Расчет территориального центра Республики Мордовия с использованием геоинформационных технологий

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кочуров Б. И. Геоэкология: экодиагностика и эколого-хозяйственный баланс территории / Б. И. Кочкуров. Смоленск : СГУ, 1999. 154 с.

2. Масляев В. Н. Структура геосистем Мордовии и ее анализ для целей водных мелиораций : автореф. дис. ... канд. геогр. наук / В. Н. Масляев. М., 1994. 22 с.

3. Ямашкин А. А. Ландшафты Мордовской АССР и их изменение в условиях хозяйственного освоения : автореф. дис. ... канд. геогр. наук / А. А. Ямашкин. М., 1985. 19 с.

Поступила 12.10.05.

РАСЧЕТ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ЦЕНТРА РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

А. Ф. ВАРФОЛОМЕЕВ, кандидат географических наук, А. К. КОВАЛЕНКО, старший преподаватель

Где географический центр Республики Мордовия? И является ли он истинным центром административного образования? Большинство населения, скорее всего, никогда не задумывалось над таким вопросом. Но в последнее время ему уделяется немало внимания как в нашей стране, так и за рубежом, что объясняется рядом причин.

В начале 90-х годов XX века после исчезновения Советского Союза перед учеными была поставлена задача установления географического центра России. После тщательных расчетов в июле 1992 года научно-спортивной экспедицией имени И. Д. Папанина были утверждены координаты центра территории РФ:

94° 15х в. д. и 65° 25' с. ш.

Традиционная методика определения центра территориального образования основывается на выявлении максимальных и минимальных значений широт и долгот. Но корректно ли это? Ведь территории обычно имеют неправильную геометрическую форму.

По мнению инженера Жоржа Дюмо-на, который предпринял длительные и кропотливые исследования по расчету центра Франции, выводы можно проверить элементарным опытом. Ученый вырезал

контур Франции из плотного картона и уравновесил его на вертикальной игле. Таким образом, задача сводится в установлении центра тяжести объекта. Но центр тяжести пространственного объекта, который правильнее, на наш взгляд, назвать территориальным или административным центром, практически всегда не совпадает с географическим центром территории. В настоящей статье это наглядно показывается.

Определение территориального центра — довольно трудоемкая задача, которая значительно упрощается при использовании современных геоинформационных технологий. В настоящее время геоинформационные системы (ГИС) стали необходимым инструментом исследования. Эта технология объединяет достоинства традиционных операций при работе с базами пространственных и тематических данных — такими, как запрос и статистический анализ, — с преимуществами полноценной визуализации и географического анализа. Опираясь на цифровые данные, ГИС делает очевидными выводы, которые трудно сделать, исследуя визуально обычные бумажные карты.

Нами проведены некоторые исследования по расчету и оценке географиче-

© А. Ф. Варфоломеев, А. К. Коваленко, 2005

ского и территориального центра Республики Мордовия. Для этого применялись цифровые модели: границы Республики Мордовия, населенных пунктов, полученные на основе топографической карты масштаба 1 : 200 ООО. Дополнительно в среде ГИС Arc View 3.1 были разработаны программы, обеспечивающие расширение стандартных функции ГИС [2].

Исходя из сложившейся методики расчета максимальная по широте точка находится на административной карте Мордовии возле села Атяшево в Болыие-игнатовском районе (верховья реки Малая Медянка), ее координаты составляют 55° 12' с. ш. и 55° 4Г в. д.; минимальная — у деревни Камакужа к юго-западу от села Шадымо-Рыскино в Инсарском районе с координатами 53° 39' с. ш. и 44° 30' в. д. [1].

Максимальная по долготе точка на карте Мордовии находится возле места впадения реки Чеберчинка в Суру у села Пуркаево Дубенского района. Она имеет координаты 54° 25' с. ш. и 46° 45' в. д. Минимальная точка зафиксирована в Зубово-Полянском районе на берегу речки Вялса возле населенного пункта Искра с координатами 54° 16" с. ш. и 42° 10' в. д.

При пересечении линий максимальной и минимальной широты и долготы расположен географический центр территории: на берегу реки Ирсеть к востоку от села Каймар на границе , Красносло-бодского и Старошайговского районов (рис.). Его координаты — 54° 24' с. ш. и 44° 17' в. д. Даже визуально оценивая местоположение географического центра, нетрудно заметить, что это не совсем корректно сообразуется с административными границами Республики Мордовия.

Граница Республики Мордовия представляет собой сложную геометрическую структуру. Например, цифровая модель

нат. Таким образом, была получена статистическая выборка, состоящая из 57 061 элемента.

Статистическим анализом данной выборки были установлены среднее значение географических координат и их экстремальные значения (см. рис.):

по широте:

максимальное: 55° 11' 42,25" с. ш. и 45° 40' 23,91" в. д.;

минимальное: 53° 38' 43,04" с. ш. и 44° 30' 32,14" в. д.;

по долготе:

максимальное: 54° 24' 36,79" с. ш. и 46° 42' 32,65" в. д.;

минимальное: 54° 15' 33,12" с. ш. и 42° 10' 36,08" в. д.

Среднее значение выборки составило

54° 21' 10,15" с. ш. и 44° 15' 28,40" в. д.

