Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений
В целях проведения исследований и получения прогнозов на требуемом пространственном разрешении объединены две модели — вычисление глобальных и региональных проекций осуществляется с помощью глобальной динамической модели частичного равновесия GLOBIOM (Global Biosphere Management Model), а уменьшение...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Кибернетика и системный анализ |
|---|---|
| Datum: | 2017 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/144708 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений / Т.Ю. Ермольева, Ю.М. Ермольев, П. Хавлик, А. Монье, Д. Леклер, С. Фритц, Х. Валин, М. Оберштайнэр, С.В. Киризюк, Е.Н. Бородина // Кибернетика и системный анализ. — 2017. — Т. 53, № 2. — С. 16–30. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-144708 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ермольева, Т.Ю. Ермольев, Ю.М. Хавлик, П. Монье, А. Леклер, Д. Фритц, С. Валин, Х. Оберштайнэр, М. Киризюк, С.В. Бородина, Е.Н. 2019-01-02T15:50:23Z 2019-01-02T15:50:23Z 2017 Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений / Т.Ю. Ермольева, Ю.М. Ермольев, П. Хавлик, А. Монье, Д. Леклер, С. Фритц, Х. Валин, М. Оберштайнэр, С.В. Киризюк, Е.Н. Бородина // Кибернетика и системный анализ. — 2017. — Т. 53, № 2. — С. 16–30. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0023-1274 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/144708 519.21 В целях проведения исследований и получения прогнозов на требуемом пространственном разрешении объединены две модели — вычисление глобальных и региональных проекций осуществляется с помощью глобальной динамической модели частичного равновесия GLOBIOM (Global Biosphere Management Model), а уменьшение размерности полученных результатов до необходимых пространственных разрешений проводится с помощью динамической рекурсивной модели разукрупнения, использующей принцип кросс-энтропии. Предложенный подход позволяет учесть данные, имеющиеся на разных разрешениях и из разных источников. В практических исследованиях, проведенных в Китае и Украине, предложенный подход позволил получить локальные прогнозы развития и изменения землепользования, соответствующие реальным тенденциям и ожиданиям. Разукрупненные данные и проекции использовались в национальных моделях планирования устойчивого землепользования и сельскохозяйственного развития. З метою проведення досліджень і отримання прогнозів на необхідній просторовій одиниці запропоновано об’єднати дві моделі — обчислення глобальних і регіональних проекцій здійснюють за допомогою глобальної динамічної моделі часткової рівноваги GLOBIOM (Global Biosphere Management Model), а зменшення розмірності отриманих результатів до необхідної просторової одиниці отримують за допомогою динамічної рекурсивної моделі розукрупнення, що використовує принцип крос-ентропії. Запропонований підхід дозволяє врахувати наявні на різних просторових одиницях і з різних джерел дані. У практичних дослідженнях, проведених у Китаї та Україні, запропонований підхід дозволив отримати локальні прогнози розвитку і зміни землекористування, що відповідають реальним тенденціям і очікуванням. Розукрупнені дані і проекції використано в національних моделях планування сталого землекористування та сільськогосподарського розвитку. In this paper, in order to conduct research at required spatial resolution, we propose a model fusion involving interlinked calculations of regional projections by a global dynamic model GLOBIOM (Global Biosphere Management Model) and a robust dynamic downscaling model, based on cross-enthropy principle, for deriving spatially resolved projections. The proposed procedure allows incorporating data from satellite images, statistics, expert opinions, as well as data from global land use models. In numerous case studies in China and Ukraine, the approach allowed to estimate local land use and land use change projections correspondingto real trends and expectations. The disaggregated data and projections were used in national models for planning sustainable land use and agricultural development. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Кибернетика и системный анализ Системний аналіз Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений Динамічне злиття глобальної і локальної моделей для сталого планування землекористування з урахуванням глобальних проекцій globiom і локальних техніко-економічних ресурсних обмежень Dynamic linkage of global and local models for sustainable land use planning accounting for global projections from globiom and local feasibility and resource constraints Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений |
| spellingShingle |
Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений Ермольева, Т.Ю. Ермольев, Ю.М. Хавлик, П. Монье, А. Леклер, Д. Фритц, С. Валин, Х. Оберштайнэр, М. Киризюк, С.В. Бородина, Е.Н. Системний аналіз |
| title_short |
Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений |
| title_full |
Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений |
| title_fullStr |
Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений |
| title_full_unstemmed |
Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений |
| title_sort |
динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций globiom и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений |
| author |
Ермольева, Т.Ю. Ермольев, Ю.М. Хавлик, П. Монье, А. Леклер, Д. Фритц, С. Валин, Х. Оберштайнэр, М. Киризюк, С.В. Бородина, Е.Н. |
| author_facet |
Ермольева, Т.Ю. Ермольев, Ю.М. Хавлик, П. Монье, А. Леклер, Д. Фритц, С. Валин, Х. Оберштайнэр, М. Киризюк, С.В. Бородина, Е.Н. |
| topic |
Системний аналіз |
| topic_facet |
Системний аналіз |
| publishDate |
2017 |
| language |
Russian |
| container_title |
Кибернетика и системный анализ |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Динамічне злиття глобальної і локальної моделей для сталого планування землекористування з урахуванням глобальних проекцій globiom і локальних техніко-економічних ресурсних обмежень Dynamic linkage of global and local models for sustainable land use planning accounting for global projections from globiom and local feasibility and resource constraints |
| description |
В целях проведения исследований и получения прогнозов на требуемом пространственном разрешении объединены две модели — вычисление глобальных и региональных проекций осуществляется с помощью глобальной динамической модели частичного равновесия GLOBIOM (Global Biosphere Management Model), а уменьшение размерности полученных результатов до необходимых пространственных разрешений проводится с помощью динамической рекурсивной модели разукрупнения, использующей принцип кросс-энтропии. Предложенный подход позволяет учесть данные, имеющиеся на разных разрешениях и из разных источников. В практических исследованиях, проведенных в Китае и Украине, предложенный подход позволил получить локальные прогнозы развития и изменения землепользования, соответствующие реальным тенденциям и ожиданиям. Разукрупненные данные и проекции использовались в национальных моделях планирования устойчивого землепользования и сельскохозяйственного развития.
