Вопрос 4

ПРИМЕНЕНИЕ ЭКОНОМИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И МОДЕЛЕЙ В ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВЕ

Экономико-математические исследования в землеустройстве развивались практически параллельно с аналогичными разработ­ками в сельском хозяйстве как по времени, так и по глубине рас­сматриваемых проблем. Отличие состояло лишь в том, что здесь в основе моделирования лежала организация рационального ис­пользования земли и оптимизировались различные составные части и элементы проектов землеустройства.

Первые публикации инженеров-землеустроителей по данной тематике относятся к началу 60-х годов. Уже в сборнике ВНИЭСХ «Применение математических методов в экономичес­ких исследованиях по сельскому хозяйству» под редакцией Т. Л. Ба-сюка и К. П. Оболенского (М.: Экономика, 1964) были опублико­ваны работы М. В. Андриишина «Применение метода оптималь­ного программирования для экономического обоснования про­ектов землеустройства» и М.Д. Спектора «Применение линейного программирования при определении специализации животноводческих отраслей в Целинном крае».

С 1964 г. в научных трудах Московского института инженеров землеустройства (МИ ИЗ) стали постоянно публиковаться матери­алы по моделированию. Так, В. Р. Аасмяэ написал статью «При­менение методов линейного программирования при установлении состава и соотношения сельскохозяйственных угодий и структуры посевных площадей» (М.: Россельхозиздат, 1964, т. 23); М. В. Анд-риишин представил работу «Экономико-математическая модель установления оптимального состава и соотношений угодий и сельскохозяйственных культур» (М.: Россельхозиздат, 1964, т. 25); В. Д. Кирюхин и Г. П. Данилова опубликовали статью «Примене­ние методов линейного программирования в землеустройстве» (М.: Россельхозиздат, 1965, т. 29); М. В. Андриишин и Г. Я. Куды-мов подготовили работу «Методы оптимального планирования размещения и специализации сельскохозяйственного производ­ства в районе» (М.: Россельхозиздат, 1965, т. 30).

Все указанные публикации базировались на классических за-

дачах линейного программирования, решаемых симплексным или распределительным методом, в том числе задачах оптималь­ного сочетания отраслей и размещения культур, отработанных математиками-экономистами.

В это же время изучение методов математического програм­мирования начинает прочно входить в учебный процесс. В МИИЗ в 1964 г.. при изучении курса «Счетно-решающие устрой­ства и их применение» стали изучаться вопросы, связанные с ре­шением инженерно-экономических задач методами линейного программирования на землеустроительном, геодезическом и ар­хитектурном факультетах. С этого же года на землеустроитель­ном факультете Львовского СХИ вводится спецкурс «Линейное программирование».

Главенствующую роль в применении математических методов в землеустройстве на территории СССР с середины 60-х годов взяла на себя кафедра вычислительной техники и высшей геоде­зии МИИЗ и ее заведующий, заслуженный деятель науки РСФСР, профессор, доктор технических наук Е. Г. Ларченко. В 1967 г. под его руководством и при его участии было подготовле­но учебное пособие «Задания и методические указания по при­менению вычислительной техники для решения инженерно-эко­номических задач» (Е. Г. Ларченко, М. И. Коробочкин, В. С. Бе-режнов. — М.: Недра, 1967).

Данное пособие включало в себя следующие разделы:

1) действия с приближенными числами и рациональные при­емы применения простейших вычислительных средств;

2) решение геодезических задач при помощи номограмм;

3) настольные клавишные полуавтоматические и автоматичес­кие вычислительные машины и их применение;

4) решение инженерно-экономических задач методами ли­нейного программирования;

5) счетно-перфорационные машины и их применение при учете и планировании в сельском хозяйстве;

6) электронные цифровые вычислительные машины и про­граммирование для них.

С 1965 г. на кафедре высшей геодезии и вычислительной тех­ники МИИЗ под руководством М. И. Коробочкина проводятся комплексные работы по созданию математических моделей, раз­работке методов и автоматизированных систем оптимального проектирования вертикальной планировки орошаемых земель.

Были разработаны линейные модели минимизации объемов земляных работ и минимизации затрат на перемещение грунта; модель минимизации затрат на планировку, объединяющие две предыдущие задачи; модель квадратичного программирования для приближенной минимизации затрат при планировке ороша­емых земель под топографические поверхности; модель динами­ческого программирования для оптимального деления рисовых

карт на чеки и оптимального деления рисовых севооборотов на карты и чеки.