Разброс координат выборки следующий: широты — 1° 32'59,20", долготы — 4° 31' 56,56". Расстояние между экстремумами точек равно: по широте — 188,3 км, по долготе — 295,3 км.

Пересечение линий экстремальных значений определяет точку с координатами 54° 22' 28,92" с. ш. и 45° 02' 41,85"

в. д. (см. рис.), которая располагается вблизи населенного пункта Кадышево Старошайговского района.

Расчет территориального центра Республики Мордовия производился по формуле

п

п

п

х0 =

5>г i=l

п

административной границы, созданная на основе карты М 1 : 200 000, имеет длину 1 711,8 км и 5 456 точек перегиба.

Для расчета территориального и географического центров Республики Мордовия была выполнена аппроксимация цифровой модели РМ точками через 30 м, что соответствует примерно 1 угловой секунде изменения географических коорди- равно 5,506 км.

где у— координаты центра тяжести статистической выборки;

у, х — координаты точек, определяющих административную границу; п — количество опорных точек. Координаты административного центра республики составили 54° 21' 10,15" с. ш. и 44° 15' 28, 40" в. д. Он находится

в пределах населенного пункта Сивинь Краснослободского района.

Таким образом, расхождение между территориальным и географическим центрами, рассчитанное по цифровой модели,

NJ О

N

РЕСПУБЛИКА МОРДОВИЯ

Е

S

ЕНЬГУШЕВО

ТЕМНИКОВ

ЕЛЬНИКИ

КАИМАР

КАДЫШЕВ

ИСКРА tsr

АТЮРЬЕВО ^А^НООЮ&ОДС^._________

СИВИНЬ^

ТОРБЕЕВО

А <з

ЗУБОВА ПОЛЯНА

СТ. ШАЙГОВО //

//

АТЯШЕВО

<

//

к

ИГНАТОВО

АРДАТОВ

//

АТЯШЕВО

РОМОДАНОВО ДУБЕНКИ

ЧАМЗИНКА

ЛЯМБИРЬ

Б. BEFgfiHHKH

САРАНСК

ПУРКАЕВО

ковылкино

КАДОШКИНО

ЗАЕВКА

ЕЙ

» » а

ИНСАР

yt

КОЧКУРОВ

//

КАМАКУЖА

Административная граница Населенные пункты

Широта (max-min) Широтная линия

Долгота

Долготная линия

Пересечение широтной и долготной линии ^ Административный центр

@ Географический центр Мордовии

/V

70

0

70

140 Километры

Рис.

Вызывает интерес вопрос о приуроченности территориального центра к определенным населенным пунктам. Для этого был выполнен расчет центров цифровой модели населенных пунктов. Из проведенного анализа видно, что самый южный населенный пункт РМ — Камакужа Инсарского района (53° 40' 08,85" с. ш. и 44° 33' 28,69" в. д.), самый северный — Атяшево Болыиеигнатовского района (55° 09' 47,23" с. ш. и 45° 40' 17,43" в. д.). Крайний западный населенный пункт республики — Искра

(54° 09' 55,26" с. ш. и 42° 17' 16,76" в. д.),

крайний восточный пункт — Пуркаево

(54° 22х 27,51" с. ш. и 46° 37' 46,92" в. д.).

Таким образом, рассчитанный административный центр Республики Мордовия

располагается в 159 м от центра населенного пункта Сивинь (54° 21' 05,43" с. ш. и 44° 15' 31,93" в. д.).

Центр столицы Республики Мордовия города Саранск находится в точке с координатами 54° 12' 15,26" с. ш. и 45° 1Г 12,73" в. д.

По результатам проведенных исследований можно сделать следующее заключение. Геоинформационные технологии обеспечивают высокую автоматизацию и точность при проведении работ по определению географических и территориальных центров административных образований, а также могут быть успешно применены для определения центров любых пространственных объектов на основе их цифровых моделей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Все о Мордовии / сост.: Е. М. Голубчик, В. Д. Еремкин, В. С. Ионова, А. С. Лузгин. Саранск : Мордов. кн. изд-во, 1998. 720 с.

2. Руководство пользователя. ArcView GIS. N. Y. : Environmental Systems Research Institute, INC, 1996. 376 c.

Поступила 11.10.05.

ПРИМЕНЕНИЕ ГЛОБАЛЬНОЙ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ GPS В ГЕОДЕЗИЧЕСКОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ КАДАСТРА

В. Ф. ЛОГИНОВ, старший преподаватель, В. Ф. МАНУХОВ, кандидат технических наук

В связи с переходом геодезического обеспечения кадастровых работ на автономные методы спутниковых координатных определений наиболее совершенным с принципиальной точки зрения вариантом решения основной задачи координатных определений, на котором можно было бы построить концепцию массовых координатных определений, является определение местоположения в режиме наблюдений одним приемником необходимого созвездия спутников — носителей координат.

Вариантом решения главной задачи при создании опорной межевой сети (ОМС) является формирование сети базовых станций (диспетчерских пунктов), расположенных равномерно на обслуживаемой территории. Однако следует заметить , что целесообразно использовать не менее трех спутниковых приемников. В идеальном случае, когда количество приемников совпадает с числом пунктов, участвующих в измерениях, наблюдения выполняются за один сеанс включений. На практике число сеансов включений в

© В. Ф. Логинов, В. Ф. Манухов, 2005