З метою проведення досліджень і отримання прогнозів на необхідній просторовій одиниці запропоновано об’єднати дві моделі — обчислення глобальних і регіональних проекцій здійснюють за допомогою глобальної динамічної моделі часткової рівноваги GLOBIOM (Global Biosphere Management Model), а зменшення розмірності отриманих результатів до необхідної просторової одиниці отримують за допомогою динамічної рекурсивної моделі розукрупнення, що використовує принцип крос-ентропії. Запропонований підхід дозволяє врахувати наявні на різних просторових одиницях і з різних джерел дані. У практичних дослідженнях, проведених у Китаї та Україні, запропонований підхід дозволив отримати локальні прогнози розвитку і зміни землекористування, що відповідають реальним тенденціям і очікуванням. Розукрупнені дані і проекції використано в національних моделях планування сталого землекористування та сільськогосподарського розвитку.
In this paper, in order to conduct research at required spatial resolution, we propose a model fusion involving interlinked calculations of regional projections by a global dynamic model GLOBIOM (Global Biosphere Management Model) and a robust dynamic downscaling model, based on cross-enthropy principle, for deriving spatially resolved projections. The proposed procedure allows incorporating data from satellite images, statistics, expert opinions, as well as data from global land use models. In numerous case studies in China and Ukraine, the approach allowed to estimate local land use and land use change projections correspondingto real trends and expectations. The disaggregated data and projections were used in national models for planning sustainable land use and agricultural development.
|
| issn |
0023-1274 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/144708 |
| citation_txt |
Динамическое слияние глобальной и локальной моделей для устойчивого планирования землепользования с учетом глобальных проекций GLOBIOM и локальных технико-экономических и ресурсных ограничений / Т.Ю. Ермольева, Ю.М. Ермольев, П. Хавлик, А. Монье, Д. Леклер, С. Фритц, Х. Валин, М. Оберштайнэр, С.В. Киризюк, Е.Н. Бородина // Кибернетика и системный анализ. — 2017. — Т. 53, № 2. — С. 16–30. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ermolʹevatû dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT ermolʹevûm dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT havlikp dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT monʹea dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT leklerd dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT fritcs dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT valinh dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT oberštainérm dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT kirizûksv dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT borodinaen dinamičeskoesliânieglobalʹnoiilokalʹnoimodeleidlâustoičivogoplanirovaniâzemlepolʹzovaniâsučetomglobalʹnyhproekciiglobiomilokalʹnyhtehnikoékonomičeskihiresursnyhograničenii AT ermolʹevatû dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT ermolʹevûm dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT havlikp dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT monʹea dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT leklerd dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT fritcs dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT valinh dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT oberštainérm dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT kirizûksv dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT borodinaen dinamíčnezlittâglobalʹnoíílokalʹnoímodeleidlâstalogoplanuvannâzemlekoristuvannâzurahuvannâmglobalʹnihproekcíiglobiomílokalʹnihtehníkoekonomíčnihresursnihobmeženʹ AT ermolʹevatû dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT ermolʹevûm dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT havlikp dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT monʹea dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT leklerd dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT fritcs dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT valinh dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT oberštainérm dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT kirizûksv dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints AT borodinaen dynamiclinkageofglobalandlocalmodelsforsustainablelanduseplanningaccountingforglobalprojectionsfromglobiomandlocalfeasibilityandresourceconstraints |
| first_indexed |
2025-11-25T22:33:35Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:33:35Z |
| _version_ |
1850570435737944064 |
| fulltext |
Ò.Þ. ÅÐÌÎËÜÅÂÀ, Þ.Ì. ÅÐÌÎËÜÅÂ, Ï. ÕÀÂËÈÊ, À. ÌÎÍÜÅ, Ä. ËÅÊËÅÐ, Ñ. ÔÐÈÒÖ,
Õ. ÂÀËÈÍ, Ì. ÎÁÅÐØÒÀÉÍÝÐ, Ñ.Â. ÊÈÐÈÇÞÊ, Å.Í. ÁÎÐÎÄÈÍÀ
ÓÄÊ 519.21 ÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÎÅ ÑËÈßÍÈÅ ÃËÎÁÀËÜÍÎÉ
È ËÎÊÀËÜÍÎÉ ÌÎÄÅËÅÉ ÄËß ÓÑÒÎÉ×ÈÂÎÃÎ
ÏËÀÍÈÐÎÂÀÍÈß ÇÅÌËÅÏÎËÜÇÎÂÀÍÈß
Ñ Ó×ÅÒÎÌ ÃËÎÁÀËÜÍÛÕ ÏÐÎÅÊÖÈÉ GLOBIOM
È ËÎÊÀËÜÍÛÕ ÒÅÕÍÈÊÎ-ÝÊÎÍÎÌÈ×ÅÑÊÈÕ
È ÐÅÑÓÐÑÍÛÕ ÎÃÐÀÍÈ×ÅÍÈÉ1
Àííîòàöèÿ.  öåëÿõ ïðîâåäåíèÿ èññëåäîâàíèé è ïîëó÷åíèÿ ïðîãíîçîâ íà
òðåáóåìîì ïðîñòðàíñòâåííîì ðàçðåøåíèè îáúåäèíåíû äâå ìîäåëè — âû-
÷èñëåíèå ãëîáàëüíûõ è ðåãèîíàëüíûõ ïðîåêöèé îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ
ãëîáàëüíîé äèíàìè÷åñêîé ìîäåëè ÷àñòè÷íîãî ðàâíîâåñèÿ GLOBIOM (Global
Biosphere Management Model), à óìåíüøåíèå ðàçìåðíîñòè ïîëó÷åííûõ ðå-
çóëüòàòîâ äî íåîáõîäèìûõ ïðîñòðàíñòâåííûõ ðàçðåøåíèé ïðîâîäèòñÿ ñ ïî-
ìîùüþ äèíàìè÷åñêîé ðåêóðñèâíîé ìîäåëè ðàçóêðóïíåíèÿ, èñïîëüçóþùåé
ïðèíöèï êðîññ-ýíòðîïèè. Ïðåäëîæåííûé ïîäõîä ïîçâîëÿåò ó÷åñòü äàííûå,
èìåþùèåñÿ íà ðàçíûõ ðàçðåøåíèÿõ è èç ðàçíûõ èñòî÷íèêîâ.  ïðàêòè÷åñ-
êèõ èññëåäîâàíèÿõ, ïðîâåäåííûõ â Êèòàå è Óêðàèíå, ïðåäëîæåííûé ïîäõîä
ïîçâîëèë ïîëó÷èòü ëîêàëüíûå ïðîãíîçû ðàçâèòèÿ è èçìåíåíèÿ çåìëåïîëüçî-
âàíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùèå ðåàëüíûì òåíäåíöèÿì è îæèäàíèÿì. Ðàçóêðóïíåí-
íûå äàííûå è ïðîåêöèè èñïîëüçîâàëèñü â íàöèîíàëüíûõ ìîäåëÿõ ïëàíèðî-
âàíèÿ óñòîé÷èâîãî çåìëåïîëüçîâàíèÿ è ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîãî ðàçâèòèÿ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ãëîáàëüíàÿ ìîäåëü ïëàíèðîâàíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ,
ìîäåëü ðîáàñòíîãî ðàçóêðóïíåíèÿ, äèíàìè÷åñêîå ñëèÿíèå ìîäåëåé, íåîïðå-
äåëåííîñòè, ëîêàëüíûå ïðîåêöèè çåìëåïîëüçîâàíèÿ.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Âçàèìîçàâèñèìîñòè ìåæäó ñèñòåìàìè çåìëåïîëüçîâàíèÿ íà íàöèîíàëüíîì è ãëî-
áàëüíîì óðîâíÿõ îáóñëîâëèâàþò íåîáõîäèìîñòü ðàçðàáîòêè íîâûõ ïîäõîäîâ äëÿ
èíòåãðèðîâàíèÿ ìîäåëåé çåìëåïîëüçîâàíèÿ ðàçíûõ ìàñøòàáîâ. Â íàñòîÿùåé
ñòàòüå â öåëÿõ ïðîâåäåíèÿ èññëåäîâàíèé è ïîëó÷åíèÿ ïðîãíîçîâ íà òðåáóåìîì
ïðîñòðàíñòâåííîì ðàçðåøåíèè ïðåäëàãàåì îáúåäèíèòü äâå ìîäåëè, à èìåííî
âûïîëíèòü âû÷èñëåíèÿ ðåãèîíàëüíûõ ïðîåêöèé ñ ïîìîùüþ ãëîáàëüíîé äèíàìè-
÷åñêîé ìîäåëè ÷àñòè÷íîãî ðàâíîâåñèÿ GLOBIOM [1], à óìåíüøåíèå ðàçìåðíî-
ñòè ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ äî íåîáõîäèìûõ ïðîñòðàíñòâåííûõ ðàçðåøåíèé
ïðîâåñòè ñ ïîìîùüþ äèíàìè÷åñêîé ðåêóðñèâíîé ìîäåëè ðàçóêðóïíåíèÿ, èñ-
ïîëüçóþùåé ïðèíöèï êðîññ-ýíòðîïèè (ïåðåêðåñòíîé ýíòðîïèè). Ïàðàìåòðû
16 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2
1
Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäÿòñÿ â ðàìêàõ ïðîåêòîâ ECONADAPT (603906), TRANSMANGO (613532),
SIGMA (603719) è AGRICISTRADE (612755) EU FP7, à òàêæå íàó÷íîãî ïðîåêòà ïî ðàçðàáîòêå
