Использование планово-картографических материалов при ведении государственного мониторинга земель



Проведение государственного мониторинга земель на современном этапе трудно представить без использования планово-картографических материалов. Это обусловлено тем, что эти материалы обеспечивают наглядность земельно-кадастровых сведений, предупреждают возможность пропусков или дублирования площадей, способствуют беспрерывному и объективному получению необходимой информации. Поэтому важным требованием к планово-картографическим материалам является их информативность и достоверность. С развитием хозяйственной деятельности человека, ростом городов и поселений, изменением рельефа возникает необходимость в обновлении планов и карт, а также в проведении государственного мониторинга земель.

Ключевые слова: мониторинг земель, планово-картографические материалы, аэрофотоснимок, статистический анализ, динамика, контура угодий.

Conducting state monitoring of lands at the present stage is difficult to imagine without the use of planning and cartographic materials. This is due to the fact that these materials provide visibility of land-cadastral information, prevent the possibility of omissions or duplication of areas, contribute to the continuous and objective receipt of necessary information. Therefore, an important requirement for planning and cartographic materials is their informativeness and reliability. With the development of human activities, the growth of cities and settlements, a change in the terrain, there is a need to update plans and maps, as well as in conducting state monitoring of lands.

Keywords: land monitoring, planning-cartographic materials, aerial photography, statistical analysis, dynamics, contours of lands.

Трудно представить на современном этапе развития землеустройства и государственного кадастрового учета, где не используются планы и карты масштабов 1:25000, 1:10000 и крупнее. Без них невозможно создание проектов перераспределения земель и внутрихозяйственного землеустройства. Это зачастую единственный материал, в котором установлены границы населенных пунктов, границы лесов, садовых товариществ и отводов дорог [2].

С течением времени и развитием хозяйственной деятельности человека появилась необходимость в обновлении планово-картографических материалов. Это обусловлено ростом городов и населенных пунктов, изменением землепользований, рельефа местности и т. д.

В результате сформировался ряд проблем, связанных с актуальностью планово-картографического материала:

1. В большинстве случаев с середины 1980-х годов планы масштабов 1:10 000 и 1:25 000 для целей землеустройства производства ВИСХАГИ не обновляются и не создаются заново [2];
2. Планы морально устарели, нормативно-техническая документация не отражает развития землеустройства на данный момент и не соответствует уровню научно-технического прогресса (современным требованиям, предъявляемым к цифровой картографической продукции и геопространственным данным) [2];
3. Проблемы с системой хранения. Если хранение происходит в растровом виде, то зачастую материалы плохо отсканированы;
4. Несмотря на то, что территория России на современном этапе изучена хорошо, порой встречаются районы, где планы совсем отсутствуют.

Для проведения мониторинга земель необходима разработка стратегии исследования — подготовительный этап. Для изучаемой территории производится сбор всех материалов, включая планово-картографические, материалы -аэро и космических съемок прошлых лет, результаты обследований территории, результаты статистического анализа и т. д. На основе полученных данных выявляют динамику изменения исследуемых земель, определяется оптимальная периодичность проведения съемок (3 года для обжитых районов, 5 лет для прочих) и прогнозирование развития территории.

Получить достоверные земельно-кадастровые сведения без использования планово-картографических материалов невозможно. Поэтому важным требованием к планово-картографическим материалам является их информативность и достоверность.

Мониторинг позволяет выявить негативные процессы, происходящие с почвой, и своевременно принять решение по реабилитации земель, а также не допустить нерациональное использование земельных угодий и произвести прогноз, для дальнейшего рационального использования земель.

Важно своевременно проводить мониторинг земель. На сегодняшний день зарастают и простаивают множество пахотных угодий, в том числе и в Северо-Западном регионе страны (около трети пашен в Ленинградской области).

Согласно статье 67 Земельного Кодекса Российской Федерации мониторинг земель представляет собой систему наблюдений, оценки и прогнозирования, направленных на получение достоверной информации о состоянии земель, об их количественных и качественных характеристиках, их использовании и о состоянии плодородия почв [1].

Система мониторинга в общем виде состоит из наземной, авиационной и космической подсистем.

1. Космическая подсистема — для мониторинга федерального и регионального значения на больших территориях (тысяча и более км²);
2. Авиационная подсистема — для мониторинга на региональном и локальном уровнях;
3. Наземная подсистема обеспечивает сбор наземной информации, необходимой для мониторинга земель.

Целью данной работы является использование планово-картографических материалов для выявления изменений исследуемого объекта при проведении мониторинга земель с помощью использования аэрофотоснимков и карт, а также программы AutoCAD. Для выполнения цели поставлены следующие задачи:

1. Проведение оценки зарастания земельных угодий;
2. Выявление этих угодий на космических снимках для создания выборки с целью проведения дальнейшего статистического анализа;
3. Проведение статистического анализа.

