ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ УГОДИЙ И СЕВООБОРОТОВ

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются современные подходы к цифровизации землеустройства с применением передовых технологий 3D-моделирования. Исследование демонстрирует, как использование программных комплексов Autodesk Civil 3D, Autodesk Revit и ArcGIS позволяет оптимизировать проектирование внутрихозяйственного землеустройства, включая организацию угодий и севооборотов. Особое внимание уделяется визуализации рельефа местности, прогнозированию эрозионных процессов и автоматизации проектных решений. Статья подчеркивает перспективность интеграции 3D-моделирования в землеустроительные процессы для устойчивого управления земельными ресурсами.

Ключевые слова: цифровое землеустройство, 3D-моделирование, Autodesk Civil 3D, ГИС-технологии, организация угодий и севооборотов, автоматизация проектирования, визуализация рельефа, эрозия почв.

Последние годы как в мире, так и в Российской Федерации происходит стремительное развитие цифровых технологий, которые охватывают все сферы жизни, включая землеустройство.

Землеустройство — это мероприятия по изучению состояния земель, направленные на планирование и организацию рационального использования земель и их охраны [1]. Организацию рационального использования земель необходимо проводить на каждом конкретном участке посредством составления проекта внутрихозяйственного землеустройства (ВХЗ). Важнейшей составной частью данного проекта (внутрихозяйственного землеустройства) является организация угодий и севооборотов, при котором обеспечивается наиболее полное, правильное и эффективное использование земли в условиях достижения научно-технического прогресса.

Достижению максимальных результатов будет способствовать применение 3D моделирования при организации угодий и севооборотов, посредством повышения эффективности и точности процессов проектирования. В условиях быстро меняющегося мира и растущих проблем, связанных с экологией и исчерпаемостью ресурсов, цифровизация становится необходимым шагом для обеспечения устойчивого развития и благополучия общества.

Для создания 3D-модели земельного массива использовались программы Autodesk Civil 3D и Autodesk Revit. Эти программы могут эффективно применятся для комплексного и детального проектирования земельных участков, элементы инфраструктуры на территории севооборотов (дороги, лесные насаждения), учитывая рельеф, тип почвы и другие факторы. Кроме того, внедрение географических информационные системы (ГИС), дистанционное зондирование, 3D-моделирование, составление баз данных необходимы для управления земельными ресурсами. Эти технологии не только повышают качество принимаемых решений, но и ускоряют процессы различных видов работ. Как следствие, происходит снижение издержек, минимизация человеческих ошибок, и увеличение эффективности сельскохозяйственного производства. По опыту компании «Легион Проект» (Челябинск) «после перехода на технологии информационного моделирования, эффективность работы инженеров увеличилась на 60–70%» [2].

Современные цифровые технологии, такие как ГИС, играют ключевую роль в землеустройстве. Такие технологии позволяют собирать, анализировать и визуализировать пространственные данные, что значительно упрощает процесс планирования и управления земельными ресурсами. Программное решение ArcGIS предоставляет инструмент для анализа и работы с картографическим материалом.

 При разработке проекта ВХЗ от точности и картографического материала во многом зависит правильность проектных решений. На основе программы ArcGIS осуществляется привязка картографического материала хозяйства в Оренбургской области через спутниковую систему координат «СК WGS 84». Это необходимо для определения точных границ на местности и осуществления качественного анализа территории. Далее работа над проектом происходит в программе Autodesk Civil 3D.

В Autodesk Civil 3D, после векторизации картографического материала по угодьям и нанесения рельефа местности по высотам, при помощи инструментов проводилось создание 3D – модели поверхности рельефа.

Создание 3D позволяет визуализировать рельеф местности с высокой точностью, и проанализировав особенности территории земель, это дает возможность прогнозировать эрозионные процессы, и в последствии разрабатывать необходимые мероприятия для предотвращения деградации почв.

Данная подложка необходима для последующего проектирования организации угодий и севооборотов. Моделирование севооборотов с использованием цифровых программ позволяет визуализировать проектные решения по организации угодий. И в последствии оптимизировать чередование культур, которое снижает риск распространения болезней и вредителей, приводит к повышению плодородия почв и, как следствие, урожайности, учитывая предшествующие культуры, а также особенности почвы и климата.