íîâàòîðñêèõ ìåòîäîëîãèé è ïðèëîæåíèé, èññëåäóþùèõ ðîáàñòíûå ðåøåíèÿ äëÿ äîëãîñðî÷íîãî
ñîãëàñîâàííîãî ïëàíèðîâàíèÿ áåçîïàñíîãî ñíàáæåíèÿ ïðîäîâîëüñòâèåì, ýíåðãèåé, âîäîé,
ïðîâîäèìîãî ñîâìåñòíî Ìåæäóíàðîäíûì èíñòèòóòîì ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà
(Ëàêñåíáóðã, Àâñòðèÿ) è Íàöèîíàëüíîé àêàäåìèåé íàóê Óêðàèíû.
© Ò.Þ. Åðìîëüåâà, Þ.Ì. Åðìîëüåâ, Ï. Õàâëèê, À. Ìîíüå, Ä. Ëåêëåð, Ñ. Ôðèòö, Õ. Âàëèí,
Ì. Îáåðøòàéíýð, Ñ.Â. Êèðèçþê, Å.Í. Áîðîäèíà
ïðåäëîæåííîé ìîäåëè ðàçóêðóïíåíèÿ çàâèñÿò îò ïàðàìåòðîâ è ðåçóëüòàòîâ àã-
ðåãèðîâàííîé ìîäåëè GLOBIOM, ÷òî ïîçâîëÿåò ó÷èòûâàòü ìíîæåñòâî ðàçëè÷-
íûõ ôàêòîðîâ, âëèÿþùèõ íà èçìåíåíèå çåìëåïîëüçîâàíèÿ, à òàêæå òåíäåíöèé
äåìîãðàôè÷åñêîãî è ýêîíîìè÷åñêîãî ðàçâèòèÿ, ñîîòâåòñòâóþùóþ èíôîðìàöèþ
î ïðèíÿòûõ ïîëèòè÷åñêèõ ìåðàõ, ïðîáëåìû ïðîäîâîëüñòâåííîé, âîäíîé, ýíåð-
ãåòè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè.  ñòàòüå [2] ïðèâîäÿòñÿ îáîñíîâàíèÿ äëÿ ðàçðàáîòêè
ìîäåëåé ðîáàñòíîãî ïðîñòðàíñòâåííîãî îöåíèâàíèÿ è ðàçóêðóïíåíèÿ äàííûõ,
îñíîâàííûõ íà ïðèíöèïå êðîññ-ýíòðîïèè. Öåëü çàäà÷è ðàçóêðóïíåíèÿ ñîñòîèò
â ïîëó÷åíèè ïðàâäîïîäîáíûõ îöåíîê íà ëîêàëüíîì óðîâíå, èñõîäÿ èç ãëîáàëü-
íûõ òåíäåíöèé, èñïîëüçóÿ âñå äîñòóïíûå äàííûå, íàáëþäàåìûå è íåíàáëþäà-
åìûå ïåðåìåííûå, çàâèñèìîñòè ìåæäó ïåðåìåííûìè, çàêëþ÷åíèÿ ýêñïåðòîâ,
à òàêæå ðåçóëüòàòû äðóãèõ ìîäåëåé. Â ðàçä. 1 ðàññìîòðåí ôðàãìåíò îáùåé
ìîäåëè ðàçóêðóïíåíèÿ, ïðîèëëþñòðèðîâàííûé íà ïðèìåðå ðàçóêðóïíåíèÿ àã-
ðåãèðîâàííûõ äàííûõ î ïàõîòíûõ çåìëÿõ.  ðàçä. 2 îáñóæäàåòñÿ äèíàìè÷åñ-
êèé ðåêóðñèâíûé àëãîðèòì, îñíîâàííûé íà ïðèíöèïå êðîññ-ýíòðîïèè äëÿ ðàç-
óêðóïíåíèÿ ðåçóëüòàòîâ ãëîáàëüíîé ìîäåëè GLOBIOM. Êðîìå òîãî, ïîäðîáíî
îïèñûâàþòñÿ äàííûå, èñïîëüçóåìûå êàê â ìîäåëè ðàçóêðóïíåíèÿ, òàê è â ìî-
äåëè GLOBIOM. Ïðåäëîæåííûé ïîäõîä áûë èñïîëüçîâàí â Ìåæäóíàðîäíîì
èíñòèòóòå ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà (IIASA, Àâñòðèÿ) è â Èíñòèòóòå
ýêîíîìèêè è ïðîãíîçèðîâàíèÿ ÍÀÍ Óêðàèíû äëÿ èçìåíåíèÿ ðàçðåøåíèÿ ïîëó-
÷åííûõ ñ ïîìîùüþ GLOBIOM ïðîåêöèé çåìëåïîëüçîâàíèÿ, ðàññ÷èòàííûõ íà
îñíîâàíèè ñöåíàðèåâ ñîöèàëüíî-ýêîíîìè÷åñêèõ, òåõíîëîãè÷åñêèõ, äåìîãðàôè-
÷åñêèõ è êëèìàòè÷åñêèõ ïðîãíîçîâ ðàçâèòèÿ (SSPs) [3]. Âêëþ÷åíèå ðàçíûõ
SSPs â ìîäåëü GLOBIOM ñ ïîñëåäóþùèì ðàçóêðóïíåíèåì ðåçóëüòàòîâ ïðåäî-
ñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü èññëåäîâàíèÿ ïîñëåäñòâèé ðàçíûõ ãëîáàëüíûõ (àãðåãè-
ðîâàííûõ) òåíäåíöèé íà ëîêàëüíûå ïðîöåññû, íàïðèìåð ñíàáæåíèå âîäîé
è ïðîäîâîëüñòâèåì. Ðàçëè÷èÿ ëîêàëüíûõ èçìåíåíèé çåìëåïîëüçîâàíèÿ äëÿ
SSP2 è SSP3 áûëè äåòàëüíî ïðîàíàëèçèðîâàíû â îäíîì èç ðàéîíîâ áàññåéíà
ðåêè Õýéõý â Êèòàå [4]. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðåäëîæåííûé ïîäõîä ìîæåò èñïîëüçî-
âàòüñÿ äëÿ ïëàíèðîâàíèÿ óñòîé÷èâîãî çåìëåïîëüçîâàíèÿ íà ìåñòàõ [4]. Ïðèíöèï
êðîññ-ýíòðîïèè ïðåäïîëàãàåò íåêîòîðîå íà÷àëüíîå (àïðèîðíîå) ðàñïðåäåëåíèå
ïðîèçâîäñòâà íà ìåñòàõ, ò.å. ïðàåð. Ïðàêòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ñâèäåòåëüñòâó-
þò, ÷òî àïðèîðíîå ðàñïðåäåëåíèå ìîæåò çàâèñåòü îò ñëó÷àéíûõ ïàðàìåòðîâ, òà-
êèõ, íàïðèìåð, êàê, óðîæàéíîñòü, öåíà, óðîâåíü ýìèññèé è ò.ä. Òàêèì îáðàçîì,
âìåñòî åäèíñòâåííîãî ïðàåðà, êàê ýòî ïðèíÿòî â òðàäèöèîííîì ïîäõîäå, ìîæåò
ñóùåñòâîâàòü äîïóñòèìîå ìíîæåñòâî ïðàåðîâ.  ýòîì ñëó÷àå çàäà÷à ðàçóêðóïíå-
íèÿ ñîñòîèò â ïîëó÷åíèè ëîêàëüíûõ îöåíîê ñ èñïîëüçîâàíèåì èíôîðìàöèè, çà-
êëþ÷åííîé âî âñåõ ïðàåðàõ, ò.å. ðîáàñòíûõ îöåíîê. Âîçìîæíûå ïîäõîäû ê ðî-
áàñòíîìó ðàçóêðóïíåíèþ ïðèìåíÿëèñü äëÿ ðàçóêðóïíåíèÿ è ãàðìîíèçàöèè
äàííûõ ïî Óêðàèíå â öåëÿõ äàëüíåéøåãî èñïîëüçîâàíèÿ â íàöèîíàëüíûõ ìî-
äåëÿõ ïëàíèðîâàíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ è óñòîé÷èâîãî ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîãî
ðàçâèòèÿ.  çàêëþ÷åíèè íàñòîÿùåé ñòàòüè ñóììèðóþòñÿ îñíîâíûå ðåçóëüòàòû,
èçëîæåííûå â ðàáîòå.
