшие перспективы работы связаны с исследованием организационного механизма территориального управления, расширением арсенала научных методов системного анализа в области природопользования, с прогнозированием развития геоэкологической ситуации.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Мясникова, Светлана Ивановна, Иркутск

1. Анализ тенденций развития регионов России. Типология регионов, выводы и предложения. Программа Европейского союза Тасис, Том I, М.,1996.

2. Арманд Д.Л. Наука о ландшафте. Основы теории и логико-математические методы.- М.: Мысль, 1975.- 287 С.

3. Байкальский регион в двадцать первом веке: модель устойчивого развития или непрерывная деградация? Комплексная программа политики землепользования для Российской территории бассейна озера Байкал, 1993. -176 с.

4. Бандман М.К. (ред.) Моделирование формирования территориально-производственных комплексов. Новосибирск: Наука, 1976. - 338 С.

5. Бейднна Т.Е. Теоретические вопросы местного самоуправления/ Материалы IV конференции Российской Муниципальной Академии по правовым и методологическим проблемам развития «Местное самоуправление в России», 2001 г.

6. Беркин Н.С., Филиппова С.А., Бояркин В.М., Наумова A.M., Руденко Г.В. Иркутская область (природные условия административных районов). -Иркутск: Изд-во ИГУ, 1993. 304 с.

7. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование. М.: Наука,1997.-64 с.

8. Бычков И.В., Кухаренко Е.Л. Разработка распределенной ГИС ИНЦ СО РАН // Вычислительные технологии. 1998. - Т. 3, № 5. - С. 18-22.

9. Винокуров Ю.И. Ландшафтная индикация в эколого-географических исследованиях. Автореферат диссертации.доктора геогр. наук (в форме научного доклада). Иркутск, 1994. - 65 с.

10. Геоинформационная система управления территорией / А.К.Черкашин, А.Д.Китов, И.В.Бычков и др. Иркутск: Издательство Института географии СО РАН, 2002.- 151 с.

11. Гольдфраб С., Кобенков А., Харитонов А. Путешествие в страну мраморных гор. Иркутск: Агентство «КП-Байкал», 2000. - 356 с.

12. Думова И.И. Механизмы управления региональным природопользованием. -Новосибирск: Гуманитарные технологии, 2001.- 208 с.

13. Дмитриева Т.Е. Территориальное управление в контексте «северно-сти»: север в экономике России // Материалы научно-практической конференции, 7-8 октября 1997 г. Сыктывкар: Коми НЦ УрО РАН, 1998. - с. 4954.

14. Закон «О лицензировании отдельных видов деятельности» № 128-ФЗ от 8 августа 2001 г.

15. Закон «Об охране окружающей среды» №7-ФЗ от 10 января 2002г.

16. Занг В. Синергетическая экономика. Время и перемены в нелинейной экономической теории. М.: Мир, 1999. - 335 с.

17. Иванов О.П. Государственное управление природными ресурсами. -Новосибирск: СибАГС, 2002. 340 с.

18. Игнатов В.Г., Рудой В.В. Местное самоуправление. Ростов н/Д: «Феникс», 2001.-416с.

19. Изард У. Методы регионального анализа. М., 1966.

20. Информатизация региона. Предложения к программе работы по проекту сохранения биологического разнообразия Российской Федерации.- Иркутск: Институт динамики систем и теории управления СО РАН.- 1999.

21. Информационные технологии в энергетике: современные подходы к анализу и обработке информации/ сборник докладов Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2000.- 176 с.

22. Иркутск и Иркутская область. Атлас. Новосибирск: Роскартография, 1997.-48 с.

23. Китов А.Д. Направления развития ГИС в географических исследованиях/География и природные ресурсы. 1999. -N 2.

24. Китов А.Д. Компьютерный анализ и синтез геоизображений.- Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 220 с.

25. Конституция РФ, 12 декабря 1993 г.

