Автореферат (1151764), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Диссертация состоит из введения, пятиглав, выводов, списка литературы, включающего 156 работ, в том числе 28 зарубежных, изложена на 150 страницах машинописного текста, иллюстрирована23 рисунками и содержит 17 таблиц.Благодарности. Приношу мою искреннюю признательность и благодарность моему первому научному руководителю д.т.н., профессору, заслуженному деятелю науки РФ В.Е. Райнину, а также д.т.н. Ю.П. Добрачеву и к.т.н. Г.Н.Виноградовой за научные консультации и ценные предложения при подготовке55диссертационной работы. Выражаю глубокую признательность к.т.н.
К.Н. Евсенкину и Г.С. Пегливаняну за помощь в проведении исследований.СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность диссертационного исследования,определены главные цели и задачи, показана научная новизна и практическаязначимость исследований.В первой главе на основе обзора и анализа отечественной и зарубежнойнаучно-технической литературы рассмотрена проблема управления мелиоративными режимами сельскохозяйственных земель. Было установлено, что создание экспертных систем и информационных технологий для принятия рациональных управленческих решений по применению мелиоративных мероприятий с целью повышения плодородия почв и эффективности земледелия является актуальным научным направлением.В опубликованных работах видных ученых изложены предметные области и определены направления применения информационных технологий дляповышения эффективности научных исследований и сельскохозяйственногопроизводства:– анализ системы представлений об агроландшафте, в границах которогоосуществляются основные процессы производства продукции растениеводства(И.П.
Айдаров, А.И. Голованов, Л.В. Кирейчева);– изучение законов формирования и функционирования природнотехнических комплексов; исследование особенностей синтеза природных и антропогенных процессов в пределах агроландшафта (И.П. Айдаров, А.И. Голованов, Ю.И. Сухарев, А.Р. Хафизов);– информационное обеспечение производства продукции растениеводства на мелиорируемых землях, применение биотической мелиорации, технологии точного земледелия и др. на базе методологии адаптивно-ландшафтногоземледелия (А.А. Жученко, И.П. Кружилин, В.В. Бородычев, Ю.П.
Добрачев,С.Д. Исаева,,В.П. Якушев, B.S. Blackmore, A.J. Emmott);– регулирование параметров мелиоративного режима в агроценозе(«орошение-осушение», «минеральные-органические удобрения»), повышениепродуктивности земель и эффективности применения мелиоративных мероприятий при условии обеспечения динамически равновесного состояния агроландшафта (С.Я. Безднина, В.В. Шабанов, Ю.Г. Безбородов);– разработка и создание технических средств дистанционного регулирования пищевого, светового и водного режимов роста растений (Г.В. Ольгаренко, К.В. Губер, В.И.
Городничев);– информатизация сельскохозяйственного производства на основе современной вычислительной техники и средств коммуникаций, обеспечивающихрациональное использование накопленного национального информационногоресурса (И.Ф. Юрченко, Л.М. Рекс).Современные экономические и экологические требования в сфере сельскохозяйственного производства обусловливают необходимость внедрения информационных технологий для оптимизации комплекса землеустроительныхработ и мелиоративных мероприятий, размещения сельскохозяйственных посе66вов и севооборотов, расчета доз удобрений, регулирования пищевого и водногорежимов растений, обеспечения контроля качества выращиваемой продукции иэкологического состояния почв, оценки экономической эффективности производства.
Рассмотрено текущее состояние исследований в области примененияинформационных технологий и математического моделирования для решенияагромелиоративных задач и обеспечения рационального природопользования;выполнена классификация моделей природных объектов. Показано, что статистические, регрессионные, динамические и другие модели составляют функциональное ядро решения оптимизационных задач, используемых при проектировании мелиоративных систем и разработке интеллектуального блока системыавтоматизированного управления технологическими процессами.Информационное обеспечение системы поддержки принятия решенийможет включать вербальные модели агроландшафтов, географические информационные системы, системы управления базами данных, ИПИ-технологии(Информационная Поддержка Изделий), среды имитационного моделированияи собственно математические модели.