1. ÔÐÀÃÌÅÍÒ ÌÎÄÅËÈ ÈÇÌÅÍÅÍÈß ÐÀÇÐÅØÅÍÈß ÇÅÌËÅÏÎËÜÇÎÂÀÍÈß
Ðàññìîòðèì ôðàãìåíò îáùåé ìîäåëè ðàçóêðóïíåíèÿ, ïîäðîáíî îïèñàííîé
â ðàçä. 2. Ïðîèëëþñòðèðóåì åå íà ïðèìåðå ðàçóêðóïíåíèÿ àãðåãèðîâàííûõ
äàííûõ î ïàõîòíûõ çåìëÿõ. Èñïîëüçóåìàÿ â ìîäåëè èíôîðìàöèÿ ìîæåò áûòü
îáîáùåíà ñëåäóþùèì îáðàçîì. Îöåíêà ïëîùàäè ïàõîòíîé çåìëè a j â òî÷êå
ïðîñòðàíñòâà j, j n�1, , ìîæåò áûòü ïîëó÷åíà ñ ïîìîùüþ êàðò çåìíîãî ïîêðî-
âà, èç ñòàòèñòè÷åñêèõ ñáîðíèêîâ èëè ãëîáàëüíûõ ìîäåëåé (GLOBIOM). Îöåí-
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2 17
êà ïðèãîäíîñòè çåìëè, îáñóæäàåìàÿ â ðàçä. 2, õàðàêòåðèçóåò ïîòåíöèàëüíî
äîñòèæèìûé óðîâåíü ïðîäóêòèâíîñòè yij îïðåäåëåííîãî òèïà çåìëåïîëüçîâà-
íèÿ i, i m�1, , íàïðèìåð ïàõîòíûõ çåìåëü, ïàñòáèù, ëåñíûõ õîçÿéñòâ è ò.ä.,
â ðàçíûõ òî÷êàõ j. Ãåîãðàôè÷åñêè äåòàëèçèðîâàííàÿ èíôîðìàöèÿ î áèîôèçè-
÷åñêîé ïðèãîäíîñòè è ïîòåíöèàëüíîé ïðîäóêòèâíîñòè çåìëè îòíîñèòåëüíî ðàç-
ëè÷íûõ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð ìîæåò áûòü ïîëó÷åíà, èñõîäÿ èç èñòîðè-
÷åñêèõ äàííûõ, à òàêæå ñ ïîìîùüþ áèîôèçè÷åñêèõ ìîäåëåé òàêèõ, íàïðèìåð,
êàê ìîäåëü EPIC [5] èëè GAEZ [6]. Öåëü çàäà÷è ðàçóêðóïíåíèÿ ñîñòîèò â
îïðåäåëåíèè òàêîãî óðîâíÿ xij çåìëåïîëüçîâàíèÿ i â òî÷êå j, êîòîðûé óäîâëåò-
âîðÿë áû îñíîâíûì áàëàíñîâûì óðàâíåíèÿì
x a j nij
i
m
j
�
� � �
1
1, , , (1)
y x d i mij
j
m
ij i
�
� � �
1
1, , (2)
ãäå ïåðåìåííàÿ xij è ïàðàìåòðû a j , yij , di èìåþò ïîëîæèòåëüíûå çíà÷åíèÿ.
Óðàâíåíèå (1) óñòàíàâëèâàåò îãðàíè÷åíèå íà ñîâîêóïíîå çåìëåïîëüçîâàíèå
â òî÷êå j, òîãäà êàê óðàâíåíèå (2) íàêëàäûâåò îãðàíè÷åíèå íà êîëè÷åñòâî
ïðîèçâåäåííîé ïðîäóêöèè di ïðè çåìëåïîëüçîâàíèè i ñîãëàñíî óðîâíþ ïðîèç-
âîäèòåëüíîñòè yij . Äàííûå èëè ïðîåêöèè ñïðîñà di , íàïðèìåð íà ïðîèçâîä-
ñòâî çåðíîâûõ èëè äðåâåñèíû, äîñòóïíû èç îôèöèàëüíîé ñòàòèñòèêè èëè ìî-
ãóò áûòü ïîäñ÷èòàíû ñ ïîìîùüþ àãðåãèðîâàííûõ ìîäåëåé, ïîäîáíûõ
GLOBIOM. Ìîæíî ââåñòè íîâûå ïåðåìåííûå zij , õàðàêòåðèçóþùèå ðàñïðåäå-
ëåíèå ïëîùàäåé ( )0 1� �zij ïîä îïðåäåëåííûå òèïû çåìëåïîëüçîâàíèÿ i â òî÷-
êå j. Òàêèì îáðàçîì, x a zij j ij� , è îãðàíè÷åíèÿ (1), (2) ìîãóò áûòü çàïèñàíû
ñëåäóþùèì îáðàçîì:
z j nij
i
m
�
� � �
1
1 1, , , (3)
a z d i mij
j
n
ij i
�
� � �
1
1, , , a a yij i ij� . (4)
Ýòà ìîäèôèêàöèÿ îãðàíè÷åíèé (1), (2) ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ïðèíöèï êðîññ-
ýíòðîïèè (è âåðîÿòíîñòíûå ìåòîäû) äëÿ îïðåäåëåíèÿ îïòèìàëüíîãî ðåøåíèÿ zij .
 îáùåì ñëó÷àå ìîæåò ñóùåñòâîâàòü ìíîæåñòâî ðåøåíèé zij , i m�1, , j n�1, ,
óäîâëåòâîðÿþùèõ óðàâíåíèÿì (3), (4) (íàïðèìåð, êîãäà ñèñòåìà (3), (4) íåäîîïðå-
äåëåíà).  ýòîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî èç ìíîæåñòâà ðåøåíèé âûáðàòü îäíî, èñõîäÿ
èç äîïîëíèòåëüíîãî êðèòåðèÿ. Êëþ÷åâûì àñïåêòîì â âûáîðå òàêîãî êðèòåðèÿ ÿâ-
ëÿåòñÿ íàëè÷èå óæå èìåþùåãîñÿ òàê íàçûâàåìîãî àïðèîðíîãî (æåëàåìîãî) ðàñ-
ïðåäåëåíèÿ zij , i m�1, , j n�1, , êîòîðîå âûçûâàåò ìèíèìàëüío íåãàòèâíûå (èëè
ìàêñèìàëüíî ïîçèòèâíûå) â íåêîòîðîì ñìûñëå ïîñëåäñòâèÿ. Íàïðèìåð, èíòóèöèÿ
ïîäñêàçûâàåò, ÷òî àïðèîðíîå ðàñïðåäåëåíèå ìîæåò çàâèñåòü îò ðåíòàáåëüíîñòè,
÷èñòîé âûðó÷êè èëè ìàêñèìàëüíîé ÷èñòîé ïðèâåäåííîé ñòîèìîñòè äåÿòåëüíîñòè
â êàæäîé òî÷êå ïðîñòðàíñòâà. Àïðèîðíîå ðàñïðåäåëåíèå ìîæíî ðàññ÷èòàòü, èñ-
ïîëüçóÿ äîñòóïíûå äàííûå (êàðòû) çåìëåïîëüçîâàíèÿ, êàðòû êëèìàòè÷åñêèõ
è áèîôèçè÷åñêèõ óñëîâèé â òî÷êàõ ïðîñòðàíñòâà ëèáî èñõîäÿ èç óñëîâèé ôîð-
ìèðîâàíèÿ ñïðîñà èëè ñèñòåì õîçÿéñòâîâàíèÿ. Òàê, àïðèîðíîå ðàñïðåäåëåíèå
18 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2
q
P y
P y
ij
ij i ij
ij i ij
i
�
�
�
�
, qij
j
� �1, ìîæåò ñëóæèòü íà÷àëüíîé îöåíêîé ïëîùàäè çåìëå-
ïîëüçîâàíèÿ i â ïðîñòðàíñòâåííîé åäèíèöå j, ãäå Pi — öåíà ïðîäóêöèè i-ãî
òèïà çåìëåïîëüçîâàíèÿ, yij — óðîæàéíîñòü i-ãî òèïà çåìëåïîëüçîâàíèÿ â òî÷êå j.