Задачи имели большую (тысячи условий и переменных) или очень большую (десятки тысяч условий и миллионы перемен­ных) размерность. Чтобы обеспечить их практическое решение, были существенно модифицированы известные методы линей­ного программирования, разработаны специальные методы квадратичного программирования. По заказам Министерства ме­лиорации и водного хозяйства были созданы и широко внедря­лись в производство автоматизированные системы оптимального проектирования орошаемых земель ОПОЗ, ОПОЗ-1, ОПОЗ-М, ОПОЗ-h2, ОПОЗ-СТ и автоматизированная система оптималь­ного деления рисовых карт на чеки ОПОЗ

По этой тематике с 1965 по 1989 г. было опубликовано более 30 работ, в том числе книги «Алгоритмы и программы оптималь­ного проектирования вертикальной планировки на ЭВМ» (М., 1973) и «Проектирование планировки рисовых карт» (М., 1974), депонировано более 20 научных отчетов. Эти разработки широко используются в ГУЗ при чтении курса «Математическое модели­рование на ЭВМ».

В 1969 г. вышло первое в стране учебное пособие Е. Г. Ларчен­ко для инженеров-землеустроителей —слушателей факультетов повышения квалификации «Применение математических мето­дов в землеустройстве» (М.: Колос, 1969) с участием сотрудницы ЦЭМИ АН СССР Н. Е. Ларченко. В начале 70-х годов на земле­устроительных факультетах сельскохозяйственных вузов был вве­ден учебный курс «Вычислительная техника и экономико-мате­матические методы в землеустройстве», а в 1973 г. Е. Г. Ларченко была выпущена в свет одноименная книга (М.: Недра, 1973), долгие годы служившая инженерам-землеустроителям учебным пособием по применению экономико-математических методов в проектных землеустроительных расчетах.

С 1970 по 1978 г. сотрудники МИИЗ регулярно выступали с докладами и публиковались в трудах ЦЭМИ АН СССР по теме Всесоюзного симпозиума «Системы программного обеспечения задач оптимального планирования». Основные результаты этих исследований изложены в докторской диссертации М. И. Коро­бочкина «Модели и методы оптимального геодезического проек­тирования вертикальной планировки» (1974 г.).

Одновременно исследования по применению математических ме­тодов в землеустройстве в это время активно проводились в Львовс­ком СХИ под руководством заведующего кафедрой М. В. Андришина и Белорусской СХА под руководством И. Ф. Полунина. Так, М. В. Андриишин в 1969 г. подготовил первую часть учебного посо­бия «Линейное программирование в землеустройстве» (Львов, 1969), а в 1971 г. увидела свет вторая часть этого пособия.

В 1968 г. в трудах Белорусской СХА была опубликована статья

И.Ф. Полунина «О необходимости и возможности применения математического программирования в землеустроительном про­ектировании» (Горки, 1968, т. 55), а в 1972 г. вышло подготовлен­ное им учебное пособие для студентов землеустроительных фа­культетов сельскохозяйственных вузов «Математическое про­граммирование в землеустройстве» (Минск: Вышэйшая школа, 1972), где впервые была дана модель оптимизации всего проекта внутрихозяйственного землеустройства. В 1974г. И.Ф. Полунин опубликовал также статью «Субоптимальные решения при обо­сновании землеустроительных проектов (Труды Государственно­го научно-исследовательского института земельных ресурсов. — М., 1974, вып. 10), которая практически позволяла решать мно­гокритериальные землеустроительные задачи.

В 1974 г. для подготовки инженеров-землеустроителей в сельс­кохозяйственных вузах был введен новый учебный план; теперь студенты начали изучать две дисциплины: «Вычислительная тех­ника» и «Экономико-математические методы в землеустройстве».

В соответствии с «Основными положениями землеустройства», утвержденными МСХ СССР 27 мая 1968 г. (М.: Колос, 1968), мето­дическое руководство всеми видами землеустроительных работ было возложено на Главное управление землепользования и земле­устройства через одноименные главные управления республиканс­ких министерств сельского хозяйства и Государственный научно-исследовательский институт земельных ресурсов (ГИЗР), создан­ный в мае 1967 г. (его первым директором был В. П. Сотников). Ос­новное назначение ГИЗР заключалось в координации научных исследований в области землепользования и землеустройства. С 1972 по 1974 г. институт возглавлял М. В. Андриишин; при его учас­тии был образован отдел по применению экономико-математичес­ких методов и ЭВМ, которым руководил приглашенный из Бело­руссии И. Ф. Полунин. Этот отдел взял на себя функцию координа­ции экономико-математических исследований в землеустройстве. Однако ввиду малочисленности состава (в нем работали И.Ф. Полу­нин, Н.Е. Ларченко, А. В. Купчиненко, Т. Я. Перингер, Н. И. Фро­лова) данный отдел с уходом И.Ф. Полунина и приглашением на работу Б. И. Бугеры так и не смог реализовать возложенные на него функции. Новый директор ГИЗР С. И. Носов с конца 1974 и до 1992 г. поддерживал научные коллективы землеустроительных фа­культетов сельскохозяйственных вузов в их усилиях по развитию экономико-математических исследований.