В программе Autodesk Revit происходило дальнейшее автоматизирования проектирования и 3D визуализация (рис. 1). Для работы необходимо было разбить массив из горизонталей в Autodesk Civil 3D (рельефа местности) и перенести проект в Autodesk Revit. Автоматизация отдельных частей процесса проектирования позволяет увеличить производительность труда и в компании «Фирма Цикл» исследовательские данные указывают на то, что «автоматизация процессов планирования и учёта производства привела к тому, что качество планирования сократилось до 60%, скорость сбора и анализа данных о ходе производственного процесса увеличилась на 50%, а производительность труда специалистов по учёту — на 40%» [3].

Рисунок 1. 3D модель поверхности рельефа Autodesk Revit

Далее на модель были перенесены река, протекающая через земельный массив по ложбине, рядом с которым находится молочная ферма. Учитывая специализацию хозяйства, рельеф и виды почв, а также обособленность отдельных участков и их расположение, в ней устанавливают состав угодий на год землеустройства и на перспективу. Следующим шагом является проектирование системы севооборотов. Севообороты размещаются на пашне как на наиболее ценной и продуктивной части землепользования. Состав культур в севооборотах выявляется на основе почвенных показателей, рельефа местности и местоположением земельных массивов.

Устройство территории севооборотов является заключительным этапом проектирования севооборотов. На проекте намечается полевые дороги и лесополосы. Их целью является задержание вредных воздействий метелевых и суховейных ветров, а также предотвращение смыва почвы от талых и ливневых вод (рис. 2). Кроме этого, на земельном участке размещается загон и стоила для скота, и усадьба фермы (см рис. 3).

Новые перспективы в исследовании территории открывают создание 3D-модели в землеустройстве. Изучение потенциала в использование, создает основу для минимизации нерационального использования земель. Визуализация динамики эрозионных процессов во времени и выявление потенциальных очагов эрозии позволит не только провести точное прогнозирование развития овражной сети, но и разрабатывать эффективные меры по защите земельных ресурсов.

Так, преимуществом применения технологий является то, что проект не статичен, его можно изучать с любой точки, при этом сразу заметны слабые стороны проекта и ошибки, кроме того, можно оценить степень соответствия к исходному замыслу и в кратчайшие сроки минимизировать несоответствия.

Рисунок 2. 3D модель организации угодий и севообороты

Рисунок 3. Визуализация модели

Таким образом, была создана 3D модель организации угодий и севооборотов колхоза им. Жданова Абдулинского района Оренбургской области, позволяющая оценить применение современных цифровых технологий в землеустройстве. При визуализации проектирования и наглядном виртуальном тестировании, был сделан вывод об увеличение эффективности сельскохозяйственного производства на 60-70 %, за счет минимизации ошибок проектирования и снижения затрат на производство работ с учетом цифровых технологий. Так же, скорость сбора и анализа данных о ходе производственного процесса увеличилась на 50%, что позволит строить качественные планы и прогнозы по использованию земельных участков на перспективу. В будущем можно ожидать дальнейшего развития и интеграции цифровых технологий в землеустройство, что будет способствовать более рациональному и устойчивому использованию земельных ресурсов.

Список литературы:

1. Российская Федерация. Законы. О землеустройстве [Электронный ресурс]: федер закон от 18.06.2001 № 78-ФЗ (ред. от 08.08.2024) // https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_32132 / - Загл. с экрана – 06 марта. – 2025.
2. Autodesk. BIM (Building Information Modeling) [Электронный ресурс] // Официальный сайт Autodesk. – URL: https://www.autode sk.com/solutions/bim (дата обращения: 06.04.2025). – Загл. с экрана.
3. Волков, С.Н. Землеустроительное проектирование [Текст]. Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений. В 2-х т. Том 2. / С.Н. Волков. – М.: ГУЗ, 2020. - 560 с.
4. Как свести ошибки в планировании до 1 %/ Жуков Д.И. // BIS360. – 2019. – URL: https://www.gd.ru/articles/10567-kak-svesti-oshibki-v-planirovanii-do-1-adv(дата обращения: 20.04.2025). – Загл. с экрана.