Исходными материалами для исследования являлись аэрофотоснимки 1990, 2017 годов масштаба 1:10000 на одну и ту же территорию. Для проведения анализа выбрана деревня Малый Луцк, расположенная в Большелуцком сельском поселении Кингисеппского района Ленинградской области.

Изображения подвергнуты дешифрированию с целью получения контурной информации для проведения дальнейшего статистического анализа. Дешифрирование проведено в камеральных условиях.

По результатам дешифрирования со снимков перенесена контурная информация для исследования изменений контуров угодий.

Все вычисленные площади земельных угодий отнесены к основным категориям земель: земли поселений, земли лесного фонда (лес, кустарник, редколесье), земли сельскохозяйственного назначения (пашня, сенокос, луг), земли транспорта.

На рис.1 показаны изменения площадей угодий.

Рис. 1. изменения площадей земельных угодий с течением времени

Из анализа ситуации видно, что площадь леса увеличилась за счет зарастания лугов и сенокосов. Заметно выросла площадь зарастания кустарников. Так же увеличилась площадь поселений, а площадь пашен сократилась.

На рис.2 и рис.3 показаны примеры контуров, разность которых использовалась в качестве исходных данных для проведения статистического анализа.

Рис. 2. Контур части поселения в 1990 году

Рис. 3. Контур части поселения в 2017 году

Обработка вычисленных площадей контуров угодий производилась с применением статистического анализа. Проверялась гипотеза о том, подчиняются ли данные нормальному закону распределения.

Для достижения поставленной задачи вычислены критерии, применяемые при оценке точности измерений (разности контуров площадей): математическое ожидание, средняя квадратическая ошибка, вероятная ошибка (средняя ошибка по абсолютному значению К1), средняя ошибка (коэффициент К2).

Критерии, применяемые при оценке точности измерений приведены в табл.1.

Таблица 1

Критерии, применяемые при оценке точности измерений

№	а	m	К1	К2
1	3,15	296,21	68,74	2,60

Для нормального распределения коэффициенты К1 и К2 должны удовлетворять следующим условиям: К1 ˂ 1,49 и К2 ˂ 1,25 — для нормального распределения.

Из таблицы видно, что для вычисленных К1 и К2 условия нормального распределения не выполняются.

Далее вычислены следующие числовые характеристики распределения: М(х)-математическое ожидание; Д-дисперсия; Sk-ассиметрия; Е-эксцесс;

ДSk и ДЕ-надежность Sk и Е

Числовые характеристики распределения приведены в табл.2.

Таблица 2

Числовые характеристики распределения

Период	M(x)	Д	Sk	E	ДSk	ДЕ
1990–2017	17,63	13,67	-0,12	-1,42	0,29	1,14

На основе полученных данных построен график и полигон распределения (рис.4).

Полигон распределения подчеркивает, что изменения площадей земельных угодий происходили в неравной степени. Возросло количество брошенных земель. Большинство угодий, предназначенных для сельскохозяйственного использования заросли кустарниками или превратились в луговину.

Рис. 4. График и полигон распределения

В результате исследования сделаны следующие выводы:

1. Генеральная выборка исследований изменений контуров не подчиняется нормальному закону распределения, так как не все критерии нормальности выполнены, а именно: ошибки по абсолютным значениям К1 и К2 превышают свои допустимые значения;
2. Наибольшие изменения произошли в 4 категориях земель. Заметно увеличились площади лесов, посадок, кустарников и лугов за счет естественного процесса зарастания. Увеличилась площадь поселений, а площадь пашен сократилась;
3. В связи с тем, что большая площадь угодий, вероятность процесса их зарастания высока;
4. Площадь лесных угодий увеличилась за счет зарастания лугов и сенокосов;

Таким образом, проведенный статистический анализ позволяет утверждать, что в неравной степени изменению подверглись все угодья, особенно пашня, площадь которой уменьшилась, в то же время площадь лесных угодий и посадок увеличилась из-за зарастания земель, предназначенных для сельскохозяйственного использования.

Из представленных данных следует вывод, что на исследуемой территории необходимо проведение мониторинга земель. Это обусловлено изменением границ и площадей контуров угодий, ростом населенного пункта, а так же с изменением состояния растительности (зарастанием) с течением времени.

Литература:

1. Земельный Кодекс Российской Федерации. — Москва: Проспект, 2016. — 192 с.
2. А. Ю. Константинов Планы масштабов 1:10000 и 1:25000 для целей землеустройства, земельного кадастра и мониторинга земель/ А. Ю. Константинов// Геопрофи. — 2007. — № 2. — С. 65–67.