 óñëîâèÿõ îòñóòñòâèÿ äîïîëíèòåëüíîé èíôîðìàöèè àïðèîðíûì ìîæåò áûòü íàè-
ìåíåå èíôîðìàòèâíîå ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå, ïðè ýòîì ïðîáëåìîé ðàçóêðóï-
íåíèÿ ïî-ïðåæíåìó îñòàåòñÿ îãðàíè÷åíèå íà âñåõ óðîâíÿõ è èç âñåõ èñòî÷íèêîâ.
Òàêèì îáðàçîì, çàäà÷à ðàçóêðóïíåíèÿ áóäåò êîððåêòèðîâàòü àïðèîðíîå ðàñïðå-
äåëåíèå â öåëÿõ âûïîëíåíèÿ âñåõ èìåþùèõñÿ îãðàíè÷åíèé, â äàííîì ñëó÷àå (3), (4).
 ðàçä. 2 îáñóæäàþòñÿ âîçìîæíûå ïîäõîäû äëÿ âûáîðà àïðèîðíûõ ðàñïðåäåëå-
íèé. Åñëè àïðèîðíîå ðàñïðåäåëåíèå qij � 0, i m�1, , j n�1, , èçâåñòíî, òîãäà îöåí-
êè zij êðîññ-ýíòðîïèè îïðåäåëÿþòñÿ ïîñðåäñòâîì ìèíèìèçàöèè ôóíêöèè
êðîññ-ýíòðîïèè:
z
z
q
ij
j
n
i
m
ij
ij��
��
11
ln (5)
ñ ó÷åòîì (3), (4). Ôóíêöèÿ (5) îïðåäåëÿåò ðàññòîÿíèå Êóëüáàêà–Ëÿéáëåðà [7]
ìåæäó ðàñïðåäåëåíèÿìè zij è qij , ò.å. ðàñïðåäåëåíèå zij , ïîëó÷åííîå â ðåçóëü-
òàòå ðåøåíèÿ çàäà÷è ìèíèìèçàöèè êðîññ-ýíòðîïèè, áóäåò áëèæàéøèì ê àïðè-
îðíîìó ðàñïðåäåëåíèþ qij , ïðè ýòîì âûïîëíÿþòñÿ îãðàíè÷åíèÿ (3), (4).
2. ÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÎÅ ÑËÈßÍÈÅ ÃËÎÁÀËÜÍÎÉ È ËÎÊÀËÜÍÎÉ ÌÎÄÅËÅÉ
1. Ìîäåëü GLOBIOM. Ðàññìîòðèì ïîäõîä ê ñëèÿíèþ ãëîáàëüíîé ìîäåëè
GLOBIOM ñ ëîêàëüíîé ìîäåëüþ ðàçóêðóïíåíèÿ òèïà (3)–(5) â öåëÿõ ïîëó÷å-
íèÿ ëîêàëüíûõ îöåíîê èçìåíåíèé çåìëåïîëüçîâàíèÿ è çåìíîãî ïîêðîâà.
GLOBIOM — ýòî ãëîáàëüíàÿ ðåêóðñèâíàÿ äèíàìè÷åñêàÿ ìîäåëü ÷àñòè÷íîãî
ðàâíîâåñèÿ, èíòåãðèðóþùàÿ ñåêòîðû ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà, áèîýíåðãåòèêè è
ëåñíîãî õîçÿéñòâà, ðàçðàáîòàííàÿ â öåëÿõ àíàëèçà ïîëèòèê óñòîé÷èâîãî çåìëå-
ïîëüçîâàíèÿ íà ãëîáàëüíîì è ðåãèîíàëüíûõ óðîâíÿõ, âêëþ÷àÿ âîïðîñû êîíêó-
ðåíöèè è ïðåîáðàçîâàíèÿ òèïîâ çåìëåïîëüçîâàíèÿ, âûçâàííûå óâåëè÷åíèåì
ñïðîñà íà ïðîäîâîëüñòâèå, êîðì è áèîòîïëèâî. Ìîäåëü GLOBIOM ãåíåðèðóåò
ýíäîãåííûå ïðîãíîçû ñïðîñà îòíîñèòåëüíî ðàçëè÷íûõ òèïîâ çåìëåïîëüçîâàíèÿ
â ïðåäåëàõ äîñòóïíûõ çåìåëüíûõ ðåñóðñîâ â çàâèñèìîñòè îò èõ ïðîèçâîäè-
òåëüíîñòè, ñïðîñà è öåí íà ñîîòâåòñòâóþùóþ ïðîäóêöèþ, ó÷èòûâàÿ ïîòåíöèàë
ýêñïîðòíî–èìïîðòíûõ ïîòîêîâ. Â ðåçóëüòàòå GLOBIOM ïðîåêòèðóåò ñïðîñ íà
çåìåëüíûå è âîäíûå ðåñóðñû è ñîîòâåòñòâóþùèå èçìåíåíèÿ ïî ðåãèîíàì è òè-
ïàì çåìëåïîëüçîâàíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, ñëèÿíèå GLOBIOM è ìîäåëè ðàç-
óêðóïíåíèÿ äàåò âîçìîæíîñòü àíàëèçèðîâàòü îãðîìíîå ðàçíîîáðàçèå ëîêàëüíî-
ãëîáàëüíûõ âçàèìîçàâèñèìîñòåé. Ñðåäè îñíîâíûõ òèïîâ çåìëåïîëüçîâàíèÿ âû-
äåëåíû ïàõîòíûå çåìëè ïîä ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûå êóëüòóðû, ïàñòáèùà, ëåñ-
íûå óãîäüÿ (óïðàâëÿåìûå è íåóïðàâëÿåìûå), ëåñîïîñàäêè ñ êîðîòêèì ïåðèî-
äîì âîññòàíîâëåíèÿ èëè áûñòðîðàñòóùèå ëåñà (short rotated forest, SRF), ïðè-
ðîäíûå óãîäüÿ. Èçìåíåíèÿ â ñòðóêòóðå çåìëåïîëüçîâàíèÿ îñóùåñòâëÿþòñÿ
â ðàìêàõ äîñòóïíûõ çåìåëüíûõ ðåñóðñîâ, à âîçìîæíûå ñöåíàðèè çàìåíû îäíî-
ãî òèïà çåìëåïîëüçîâàíèÿ äðóãèì îãðàíè÷èâàþòñÿ áàçîâûìè ïðàâèëàìè: ïà-
õîòíûå çåìëè ìîãóò áûòü ïðåîáðàçîâàíû â ïàñòáèùà èëè áûñòðîðàñòóùèå
ëåñà, ïàñòáèùà — â ïàõîòíûå çåìëè èëè áûñòðîðàñòóùèå ëåñà; íåóïðàâëÿå-
ìûå ëåñíûå çåìëè — â óïðàâëÿåìûå ëåñíûå óãîäüÿ; ïðèðîäíûå (íå èñïîëüçó-
åìûå ðàíåå) çåìëè — â ïàõîòíûå çåìëè, áûñòðîðàñòóùèå ëåñà èëè ïàñòáèùà.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2 19
Ïðè ýòîì îöåíêà öåëåñîîáðàçíîñòè òðàíñôîðìàöèè çåìëåïîëüçîâàíèÿ ÿâëÿåòñÿ
äîïîëíèòåëüíûì îãðàíè÷èâàþùèì ôàêòîðîì.