26. Космачев К.П. Географическая экспертиза (методологические аспекты). Новосибирск: Наука, 1981. - 110 с.

27. Котельников A.M. Геоэкологическое обеспечение управления природопользованием в регионе (на примере Читинской области). Новосибирск: Издательство СО РАН, 2002. - 248 с.

28. Красовский Ю.Д. Организационное поведение, М.: Юнити, 2000.472 с.

29. Кульман А. Экономические механизмы.- М.: "Универс, 1993. 192 с.

30. Ладейщиков Н.П. Особенности климата крупных озер: (На прим. озера Байкала). М.: Наука, 1982. - 137 с.

31. Липец Ю.Г. Системное моделирование в социально-экономической географии. Итоги науки и техники. Теорет. и общие вопр. географии. Том 5. -М.: ВИНИТИ, 1987.- 168 с.

32. Лукьянчиков Н.Н., Потравный И.М. Экономика и организация природопользования: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002.-454с.

33. Манюшис А.Ю. Проблемы реформирования системы территориального управления экономикой. http://www.rbcnet.ru/publ/vest/0806001244/ vestmejun2/3-manjushis.htm. — 2001.

34. Методика экономической оценки лесов от 10 марта 2000 г. N 43 http://www.ecovestnik.ru/forest.htm

35. Михайлов Ю.П. Проблемы природопользования и геогра-фия//Природопользование и география (методологические аспекты). Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. с.8-16.

36. Михеев B.C., Ряшин В.А. Ландшафты юга Восточной Сибири. М 1:1500000 /Ред. О.П.Космакова, B.C. Михеев. Общ. ред. В.Б.Сочавы. ГУГК, 1977.

37. Михеев B.C. Ландшафтно-географическое обеспечение комплексных проблем Сибири. Новосибирск: Наука, 1987. - 207 с.

38. Михеев B.C., Козин В.В., Шеховцов А.И. Общие принципы геоэкологического картографирования // Экологическое картографирование Сибири.- Новосибирск: Наука, 1996. С. 20-58.

39. Михеев B.C., Китов А.Д., Черкашин А.К. Методика оценивания лесных земель по космическим снимкам II Сибирский экологический журнал. -1998а. -№1. С. 85-91.

40. Модели управления природными ресурсами. М.: Наука, 1981.- 264 с. Моделирование и управление процессами регионального развития/Под ред. С.Н. Васильева - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. - 432 с.

41. Моделирование территориально-производственных комплексов (методология, теория и метод) / Под ред. А.Т. Ващенко. Львов: Вища школа. Изд-во при Львов. Ун-те, 1981. - 136 с.

42. Монтескье "Дух Законов", Спб. 1839 г. с. 34

43. Мосунов В.И., Никульников Ю.С. Управленческая география (некоторые проблемы становления) // География и природные ресурсы. 1985. - № 1. -С. 106-114.

44. Мясникова С.И., Черкашин А.К. Использование ГИС-технологий в решении задач территориального управления/Л/Н научное совещание по прикладной географии/ Тезисы научной конференции Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2001. - с.207-209.

45. Мясникова С.И., Черкашин А.К. Закономерности пространственного поведения охотничьих животных в нарушенных горно-таежных ландшафтах // Материалы школы-семинара "Математические методы в экологии".- Петрозаводск, 2001а. с. 166-168.

46. Мясникова С.И., Истомина Е.А., Латышева А.В., Солодянкина С.В. Атласное ГИС-картографирование для управления административными районами. Тезисы докладов Сибирской региональной ГИС-конференции. М.: ГИС-Ассоциация, 2002. - с. 5-7.

47. Мясникова С.И. Сравнительный анализ гомеостатического поведения бюджетной сферы административных районов//Гомеостаз и экстремальные состояния организма: Тезисы докладов XI международного симпозиума -Красноярск, 2003.-с.103-104.