В 1980 г. под редакцией В. Я. Заплетина в Ленинградском СХИ вышли «Методические указания по размещению производ­ственных подразделений, хозяйственных центров, угодий и сево­оборотов в колхозе (совхозе)*, написанные В. Я. Заплетиным, НА. Кузнецовым и М.А. Сулиным.

В 1983 г. доцентом кафедры землеустройства ЛСХИ Т. В. Ми­хайловой была издана лекция «Применение методов математи­ческой статистики при прогнозировании использования земель­ных ресурсов» (Л.: ЛСХИ, 1983). В этом же году А. П. Курносов и В. П. Подтележников в Воронежском СХИ подготовили учебное пособие «Оптимальное планирование внутриобластного разви­тия, размещения, специализации и концентрации сельскохозяй­ственного производства» (Воронеж, 1983), использовавшееся также для решения землеустроительных экономико-математи­ческих задач.

Таким образом, к началу 80-х годов в основном были постав­лены и решены основные задачи схем и проектов землеустрой­ства. К их числу можно отнести:

обоснование размещения, специализации и концентрации сель­скохозяйственного производства в схемах землеустройства районов (М. В. Андриишин, Б. Л. Бейненсон, С. Н. Волков, А. П. Курносов, В. К. Мизюрин, В. П. Подтележников и др.);

оптимизация размеров и размещения землепользовании сельс­кохозяйственных предприятий в административных районах при межхозяйственном землеустройстве (М. В. Андриишин, В. Я. Зап­летин, А. Г. Лунев, М. Д. Спектор и др.);

внутрихозяйственная специализация и сочетание отраслей, состав и соотношение земельных угодий в проектах внутрихо­зяйственного землеустройства (В. Р. Аасмяэ, М. В. Андриишин, А. А. Варламов, С. Н. Волков, Е. Г. Ларченко, И. Ф. Полунин, М. Д. Спектор, Л. С. Твердовская, И. М. Стативка и др.);

оптимизация трансформации, мелиорации и размещения уго­дий (Р. П. Возняк, С. Н. Волков, В. А. Кудрявцев, А. В. Купчи-ненко, И. Ф. Полунин, В. Д. Спектор и др.);

установление оптимальных типов севооборотов, их видов, ко­личества, размеров и размещения, оптимизация структуры по-50

севных площадей в проектах землеустройства (М. В. Андриишин,

A. Е. Ашенбреннер, Ф. И. Вирма, С. Н. Волков, М.В. Дроздяк, Н. Г. Конокотин, Е. Г. Ларченко, И.Ф. Полунин, Д. А. Шубич, X. Эльмет и др.);

моделирование системы сельского расселения, оптимизация размещения населенных пунктов и производственных центров в схемах и проектах землеустройства (В. В. Артеменко, Н.А. Кузне­цов, М. Д. Лесечко, М. О. Лоцмер, М. К. Недайводов, И. Ф. Полу­нин, И. И. Пономаренко, М.Д. Спектор, А. А. Старков и др.);

определение оптимального состава и структуры комплекса противоэрозионных мероприятий (С. Н. Волков, И. П. Здоров-цов, П. И. Казьмир, Н. Г. Конокотин, Л. М. Оливсон и др.);

другие экономико-математические задачи проектов землеуст­ройства, связанные со сметно-финансовыми расчетами, агроэкономическим обоснованием проектных решений, а также по­районными особенностями землеустройства (Б. Л. Бейеисон,

B, П. Загородников, В. А. Махт, С. Г. Мирошниченко и др.).