2. Äàííûå, äåòàëèçèðîâàííûå â ìîäåëè. Ìîäåëü GLOBIOM è ìîäåëü ðàç-
óêðóïíåíèÿ èñïîëüçóþò îäíè è òå æå ãåîãðàôè÷åñêè äåòàëèçèðîâàííûå áàçû
äàííûõ [8]. Îáå ìîäåëè èñïîëüçóþò äàííûå è ìîäåëèðóþò ïðîöåññû íà óðîâíå
òàê íàçûâàåìûõ ñèìóëÿöèîííûõ åäèíèö (SimUs), êîòîðûå íå îáÿçàòåëüíî èìåþò
ãåîìåòðè÷åñêóþ èëè ãåîãðàôè÷åñêóþ ôîðìó, ñîïîñòàâèìóþ ñ ãðàíèöàìè ñòðàí,
ñèñòåìàìè çåìëåïîëüçîâàíèÿ, óïðàâëåíèÿ, êëèìàòè÷åñêèìè äàííûìè, âíóòðåí-
íèìè àäìèíèñòðàòèâíûìè ãðàíèöàìè íàñåëåííûõ ïóíêòîâ, ðàéîíîâ è ò.ä.
Èñïîëüçóåìûå ìîäåëè âêëþ÷àþò ñëåäóþùóþ èíôîðìàöèþ.
1. Ìîäåëü GLOBIOM èñïîëüçîâàíà â áàçîâîì 2000 ã. äëÿ 30 îñíîâíûõ ðåãè-
îíîâ, äëÿ êîòîðûõ äîñòóïíà èíôîðìàöèÿ îòíîñèòåëüíî òèïîâ çåìëåïîëüçîâàíèÿ,
óðîæàéíîñòè, ïðîèçâîäñòâà ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð, öåí è äð., ïîëó÷åí-
íàÿ èç ìåæäóíàðîäíûõ è íàöèîíàëüíûõ èñòî÷íèêîâ (íàïðèìåð, ÔÀÎ).
2. Ïðîãíîçû èçìåíåíèé çåìëåïîëüçîâàíèÿ â ìîäåëè GLOBIOM ïîäñ÷èòûâà-
þòñÿ äî 2100 ã., â ÷àñòíîñòè ýòî êàñàåòñÿ òðåõ îñíîâíûõ òèïîâ çåìëåïîëüçîâà-
íèÿ: ðàñòåíèåâîä÷åñêîé ïðîäóêöèè, ëåñíûõ ðåñóðñîâ è ïðîèçâîäñòâà äðåâåñèíû
íà çåìëÿõ, îòâåäåííûõ ïîä áûñòðîðàñòóùèå ëåñà. Òàê, ïðîèçâîäñòâî ðàñòåíèå-
âîä÷åñêîé ïðîäóêöèè ðàññ÷èòûâàåòñÿ äëÿ 30 îñíîâíûõ êóëüòóð. Ïðè ýòîì ñðåä-
íÿÿ óðîæàéíîñòü ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð äëÿ êàæäîãî ðåãèîíà ïîëó÷åíà
èç FAOSTAT, à ïîòåíöèàëüíàÿ è ñðåäíÿÿ óðîæàéíîñòü íà óðîâíÿõ SimUs, êàê
è çàâèñèìîñòü èõ îò ïîãîäíî-êëèìàòè÷åñêèõ óñëîâèé, ñãåíåðèðîâàíû íà îñíîâà-
íèè ìîäåëè EPIC (Environmental Policy Integrated Climate Model) [5].
3. Ìàñøòàáèðîâàíèå ðàçìåùåíèÿ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð ìîæåò
îñíîâûâàòüñÿ íà äîñòóïíûõ ñóùåñòâóþùèõ êàðòàõ ïîñåâíûõ ïëîùàäåé [9]. Ëî-
êàëüíûå äàííûå ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû íåïîñðåäñòâåííî â ðåçóëüòàòå íàáëþäå-
íèé íà ìåñòàõ è âêëþ÷àòü ýêñïåðòíûå îöåíêè.