48. Мясникова С.И. Расширение возможностей применения ГИС-технологий в управлении территорией//География: новые методы и перспективы развития. Материалы XV конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока. Изд-во ИГ СО РАН, 2003а. - с. 184-185.

49. Наумов П.П. Экологический мониторинг ресурсов охотничье-промысловых животных в зоне Байкало-Амурской магистрали/ диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук, 1999 . 356с.

50. Нестеров В.Г. Вопросы управления природой. М.: Лесн. Пром-сть, 1981.-264 с.

51. Основы геоинформатики: В 2 кн. Кн.1: Учеб. Пособие для студ. Вузов / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, B.C. Тикунов и др.; Под ред B.C. Тикунова. -М.: Издательский центр «Академия», 2004. 352 с.

52. Основы геоинформатики: В 2 кн. Кн.2: Учеб. Пособие для студ. Вузов / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, B.C. Тикунов и др.; Под ред B.C. Тикунова. -М.: Издательский центр «Академия», 2004.-480 с.

53. Отчет Администрации Слюдянского района за период с марта 1998 года по февраль 2002 года // Газета «Славное море» № 17 (8574), 1 марта 2002 г.

54. Отчет Администрации Слюдянского района за период с марта 1998 года по февраль 2002 года // Газета «Славное море» № 18 (8575), 6 марта 2002 г. (а)

55. Пегов С.А. Интегральные характеристики в системно-экологическом моделировании//Ежегодник 1985 «Системные исследования. Методологические проблемы».-М.: «Наука». 1986. - с.161-171.

56. Петров В.Н. Лесная политика и охрана лесов. СПб.: Наука, 1998.253 с.

57. Понтрягин Л.С. Математическая теория оптимальных процессов. М.: Наука. - 1976.-392 с.

58. Пригожин А.И. Перестройка: перехоные процессы и механизмы. М.: Наука, 1990.- 159 с.

59. Природопользование в системе управления: Планирование с использованием экономико-математических методов/Г.М. Мкртчян, Л.А. Бондаренко, И.И. Думова и др. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 247 с.

60. Программа социально-экономического развития Кабанского района Республики Бурятия на 2002-2004 гг. Администрация Кабанского района. — 2001.

61. Программа социально-экономического развития Прибайкальского района Республики Бурятия на 2002-2004 гг. Администрация Прибайкальского района. -2001.

62. Программа социально-экономического развития Северо-Байкальского района Республики Бурятия на 2002-2004 гг. Администрация СевероБайкальского района. -2001.

63. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. - 637 с.

64. Руководство по ландшафтному планированию. М: Государственный центр экологических программ, 2000. - 136 с.

65. Советский энциклопедический словарь. М.: Сов. Энциклопедия, 1989.-815 с.

66. Состояние окружающей среды республики Беларусь http://president.gov.bv/Minpriroda/rus/publ/nd2000/part02 02.htm

67. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск: Изд-во «Наука», 1978.-320 с.

68. Стратегия сохранения биоразнообразия озера Байкал. Конкурсные предложения в Проект ГЭФ «Сохранение биоразнообразия РФ» Иркутск, Группа управления Проектом ГЭФ, 1998. - 144 с.

69. Схема развития и размещения производительных сил Иркутской области до 2005 г. Иркутск, 2003. - 314 с.

70. Тикунов B.C. Устойчивое развитие территорий и геоинформатика / ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий. Материалы международной конференции. Барнаул: Изд-во Алтайского университета, 1998. - с. 9-18.

71. Трофимов A.M. Управленческий аспект территориальной организации геообразований / География и проблемы регионального развития. М.: ИГ АН СССР, 1989. - с.72-81.

72. Трофимов A.M., Игошин Е.И. Концептуальные основы моделирования в географии. Развитие основных идей и путей математизации и формализации в географии. Казань. Изд-во «Матбугат йорты», 2001. 340 с.

