ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ГИС) И ДАННЫХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ (ДЗЗ) В ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Введение 4
Глава 1. Теоретические основы изучения геоинформацинных систем (ГИС) и ДЗЗ в сельском хозяйстве 7
1.1 Географическая информационная система или
геоинформационная система (ГИС): понятие, сущность, область применения 7
1.2 Перспективы использования геоинформационных систем
(ГИС) в сельском хозяйстве 13
1.3 Космический мониторинг в сельском хозяйстве 20
Глава 2. Оценка эффективности сельского хозяйства данных
районов Республики Татарстан 24
2.1 Характеристика сельского хозяйства Республики Татарстан. Роль расчета индекса NDVI в сельском хозяйство региона 24
2.2 Анализ основных сельскохозяйственных показателей
районов 30
Глава 3. Сравнительный обзор расчетных данных
эффективности сельского хозяйства рассматриваемых районов Республики Татарстан 38
3.1 Методология расчета индекса NDVI в программном пакете
«Qgis» 38
3.2 Соотношение индекса NDVI и основных сельскохозяйственных
показателей региона 42
3.3 Формирование предложений по развитию сельского хозяйства как механизма привлечения инвестиций в экономику Республики Татарстан 46
Заключение 49
Список использованной литературы 52
ПРИЛОЖЕНИЯ
Актуальность темы исследования. Сельское хозяйство относится к числу важнейших отраслей экономики, имеющих приоритетное направление развития. Динамичное развитие аграрного производства требует создания высокоэффективной системы земледелия, внедрения современных технологий, сбора и обработки информации, необходимой в процессе сельскохозяйственного производства для решения многочисленных задач планирования, прогноза, анализа, моделирования и др.
В настоящее время широко применяются космические информационные технологии, такие, как дистанционное зондирование, спутниковая навигация. Они обеспечивают не только данными, необходимыми для оценки состояния сельхозугодий (выращиваемых культур, почв, тепловлагообеспеченности и других показателей), но и координатами местоположения обрабатывающих агрегатов и участков поля, нуждающихся в специальной обработке, что создает основы для применения методов прецизионного (точного) земледелия. Развитие сети Интернет предоставляет широчайшие возможности для передачи информации. Развернуты работы по оказанию на базе информационно-телекоммуникационных технологий информационных услуг сельхозпроизводителям и населению сельских местностей. Практически вся информация в сельском хозяйстве имеет пространственную привязку, поэтому географические информационные системы (ГИС) являются наиболее эффективным средством сбора, обработки и предоставления информации в отрасли. В современных ГИС сосредоточены последние достижения в области баз данных (особенно пространственных). Они содержат мощные средства пространственного анализа, играющие ключевую роль в принятии обоснованных решений, эффективные средства представления данных в форме карт, трехмерных моделей и др.
Таким образом, сегодня имеются все необходимые предпосылки для внедрения самых передовых технологий в сельскохозяйственное производство и его информационное обеспечение, что определяет актуальность выбранной темы дипломной работы.
Степень научной разработанности темы. Существенный вклад в разработку методологических основ эффективности повышения сельского хозяйства внесли такие ученые-экономисты как Л.В. Агаркова, Ю.И. Бершицкий, И.Н. Буздалов, А.М. Гатаулин, Т.Г. Гурнович, Д.Е. Давыдянц, В.А.Добрынин, И.Б.Загайтов, Н.Я. Коваленко, А.А. Никонов, К.П. Оболенский, Е.С. Оглобин, Н.Р.Сайфетдинов, А.А. Тамов, А.Д. Шафронов и др.
Отдельные вопросы, связанные с государственным регулированием сельского хозяйства, рассматриваются в научных трудах ученых-аграриев М.Х. Балкизова, Х.Л. Боготова, В.Р. Боева, А.В. Голубева, А.Г. Зельднера, В.З. Мазлоева, В.И. Нечаева, И.С. Санду, И.Ю.Склярова, И.Г.Ушачева, А.А. Шутькова и других ученых.
Проблемами эффективного использования геоинформационных систем и методов дистанционного зондирования в сельском хозяйстве занимались А.В. Белокопытов, Ю.В. Василенко, М.А. Комаров, П.В. Лещиловский, И.А. Минаков, К.М. Миско, Г.А. Петранева, А.В. Петриков, В.А. Свободин, Б.И. Смагин, В.А. Смирнова, Т.Х. Тогузаев и другие.
Цель исследования. Целью дипломной работы является разработка геоинформационных технологий на основе космических снимков для повышения эффективности сельского хозяйства ряда муниципальных районов Республики Татарстан.