В это время встал вопрос о широком внедрении уже разрабо­танных экономико-математических задач в землеустроительное производство. В связи с этим Всероссийское производственное проектное объединение по использованию земельных ресурсов «Росземпроект» (директор А. 3. Родин) стало проводить постоян­ные семинары-встречи по теме «Внедрение экономико-матема­тических методов и ЭВМ в землеустройстве и земельном кадаст­ре» на ВДНХ СССР, а также в помещениях объединения. Пропа­гандировался опыт наиболее успешно работающих институтов и филиалов Росземпроекта по экономико-математическому моде­лированию землеустроительных процессов: Волговятгипрозема (руководитель работ Б. Л. Бейенсон), Башкирского филиала Вол-гогипрозема (И. Д. Стафийчук, Г. Д. Ивонина), Дальгипрозема (Б. П. Чуриков, В, Г. Лыгин), Мосгипрозема (М. И. Химиченко), «ЦЧО Гипрозема» (Н. П. Покидько) и др. Результаты встреч пуб­ликовались в экспресс-информации МСХ РСФСР (М.: Росзем­проект, 1980. — № 12), Госагропрома РСФСР (М.: Росземпроект, июнь 1987) и в других сборниках.

В 1981-1983гг. ГИЗР (директор СИ. Носов) взял на себя инициативу подготовить Рекомендации по применению эконо­мико-математических методов и моделей в землеустройстве в 6 частях (руководитель работ М. В. Андриишин). Данные рекомен­дации предназначались для научно-методического и практичес­кого руководства при составлении и технико-экономическом обосновании проектных решений по землеустройству в гипрозе-мах, а также для использования в научно-исследовательских организациях и учебных заведениях.

В свет вышли три выпуска этих рекомендаций: выпуск 1 «Введение в моделирование (общие положения)», написанный М.В. Андриишиным (М.: Колос, 1983); выпуск 3 «Методика

экономико-математического обоснования решений в схемах земле­устройства и проектах межхозяйственного землеустройства», под­готовленный М. В. Андриишиным, И. М. Стативкой, М.Д. Спек-тором и др. (М., 1982); выпуск 4 «Методика по экономике -мате­матическому моделированию внутрихозяйственного землеуст­ройства», составленный М.В. Андриищиным, С. Н. Волковым, Л. С. Твердовской и др. (М.: ГИЗР, 1981).

труды ОСХИ, т. 147, 1975; т. 155, 1976 и др.). В это время пред­ставителями Омской землеустроительной школы В. А. Махтом, В. А. Руди была разработана автоматизированная информацион­ная система оценки земель, которая активно апробировалась при экономическом обосновании проектов землеустройства.

Тем не менее главным центром научных исследований в обла­сти применения математических методов и моделирования в землеустройстве по-прежнему оставался МИИЗ (с 1992 г.— Го­сударственный университет по землеустройству), точнее, кафед­ра землеустроительного проектирования этого вуза (с 1992 г. — кафедра землеустройства).

В 1987 г. под редакцией проф. С. Н. Волкова вышли в свет но­вые методические указания и задания для выполнения расчетно-графических работ по курсу «Экономико-математические мето­ды и моделирование в землеустройстве» (М.: МИИЗ, 1987), со­ставленные С. Н. Волковым, Н. Г. Конокотиным, А. В. Купче-ненко, А. Л. Ликефетом, Е. М. Чепуриным.

В период с 1985 по 1987г. в МИИЗ благодаря усилиям С. Н. Волкова, В. А. Кудрявцева и В. К. Мизюрина были заложе­ны теоретические и практические основы нового научного на­правления, касающегося разработки и применения программ ав­томатизированного землеустроительного проектирования. Дан­ные программы позволяли в автоматизированном режиме на

ЭВМ разрабатывать матрицы экономико-математических задач и решать их, экономически обосновывать и получать различные землеустроительные решения в диалоговом режиме на ЭВМ, ис­следовать различные процессы и операции. В эти годы к практи­ческой работе по составлению различных пакетов прикладных программ привлекались, сотрудники кафедры вычислительной техники МИИЗ и программисты вычислительного центра инсти­тута: проф. М. И. Коробочкин, доц. В. С. Бережнов, К. Е. Боро­вой, В. С. Красницкий, математики-программисты А. Абовяи, Г. И. Розснбладт и др.

Основные проектные задачи, отработанные в этот период и включенные в автоматизированную систему:

установление размеров землевладений и землепользовании сельскохозяйственных предприятий и крестьянских хозяйств с оптимизацией структуры производства в ходе перераспределения земель (программа «Фермер»);

оптимизация агроэкономического обоснования проектов внутрихозяйственного землеустройства с применением автома­тизированных технологий (программы «Нива», «Колос»);

проектирование оптимального комплекса мелиоративных, природоохранных и противоэрозионных мероприятий (програм­мы «Эрозия», «Мелиорация», «Трансформация»);

выбор рациональных систем земледелия и землеустройства на основе агроэкологической оценки территории (программа «Се­вооборот») и др.

В 1988 г. в связи с созданием Учебно-методического объеди­нения вузов страны по специальности «Землеустройство» (в дальнейшем преобразовано в УМО вузов России по образованию в области землеустройства и кадастров) были переработаны учеб­ные планы подготовки инженеров-землеустроителей. С 1988 г. вместо дисциплины «Экономико-математические методы в зем­леустройстве» в учебный план был введен новый предмет «Эко­номико-математические методы и моделирование в землеуст­ройстве

Развитие цифровой фотограмметрии и картографии, появле­ние новых средств получения и обработки топографо-геодезической информации (электронных тахеометров, спутниковых си­стем — JPS), создание геоинформационных и земельно-инфор­мационных систем (JiS, LIS), автоматизация земельного кадаст­ра поставили перед землеустроительным проектированием но­вые задачи. Математические методы в землеустройстве необхо­димо было связать с цифровыми моделями местности, а автоматизированные методы землеустроительного проектирова­ния — с новыми информационными системами, Для этого в 1990 г. в МИИЗ при кафедре землеустроительного проектирова­ния была создана госбюджетная лаборатория автоматизирован­ного землеустроительного проектирования под научным и мето­дическим руководством проф. С. Н. Волкова (завлабораторией В. В. Бугаевская), оснащенная самыми современными средства­ми вычислительной техники (компьютерами, дигитайзерами, плоттерами, сканерами и др.), которые постоянно обновлялись и пополнялись. В штате лаборатории числились 12 программистов и операторов, с которыми постоянно работали 10 преподавате­лей кафедры землеустроительного проектирования.

В этих условиях основную функцию координации экономико-математических научных исследований и учебно-методического обеспечения взяло на себя УМО вузов России по образова­нию в области землеустройства и кадастров. Его председателем с 1997 г. стал заслуженный деятель науки Российской Федерации, чл.-корр. РАСХН, д-р экон. наук, проф. С. Н. Волков, возглавив­ший также кафедру землеустройства ГУЗ с лабораторией автома­тизированного землеустроительного проектирования (зав. лабо­раторией доц. В. В. Бугаевская).

Твердовская Л. С, Бугаевская В. В. Организация кормопроиз­водства и животноводства в условиях арендного подряда и исполь^-зование пашни в системе севооборотов. — Вып. 2. — М.: ГУЗ, 1994;

Купчиненко А. В., Бугаевская В. В. Оптимизация размещения сельскохозяйственных культур и севооборотов с учетом степени радиоактивного загрязнения почв. — Вып. 3 — М; ГУЗ, 1994;

Волков С. Н., Бугаевская В. В. Установление размера и струк­туры землевладения крестьянского хозяйства с использованием экономико-математических методов. — Вып. 4. — М.: ГУЗ, 1994;

Твердовская Л. С, Бугаевская В. В. Планирование оптималь­ного сочетания и использования орошаемых и неорошаемых зе­мель в сельскохозяйственном производстве. — Вып. 5. — М.: ГУЗ, 1994;

Крестникова Н. И., Бугаевская В. В. Оптимизация производ­ственной структуры сельскохозяйственного предприятия в усло­виях техногенного загрязнения его территории. — Вып. 6. — М.: ГУЗ, 1994;

Твердовская Л. С, Бугаевская В. В. Определение оптимальной производственной программы сельскохозяйственного предприя­тия. - Вып. 7.-М.: ГУЗ, 1994;

Твердовская Л. С, Бугаевская В. В. Определение оптимальной специализации производства и сочетания отраслей в сельскохо­зяйственном предприятии. — Вып. 8. — М.: ГУЗ, 1994;

Твердовская Л. С. Бугаевская В. В. Схема зеленого конвейе­ра. - Вып. 9. - М.: ГУЗ, 1994;

Пименов В. В. Оптимизация трансформации угодий. — Вып. 10.-М.: ГУЗ, 1994.

Под руководством кафедры землеустройства и лаборатории ав­томатизированного землеустроительного проектирования ГУЗ проходят ежегодные научные семинары по применению экономи­ко-математических методов и моделирования в землеустройстве; в университете специальные тематические доклады заслушиваются на конференциях. Тем самым университет через Учебно-методи­ческое объединение вузов России (которое к началу 1999 г. вклю­чало 36 вузов РФ и 10 вузов стран СНГ) координирует научную и учебно-методическую работу в данном направлении.

ния в землеустройстве?