73. Трутнев Э.К. Правовое зонирование города Хабаровска. Установление прав использования недвижимости посредством местного нормативного правового акта «Правил застройки и землепользования». - М.: Фонд «Институт экономики города», 2000. - 158 с.

74. Уатт К. Экология и управление природными ресурсами. Количественный подход. М.: Мир, 1971.-464 с.

75. Управление организацией: Учебник/Под ред. Поршнева А. Г., Румянцевой 3. П., Саломатина Н. А. 2-е изд. - М.: ИНФРА-М, 1998. - 669 с.

76. Управление социально-экономическим развитием России: концепции, цели, механизмы / Рук. Авт. Кол.: Д.С. Львов, А.Г. Поршнев; Гос. Ун-т упр., Отд-ние экономики РАН. М.: ЗАО «Изд-во «Экономика»», 2002. - 702 с.

77. Устойчивое развитие: Россия, Сибирь, Байкальский регион. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. - 122 с.

78. Файоль А. Общее и промышленное управление. М., 1916.

79. Халипов В.Ф. Власть: Кратологический словарь. М.: Республика, 1997.-431 с.

80. Хильми Г.Ф. Основы физики биосферы.- Л.: Наука, 1966.-300 С.

81. Черкашин А.К. Полисистемные принципы географической эксперти-зы//Географическая экспертиза хозяйственного освоения территории.- Новосибирск: Наука, 1992.-С.53-71.

82. Черкашин А.К. Анализ политики землепользования на примере Байкальского региона // Изв. РАН., Сер. Географическая. 1996. - № 2. - С. 101-108.

83. Черкашин А.К. Полисистемный анализ и синтез. Приложение в географии. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1997. - 502 с.

84. Черкашин А.К. Геотехнологии, модели представления данных и локальный анализ космической информации // Дистанционные исследования и картографирование структуры и динамики геосистем. Иркутск: Институт географии СО РАН, 2002а. - с. 23-30.

85. Черкашин А.К. Полисистемное моделирование. Новосибирск: Наука, 2004.-359 С.

86. Шикин Е.В., Чхартишвили А.Г. Математические методы и модели в управлении М.: Дело, 2000. - 440 С.

87. Шмален Г. Математические модели в науке об организации и экономике производства.- http.7/www.ptpu.ru/issues/3 98/pu3 7.htm- 1998.

88. Шустров Д. Цифровые карты Роскартографии в формате Arclnfo / Аг-cReview. -2001. №1 (16).-с. 3.

89. Экологически ориентированное планирование землепользования в Байкальском регионе. Район дельты р. Селенги. / А.К. Черкашин, J1.M. Ко-рытный, Т.И. Коновалова и др. Иркутск: Институт географии СО РАН, 2002.- 149 с.

90. Экологически ориентированное планирование землепользования в Байкальском регионе. Слюдянский район / Е.Г. Суворов, А.Н. Антипов, Ю.М. Семенов и др. Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН, 2002а.

91. Эколого-экономическая стратегия развития региона: Математическое моделирование и системный анализ на примере Байкальского региона / В.Е. Викулов, В.И. Гурман, Е.В. Данилина и др. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1990.- 184 с.

92. Экономика природопользования: Учеб. для вузов/ МА. Ревазов, Н.Я. Лобанов, Ю.А. Маляров, В.З. Персиц. — М.: Недра, 1992.

93. Экономическая география России: Учебное пособие/ в 3-х частях. М.:Изд-во Рос. экон. акад., 1995.

94. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука, 1969.- 424 с.

95. McHarg I.L. Design with Nature // The Natural History Press Garden City. -New York, 1969.-340 p.

96. Rado B.Q. An Historical Analysis of GIS // Mapping Tomorrow's Resources. Logan, Utah: Utah State University, 1992.

Информация о работе

Мясникова, Светлана Ивановна
кандидата географических наук
Иркутск, 2005
ВАК 25.00.36

Диссертация

Модели и геоинформационные технологии управления природопользованием на уровне административного района - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы