Волков С. Н.
чл.-корр РАСХН, профессор, ректор
Государственный университет по землеустройству
Экономико-математические методы и моделирование в землеустройстве
Экономико-математические исследования в землеустройстве развивались практически параллельно аналогичным работам математического моделирования экономических процессов в сельском хозяйстве как по времени, так и по глубине рассматриваемых проблем. Исключение составляло лишь то, что в основе экономико-математического моделирования лежала организация рационального использования земли и оптимизировались вопросы различных составных частей и элементов проектов землеустройства
Первые публикации инженеров-землеустроителей по вопросам применения экономико-математических методов и моделей при разработке проектов землеустройства относятся к началу 60-х годов. А уже в сборнике ВНИЭСХ «Применение математических методов в экономических исследованиях по сельскому хозяйству» под редакцией и (М.: Экономика, 1964) были опубликованы работы «Применение метода оптимального программирования для экономического обоснования проектов землеустройства», «Применение линейного программирования при определении специализации животноводческих отраслей в Целинном крае».
С 1964 г. в научных трудах Московского института инженеров землеустройства (МИИЗ) стали постоянно публиковаться научные статьи по данной тематике. Так, написал статью «Применение методов линейного программирования при установлении состава и соотношения сельскохозяйственных угодий и структуры посевных площадей» (М.: Россельхозиздат, 1964. т. 23), представил работу «Экономико-математическая модель установления оптимального состава и соотношения угодий и сельскохозяйственных культур» (М.: Рос-сельхозиздат, 1964, т. 25); и опубликовали статью «Применение методов линейного программирования в землеустройстве» (М.: Россельхозиздат, 1965, т. 29), и подготовили научную статью «Методы оптимального планирования размещения и специализации сельскохозяйственного производства в районе» (М.: Рос-сельхозиздат, 1965, т. 30)
Все указанные научные статьи базировались на классических задачах линейного программирования, решаемых симплексным или распределительным методами, а также на задачах установления оптимального сочетания отраслей и размещения культур, отработанных математиками-экономистами.
В это же время изучение методов математического программирования начинает прочно входить в учебный процесс. В МИИЗе с 1964 г. в курсе «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 был введен 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 Московского института инженеров землеустройства и ее заведующий, заслуженный деятель науки РСФСР, профессор, доктор технических наук . 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» (, , . М.: Недра, 1967, 124с.).
Данное пособие включало в себя следующие разделы:
• действия с приближенными числами и рациональные приемы применения простейших вычислительных средств;
• решение геодезических задач при помощи номограмм,
• настольные клавишные полуавтоматические и автоматические вычислительные машины и их применение;
• решение инженерно-экономических задач методами линейного программирования,
• счетно-перфорационные машины и их применение при учете и планировании в сельском хозяйстве.
• электронные цифровые вычислительные машины и программирование для них.
В 1968 г. вышла в свет научная статья и «Применение вычислительной техники в землеустройстве» в сборнике «Вычислительная техника в сельском хозяйстве» под редакцией (М.: Статистика, 1968), а в 1968 г. — первое в стране учебное пособие для инженеров-землеустроителей — слушателей факультетов повышения квалификации «Применение математических методов в землеустройстве» (М.: Колос, 169.152 с. ) с участием сотрудника 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» и в 1973 г. была выпущена в свет одноименная книга (М.: Недра, 19с.), долгие годы служившая инженерам-землеустроителям учебным пособием по применению экономико-математических методов в проектных землеустроительных расчетах. В написании данной книги приняли также участие , , .
Одновременно исследования по применению математических методов в землеустройстве в это время активно проводились в Львовском СХИ — под руководством зав. кафедрой и Белорусской СХА — под руководством .
Так, 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, 19с.), где впервые была дана модель оптимизации всего проекта внутрихозяйственного землеустройства. В 1974 г. опубликовал также свою статью «Субоптимальные решения при обосновании землеустроительных проектов» (Труды Государственного научно-исследовательского института земельных ресурсов: М., 1974 г; 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: «Вычислительную технику» и «Экономико-математические методы в землеустройстве».
В соответствии с «Основными положениями землеустройства», утвержденными Министерством сельского хозяйства СССР 27 мая 1968 г. (М.: Колос, 1968), методическое руководство всеми видами землеустроительных работ было возложено на Главное управление землепользования и землеустройства Министерства сельского хозяйства СССР через главные управления землепользования и землеустройства министерств сельского хозяйства союзных республик и Государственный научно-исследовательский институт земельных ресурсов.
Государственный научно-исследовательский институт земельных ресурсов (ГИЗР) был организован в мае 1967 г. Его первым директором был назначен . Основное назначение ГИЗР заключалось в координации, организации и ведении научных исследований в области землепользования и землеустройства. С 1972 по 1974 г. в институте в должности директора работал . При его участии в институте был образован отдел по применению экономико-математических методов и ЭВМ, который возглавил приглашенный из Полунин. Этот отдел взял на себя функцию координации экономико-математических исследований в землеустройстве. Однако ввиду малочисленного состава (в нем работали ИФ. Полунин, , В. Сошникова, ) данный отдел, с уходом и приглашением на работу , так и не смог реализовать возложенные на него функции. Новый директор ГИЗРа , начиная с конца 1974 по 1992 г., поддерживал научные коллективы землеустроительных факультетов сельскохозяйственных вузов и их усилия в развитии экономико-математических исследований.
В связи с выделением самостоятельной научной дисциплины «Экономико-математические методы в землеустройстве» она стала читаться во многих сельскохозяйственных вузах на профилирующих землеустроительных кафедрах, что способствовало всплеску научных исследований в этих коллективах.
Наиболее быстрыми темпами научные исследования продвигались на кафедре земпроектирования МИИЗа, кафедрах землеустроительных факультетов Целиноградского, Воронежского, Ленинградского, Харьковского СХИ, в Эстонской СХА.
В Московском институте инженеров землеустройства дисциплину «Экономико-математические методы в землеустройстве» начала вести доцент . Ею было подготовлено первое учебно-методическое обеспечение данного курса: учебная программа, календарный план, рабочая тетрадь, лекции. С 1974 по 1978 г. к работе подключились преподаватели кафедры землеустроительного проектирования, впоследствии профессора и доценты, , и др.
Наряду с практическими стали исследоваться и теоретические вопросы применения; экономико-математических методов и моделирования в землеустройстве.
Так, например, а период с 1974 по 1977 г. на кафедре впервые была дана квалификация математических методов и моделей, применяемых в землеустройстве, сформулированы основные требования, предъявляемые к использованию математического аппарата в землеустроительных расчетах, впервые в землеустройстве предложены экономико-математические модели проектирования комплекса противоэрозионных мероприятий и использования производственных функций для обоснования проектов землеустройства, которые нашли отражение в научных работах «Применение экономико-математических методов при перспективном использовании земельных ресурсов в условиях водной эрозии почв» (Научные труды МИИЗ: М., 1976, вып. 81); «Некоторые теоретические вопросы математического моделирования в землеустройстве» (Научные труды МИИЗ: М., 1977, вып. 82); «Оптимальное планирование и проектирование использования земельных угодий в условиях водной эрозии почв (на примере хозяйств Центрально-Черноземной зоны)» — диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук (М.: МИИЗ, 1977).
Вопросам экономико-математического моделирования в землеустройстве посвящены также работы , написанные им в соавторстве с , , (Научные труды МИИЗ, вып. 71, 1974, вып. 73, 1975, вып. 81, 1976, вып. 82, 1977, вып. 93, 1978 и др.).
На землеустроительном факультете Целиноградского СХИ профессор активно вел научные исследования в этом же направлении. В 1979 г. им было подготовлено учебное пособие для студентов Целиноградского СХИ «Экономико-математические методы в землеустройстве» (Целиноград, 1979, 26 с.), а в 1983 г. — методические указания по курсу «Экономико-математические методы в землеустройстве» (при участии доцента и ассистента , Целиноград, 19с.).
В Воронежском сельскохозяйственном институте имени КД. Глинки экономико-математические исследования в области землепользования и землеустройства в начале 80-х годов вели профессора , , доценты , , и др.
Работы профессора были посвящены определению оптимальных размеров сельскохозяйственных предприятий и оценке экономической эффективности проектов землеустройства с применением экономико-математических методов и ЭВМ К числу наиболее известных работ в этот период относятся следующие: «Организация территории колхоза» (Воронеж, Центрально-Черноземное книжное издательство, 1973); «Вопросы совершенствования землепользования колхозов» (М.: Экономика, 1975).
В 1980 г. под руководством и редакцией в Ленинградском СХИ вышли «Методические указания по размещению производственных подразделений, хозяйственных центров, угодий и севооборотов в колхозе (совхозе)», написанные , и .
В 1983 г. доцентом кафедры землеустройства ЛСХИ была издана лекция «Применение методов математической статистики при прогнозировании использования земельных ресурсов» (Л.: ЛСХИ, 1983).
В этом же году и в Воронежском СХИ подготовили учебное пособие «Оптимальное планирование внутриобластного развития, размещения, специализации и концентрации сельскохозяйственного производства» (Воронеж, 19с), 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 могут быть отнесены следующие.
• обоснование размещения, специализации и концентрации сельскохозяйственного производства в схемах землеустройства районов (, , и др.);
• оптимизация размеров и размещения землепользований сельскохозяйственных предприятий в административных районах при межхозяйственном землеустройстве (, , и др.);
• установление внутрихозяйственной специализации, оптимального сочетания отраслей, состава и соотношения земельных угодий в проектах внутрихозяйственного землеустройства (. , , и др.);
• оптимизация трансформации, мелиорации и размещения угодий (, , и др.);
• установление оптимальных типов, видов, количества, размеров и размещения севооборотов, оптимизация структуры посевных площадей в проектах землеустройства (, , X. Эльмет и др.);
• моделирование системы сельского расселения и оптимизация размещения населенных пунктов и производственных центров в схемах и проектах землеустройства (, , и др.);
• определение оптимального состава и структуры комплекса противоэрозионных мероприятий (, , и др.);
• другие экономико-математические задачи проектов землеустройства, связанные со сметно-финансовыми расчетами, агроэкономическим обоснованием проектных решений, а также порайонными особенностями землеустройства (, , Г. Мирошниченко и др.).
В это время встал вопрос о широком внедрении разработанных экономико-математических задач в землеустроительное производство. В связи с чем 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 Выставке достижений народного хозяйства (ВДНХ СССР), а также в помещениях объединения. Пропагандировался опыт наиболее продвинутых институтов и филиалов «Росземпроекта» в экономико-математическом моделировании землеустроительных процессов: «Волговятгипрозема» (руководитель работ ), Башкирского филиала, «Волгогипрозема» (, ), «Дальгипрозема» (, ), Мосгипрозема (), «ЦЧО Гипрозема» () и др.
Результаты встреч публиковались в экспресс-информации МСХ РСФСР (М.: Росземпроект, 1980; №12), Госагропрома РСФСР (М.: Росземпроект, 1987 — июнь) и других сборниках.
В 1981—1983 гг. ГИЗР (директор ) взял на себя инициативу подготовить «Рекомендации по применению экономико-математических методов и моделей в землеустройстве» в 6 частях (руководитель работ ) Данные рекомендации предназначались для научно-методического и практического руководства при составлении и технико-экономическом обосновании проектных решений по землеустройству в Гипроземах, а также для использования в научно-исследовательских организациях и учебных заведениях.
В свет вышло три выпуска этих рекомендаций. Выпуск 1 «Введение в моделирование (общие положения)», написанный (М.: Колос, 19с.); выпуск 3 «Методика экономико-математического обоснования решений в схемах землеустройства и проектах межхозяйственного землеустройства», подготовленный , , и др. (М., 1982); выпуск 4 «Методика по экономико-математическому моделированию внутрихозяйственного землеустройства», составленный , , и др. (М.: ГИЗР, 1981).
В начале 80-х годов стали проводиться также тематические семинары по применению экономико-математических методов в землеустройстве. Так, например, в июне 1982 г. кафедра землеустройства Эстонской СХА и сектор экономики использования земли Института экономики АН ЭССР провели в Тарту на базе сельскохозяйственной академии научный семинар «Оптимизация структуры и размещения севооборотов при помощи ЭВМ» и опубликовали тезисы его докладов (Тарту; ЭСХА, 1982. 56с.)
С середины 70-х годов большая работа по применению экономико-математических методов стала проводиться на землеустроительном факультете Харьковского ордена Трудового Красного знамени сельскохозяйственного института имени под руководством доцента, к. э.н., декана, заведующего кафедрой земпроектирования .
В 1970 г. он написал статью «Применение экономико-математических методов при проектировании кормовых севооборотов» (Научные труды ХСХИ, Харьков, 1970, т. 140).
В 1976 г. им, совместно с , была опубликована статья «Установление оптимального чередования культур в севообороте с помощью экономико-математических методов» (Научные труды ХСХИ, Харьков, 1976, т. 218, с. 67—74).
В 1977 г. опубликовал работу «Применение экономико-математических методов при составлении и обосновании проектов внутрихозяйственного землеустройства» (В кн.. Землеустройство колхозов и совхозов – Киев.: Урожай, 1977, с. 191—221).
В 1979 г. он написал статью «Экономико-математическая модель оптимизации использования сельхозугодий в схеме землеустройства административного района в условиях специализации сельскохозяйственного производства на базе межхозяйственной кооперации» (Научные труды ХСХИ, Харьков, 1979, т. 265, с. 28—34).
А в 1985 г. увидело свет его учебное пособие «Экономико-математические методы и моделирование в землеустройстве» (Харьков. Изд. Харьковского СХИ, 19с.), в котором нашли отражение учебно-методические вопросы и опыт применения экономико-математических методов в учебном процессе Харьковского СХИ.
В начале 80-х годов экономико-математические исследования начали развиваться и на землеустроительном факультете Омского ордена Ленина сельскохозяйственного института имени , благодаря усилиям , , и др. (Научные труды ОСХИ, т. 147, 175; т. 155, 1976 и др.).
В это время представителями Омской землеустроительной школы , была разработана автоматизированная информационная система оценки земель, которая активно апробировалась при экономическом обосновании проектов землеустройства
Так, в 1987 г. , , была опубликована статья «Анализ и совершенствование организации использования и устройство территории пашни с применением земельно-оценочных данных и ЭВМ» в сборнике «Актуальные вопросы земельного кадастра и землеустроительного проектирования в условиях Сибири на современном этапе» (Омск.: Изд. Омского СХИ, 1987, с. 40—43). В этом же сборнике были помещены статьи «Структуры автоматизированной системы организации использования пашни и ее информационное обеспечение (с. 36—40) , «К вопросу о применении ЭВМ в практике составления проектов землеустройства в условиях Западной Сибири» (с. 44—47). Эти работы отражали развитие автоматизированных технологий в землеустройстве.
Однако центр научных исследований в области применения математических методов моделирования в землеустройстве с середины 80-х годов вновь переместился в Московский институт инженеров землеустройства (после 1992 г. ‑ Государственный университет по землеустройству) на кафедру землеустроительного проектирования (после 1992 г. ‑ кафедра землеустройства).
В 1984 г. доцентами и были подготовлены новые методические указания и рабочие тетради по курсу «Применение экономико-математических методов в землеустройстве» (М.: МИИЗ, 1984, 48 с и 35 с.), которые использовались большинством землеустроительных факультетов сельскохозяйственных вузов страны.
В 1986 г. доцентом для слушателей факультета повышения квалификации по землеустроительной, специальности были написаны методические указания, задания и упражнения по курсу «Применение вычислительной техники и экономико-математических методов в землеустройстве» в двух частях (ч. 1 - М.: МИИЗ, 1с.; ч. 2. - М.: МИИЗ, 1986, 52с.)
В 1987 г. под редакцией профессора вышли в свет новые методические указания и задания для выполнения расчетно-графических работ по курсу «Экономико-математические методы и моделирование в землеустройстве» (М.: МИИЗ, 19с. в двух частях), составленные , , . , .
В период с 1985 по 1987 г. в МИИЗе, благодари усилиям , и , были заложены теоретические и практические основы нового научного направления, касающегося разработки и применения программ автоматизированного землеустроительного проектирования. Данные программы поселяли 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 МИИЗа и программисты вычислительного центра института: профессор , доценты , , математики программисты А. Абовян, И. Розенбладт 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». На кафедре землеустроительного проектирования МИИЗа, где читался этот курс, профессором , доцентами и была разработана новая учебная программа, принятая УМО для всех землеустроительных факультетов сельскохозяйственных вузов страны.
А в 1991 г. под редакцией и вышел первый «Практикум по экономико-математическим методам и моделированию в землеустройстве» (М.: Агропромиздат, 19с.), используемый в качестве учебного пособия и в настоящее время. Авторами данного практикума являлись: , , . , , .
Развитие цифровой фотограмметрии и картографии, появление новых средств получения и обработки топографо-геодезической информации (электронных тахеометров, спутниковых систем - УРS), создание геоинформационных и земельно-информационных систем (YIS, LIS), автоматизация земельного кадастра поставили перед землеустроительным проектированием новые задачи.
В этих условиях математические методы в землеустройстве необходимо было использовать на основе цифровых моделей местности и увязать автоматизированные методы землеустроительного проектирования с другими информационными системами.
Для этого в 1990 г. в МИИЗе при кафедре землеустроительного проектирования была создана госбюджетная лаборатория автоматизированного землеустроительного проектирования под научным и методическим руководством профессора (зав. лабораторией ), оснащенная самыми современными средствами вычислительной техники (компьютерами, дигитайзерами, плоттерами, сканерами и др.), которые постоянно обновлялись и пополнялись.
В штате лаборатории числилось 12 программистов и операторов, с которыми постоянно работали 10 преподавателей кафедры землеустроительного проектирования.
В начале 90-х годов Государственный научно-исследовательский институт земельных ресурсов был передан в ведение республиканских органов управления, а затем в 1992 г. фактически вошел в систему Московского областного управления земельными ресурсами, работая параллельно с МосНИИПИ землеустройства. В связи с этим, а также недостаточностью финансирования, ГИЗР потерял функцию координации научных исследований по применению экономико-математических методов и моделирования в землеустройстве.
Государственный земельный комитет (Госкомзем) фактически не финансировал эти исследования в 1991—1999 гг., а образованный при Госуниверситете по землеустройству Научно-исследовательский институт земельных отношений и землеустройства также не имел экономико-математической тематики, хотя и занимался автоматизацией расчетов по составлению бизнес-планов развития сельскохозяйственных предприятий.
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 (председатель с 1997 г. заслуженный деятель науки Российской Федерации, член-корреспондент РАСХН, доктор экономических наук, профессор ) и возглавляемая им кафедра землеустройства ГУЗа с лабораторией автоматизированного землеустроительного проектирования (зав. лабораторией к. эн., доцент ).
В 1994—1998 гг. на кафедре землеустройства ГУЗа была выпущена следующая учебно-методическая литература по вопросам экономико-математического моделирования в землеустройстве.
• «Экономико-математические модели в землеустройстве (линейные модели)». — Под ред. (автор , части 1 и 2. - М.: ГУЗ. 1с.);
• «Автоматизация землеустроительного проектирования». Лекция — Под ред. (авторы , , . — М.: ГУЗ, 19с.);
• «Экономико-математические модели в землеустройстве (Методические основы применения производственных функций при решении землеустроительных задач)» (авторы , , часть 3.— М.: ГУЗ, 1997. 90с.);
• «Экономико-математические модели в землеустройстве». Задания для выполнения расчетно-графических, лабораторных, контрольных и самостоятельных работ (авторы: , , . — М.; ГУЗ, 19с.).
Кроме того, были изданы по курсу «Экономико-математические методы и моделирование в землеустройстве»:
• Методические указания для выполнения курсовых работ (авторы. , . — М.: ГУЗ, 1994, 16 с.);
• Методические указания для разработки курсового проекта (авторы. , , . — М.: ГУЗ, 19с.).
В дополнение к этим указаниям вышли в свет 10 следующих выпусков примеров решения землеустроительных экономико-математических задач.
1. , Бугаевская структуры посевных площадей в хозяйстве. Выпуск 1 — М.: ГУЗ, 1994 26с.
2. Твердовская Л. С., Бугаевская кормопроизводства животноводства в условиях арендного подряда и использование пашни в системе севооборотов. Выпуск 2. — М.: ГУЗ, 1994. 19с.
3. , Бугаевская размещения сельскохозяйственных культур и севооборотов с учетом степени радиоактивного загрязнения почв. Выпуск 3. — М.: ГУЗ. 1994. 19с.
4. Волков С. Н., Бугаевская В. В Установление размера и структуры землевладения крестьянского хозяйства с использованием экономико-математических методов. Выпуск 4. — М.: ГУЗ. 26с.