Задачи исследования. Для достижения цели дипломной работы были поставлены следующие задачи:
• Разработка алгоритма расчета статистических показателей, расчет оценки эффективности сельского хозяйства исследуемых районов Республики Татарстан;
• Обработка космических снимков, расчет индекса NDVI;
• Сравнение рассчитанных показателей и индекса NDVI, выявление динамики за анализируемый период, расчет корреляционной зависимости ;
• Подготовка предложений по развитию сельского хозяйства в Республике Татарстан.
Объектом исследования являются сельскохозяйственные районы Республики Татарстан:
- Северо-Западный регион (Зеленодольский, Верхнеуслонский, Лаишевский, Пестречинский, Высокогорский, Атнинский, Арский районы);
— Предволжье (Апастовский, Кайбицкий, Камско-Устьинский районы);
—Закамье (Балтасинский район).
Предметом исследования являются геоинформционные системы (ГИС) и космические технологии, позволяющие повысить эффективность сельского хозяйства.
Методология исследования. Методология исследования в курсовой работе построена на анализе базовых теоретических концепций, междисциплинарных научных подходов российских и зарубежных учёных в исследовании повышения эффективности сельского хозяйства. Расчет оценки эффективности сельского хозяйства производился на основе статистических данных в пакете программMicrosoft Office Excel.
В результате проведенного исследования сформулированы следующие выводы и рекомендации.
1. Проведен анализ теоретических основ изучения геоинформацинных систем и ДЗЗ в сельском хозяйстве.
Геоинформационная система (ГИС) — это программно-аппаратный комплекс, решающий совокупность задач по хранению, отображению, обновлению и анализу пространственной и атрибутивной информации по объектам территории. Одна из основных функций ГИС - создание и использование компьютерных (электронных) карт, атласов и других картографических произведений. В качестве источников данных для формирования ГИС служат данные дистанционного зондирования (ДДЗ). К ДДЗ, прежде всего, относят материалы, получаемые с космических носителей. Для дистанционного зондирования применяют разнообразные технологии получения изображений и передачи их на Землю, носители съемочной аппаратуры (космические аппараты и спутники) размещают на разных орбитах, оснащают разной аппаратурой. Благодаря этому получают снимки, отличающиеся разным уровнем обзорности и детальности отображения объектов природной среды в разных диапазонах спектра.
Геоинформацинные системы и ДЗЗ в сельском хозяйстве представляют собой постоянно обновляемый источник информации, который может помочь предприятиям и организациям, занятым в сельском хозяйстве, принимать правильные и оперативные решения в целях преодоления последствий наводнений, борьбы с паразитами и прогнозирования урожаев.
2. Был разработан алгоритм расчета статистических показателей за 2013, 2014, 2016 гг. Проведен расчет оценки эффективности сельского хозяйства 11 муниципальных районов Республики Татарстан. В результате расчета в первую группу с высокой степенью эффективности сельского хозяйстве в 2013 и 2016 гг. вошли такие районы как Арский, Атнинский, Зеленодольский, в 2014 г. - Арский, Атнинский, Зеленодольский, Лаишевский и Балтасинский районы. В третью группу с наиболее низкой степенью эффективности в сельском хозяйстве в 2013 году вошел Камско- Устьинский район, в 2014 году такие районы как Апастовский, Верхнеуслонский, Пестречинский, в 2016 году такие районы как Камско-Устьинский и Апастовский.
3. Произведена обработка космических снимков, рассчитан
индекс NDVI. Результаты исследований показывают, что данный дистанционный мониторинг накопления фитомассы, расчета NDVI является одним из шагов по внедрению методов точного земледелия, когда на поле производится оценка на каждом этапе вегетации, а также выявляются участки ослабленной растительности и участки с наилучшими показателями.
4. Проведен сравнительный анализ рассчитанных показателей и индекса NDVI, выявлена динамика за анализируемый период. Анализ показал, что существует достаточно хорошая связь между значениями NDVI и эффективностью сельского хозяйства. С увеличением индекса увеличивается оценка эффективности сельского хозяйства в районах РТ и наоборот. Был проведен корреляционный анализ (в среднем коэффициенты варьируются от 0,7 до 1), что подтверждает результаты исследования. В результате расчета коэффициента ошибки корреляции было выявлено, что в большинстве районов РТ данный показатель составляет менее 10 %. Можно сделать вывод, что между анализируемыми показателями существует качественная взаимосвязь.
5. В данной работе подготовлены предложения для разработки государственной программы по развитию сельскохозяйственного комплекса, так как организация продовольственной безопасности и формирование эффективного агропромышленного комплекса являются основой стабильности республики и страны в целом. Также были сформулированы методы государственного воздействия в области инвестиционной политики. Привлечение инвестиций и создание благоприятной инвестиционной среды является залогом поступательного комплексного развития сельского хозяйства региона.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