Важной компонентой системы являютсяинформационно-технические средства: телекоммуникация, вычислительнаятехника, лабораторное оборудование и оборудование локальных вычислительных сетей, современные автоматические контрольно-измерительные приборы.Анализ публикаций по рассматриваемой проблеме показал, что применение информационных технологий в мелиоративной отрасли открывает широкиеперспективы в сфере повышения эффективности применения мелиоративныхмероприятий, создает условия для ведения сельскохозяйственного производства на высоком технологическом уровне, обеспечивая экономию ресурсов, получение запрограммированных урожаев заданного качества, возобновление природных ресурсов агроландшафта, а также позволяет максимально сократитьвремя принятия решений, повысить производительность труда специалистовсельского хозяйства.Вторая глава посвящена методике аналитических и натурных исследований, выполненных в составе диссертационной работы; приводится характеристика почвенно-климатических условий Рязанской Мещеры, расположеннойна юге Нечерноземной зоны Европейской части РФ в пределах Мещерской низменности, дано описание технических средств сбора и передачи данных, а также представлено используемое программное обеспечение.Сложность поставленных в работе задач по применению информационных технологий для управления мелиоративными режимами предъявляет особые требования к методам проведения исследований.
Оптимизационная задачавыбора состава мероприятий для инвестиционного проекта мелиорации земельвключает комплекс взаимосвязанных моделей и зависимостей, описывающихвлияние отдельных агромелиоративных факторов на состояние почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур, и использует в качестве целевойфункции экономический критерий – дисконтированный прирост чистого дохода (ДПЧД). При решении оптимизационных задач тактического и оперативногоуправления для отдельных участков мелиорируемых земель (осушаемые иорошаемые поля) привлекаются как статистические, так и динамические модели мелиоративных режимов и процессов формирования урожая сельскохозяй77ственных культур, а также статистические методы анализа исходной информации.Исследования по применению информационных технологий управлениямелиоративными режимами почв для оптимизации условий выращивания сельскохозяйственных культур проводились на примере сельхозугодий ОПХ “Полково” (осушаемые земли Тинки-II).
Основные почвы опытного участка − дерново-подзолистые глееватые, по механическому составу песчаные и супесчаные, сформированные на древнеаллювиальных песках, имеют низкое естественное плодородие. Закрытый дренаж и открытая сеть дренажных каналов, существующие на опытном полигоне, изменили водный режим почвенного покрова − почвы подсушены. Содержание подвижных форм калия и фосфорасреднее, азота − низкое. Грунтовые воды залегают на глубине 1,5 – 2,5 м и неоказывают существенного влияния на формирование водного режима корнеобитаемого слоя почвы.Для описания параметрических зависимостей состояния почвенного покрова и продуктивности агроценоза нами использованы разнообразные статистические модели, в том числе однофакторные и многофакторные линейные иквадратичные регрессии, экспоненциальные и гиперболические функции, в которых идентификация коэффициентов выполнялась стандартными средствамиматематической статистики, входящими в программы Statistica и Excel из пакета Microsoft Office.
При идентификации коэффициентов нелинейных функций,а также микромоделей использовался численный метод градиентного спуска поалгоритму Хуга-Дживса. Применение данного метода потребовало написанияспециальных программ на языках программирования Фортран и Си. Для решения оптимизационных задач привлекались численные методы поиска максимума функции (приложения MatLab). Динамика состояния объекта управления(фактор времени) описывалась численными схемами с различным шагом дискретного перехода: для стратегических задач временной шаг равен году, для задач технологического уровня – периоды и фазы вегетации культуры, для оперативного управления – сутки.
Каждое новое состояние мелиоративного режимапочвы рассчитывалось по регрессионным и балансовым соотношениям с учетом влияния внешних факторов в течение рассматриваемого временного отрезка. Надежность решения обеспечивалась многократными и многовариантнымичисленными экспериментами с изменяющимися начальными условиями.Расчет параметров управления режимом орошения сельскохозяйственныхкультур выполнялся с помощью динамических моделей агроценоза, разработанных во ВНИИГиМ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