4. Èíôîðìàöèÿ î ñèñòåìàõ óïðàâëåíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèåì ïîëó÷åíà èç ðàç-
ëè÷íûõ èñòî÷íèêîâ, âêëþ÷àÿ íàöèîíàëüíûå îò÷åòû, ñòàòèñòè÷åñêèå äàííûå, ýêñ-
ïåðòíûå îöåíêè. Òàê, íàïðèìåð, â ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîì ïðîèçâîäñòâå âûäåëåíî
÷åòûðå ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ: âûñîêîèíòåíñèâíàÿ, íèçêîçàòðàòíàÿ, èððèãàöèîí-
íàÿ è ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ äîìîõîçÿéñòâîì. Ðàçëè÷èÿ ìåæäó ñèñòåìàìè îòîáðà-
æåíû â ìîäåëè äîïîëíèòåëüíûìè, õàðàêòåðíûìè äëÿ ñèñòåì êðèòåðèÿìè, ïîçâî-
ëÿþùèìè îöåíèòü óðîâåíü ïðîèçâîäñòâà îïðåäåëåííîé ñèñòåìû â SimU â çàâè-
ñèìîñòè îò äîñòóïíûõ ðåñóðñîâ (çåìëÿ, âîäà, çàòðàòû íà ïðîèçâîäñòâî,
ïðîäóêòèâíîñòü).
5. Ïåðâè÷íàÿ ïðîäóêòèâíîñòü ëåñíûõ óãîäèé îïðåäåëÿåòñÿ íà ðåãèîíàëüíîì
è SimUs óðîâíÿõ. Îöåíêà ïðîäóêòèâíîñòè îïðåäåëÿåòñÿ, èñõîäÿ èç äàííûõ
î ñðåäíåì ãîäîâîì ïðèðîñòå ëåñà, ìàêñèìàëüíîé äîëè âûðóáêè â ñðåäíåì ãîäî-
âîì ïðèðîñòå, à òàêæå ñòîèìîñòè âûðàùèâàíèÿ. Ñðåäíåãîäîâîé ïðèðîñò ïîäñ÷è-
òûâàåòñÿ íà îñíîâàíèè äàííûõ î çàïàñàõ áèîìàññû, ïðåäñòàâëåííûõ â Ãëîáàëü-
íîé îöåíêå ëåñíûõ ðåñóðñîâ (ÔÀÎ, 2006), è ðàçóêðóïíåííûõ äî óðîâíÿ SimU
ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäà, îïèñàííîãî â [10].
6. Ñïðîñ íà áèîìàññó äëÿ ïðîèçâîäñòâà ýíåðãèè ðàññ÷èòûâàåòñÿ â ìîäåëè
GLOBIOM â ñîîòâåòñòâèè ñ ìåòîäîëîãèåé, îïèñàííîé â [1]. Ïåðâè÷íàÿ ïðîäóêöèÿ
ëåñíûõ ðåñóðñîâ ìîæåò áûòü ïðåîáðàçîâàíà â áèîìàññó íåñêîëüêèìè ñïîñîáàìè:
êîìáèíèðîâàííîå ïðîèçâîäñòâî òåïëà è ýëåêòðîýíåðãèè, ôåðìåíòàöèè ýòàíîëà,
òåïëà, ýëåêòðîýíåðãèè è ãàçà, à òàêæå ãàçèôèêàöèè äëÿ ïðîèçâîäñòâà ìåòàíîëà
è òåïëà. Èíôîðìàöèÿ î ðàñõîäàõ äëÿ çàãîòîâêè è ïåðåðàáîòêè ñûðüÿ, à òàêæå êî-
ýôôèöèåíòû ïðåîáðàçîâàíèÿ ïîëó÷åíû èç ðàçíûõ èñòî÷íèêîâ, íàïðèìåð [11].
7. Ñïðîñ íà áèîòîïëèâî ñòèìóëèðóåò óâåëè÷åíèå ïëîùàäè ïëàíòàöèé ïîä íà-
ñàæäåíèå áûñòðîðàñòóùèì ëåñîì. Èõ óðîæàéíîñòü íà óðîâíå SimUs îïðåäåëÿåòñÿ íà
îñíîâàíèè èññëåäîâàíèé ïðèãîäíîñòè çåìåëüíûõ ðåñóðñîâ, ïðîâåäåííûõ â IIASA [1].
20 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2
Ïîä ñîâîêóïíûìè ðàñõîäàìè íà åäèíèöó ïëîùàäè ïîäðàçóìåâàþòñÿ ðàñõîäû íà
ïîñàäêó ëåñíûõ íàñàæäåíèé è çàãîòîâêó ñûðüÿ.
8. Îáùàÿ ïëîùàäü çåìåëüíûõ ðåñóðñîâ è çåìëåïîëüçîâàíèÿ â SimUs ïîëó÷åíà
èç áàçû äàííûõ çåìåëüíîãî ïîêðîâà GLC-2000. Ñóùåñòâóåò íåñêîëüêî êàðò çåìåëü-
íîãî ïîêðîâà (çåìëåïîëüçîâàíèÿ): GLC-2000, MODIS-2000, GLOBCOVER-2000,
îäíàêî ýòè êàðòû èìåþò ñóùåñòâåííûå ðàñõîæäåíèÿ â òàêèõ òèïàõ çåìëåïîëüçîâà-
íèÿ, êàê ïàõîòíàÿ çåìëÿ, çåìëÿ, ïðèãîäíàÿ äëÿ ïàñòáèù, ðåçåðâíàÿ çåìëÿ, çàáîëî÷åí-
íûå òåððèòîðèè è ò.ä.
3. Àëãîðèòì êðîññ-ýíòðîïèè äëÿ ðàçóêðóïíåíèÿ ïðîãíîçîâ èçìåíåíèé
çåìëåïîëüçîâàíèÿ, ïîëó÷åííûõ èç GLOBIOM. Ìîäåëü GLOBIOM ðàññ÷èòûâà-
åò ñöåíàðèè èçìåíåíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèé äëÿ îñíîâíûõ ðåãèîíîâ è ñòðàí â ïåðèîä
ñ 2000 ïî 2100 ãîäû ñ äåñÿòèëåòíèì øàãîì (èíòåðâàëîì) ìîäåëèðîâàíèÿ. Ýòè
àãðåãèðîâàííûå îöåíêè íåîáõîäèìî ðàçóêðóïíèòü äî óðîâíåé SimUs. Ïóñòü Air
t —
ðåãèîíàëüíûé (íàöèîíàëüíûé) óðîâåíü çåìëåïîëüçîâàíèÿ i-ãî òèïà â ðåãèîíå r
â ïåðèîä âðåìåíè t , à � Aijr
t — ïëîùàäü, ïåðåâåäåííàÿ èç i-ãî òèïà çåìëåïîëüçîâà-
íèÿ â j-é òèï, i j n, ,�1 , r R�1, , t T�1, , R � 30. Îöåíêè ïëîùàäè Air
t âû÷èñëÿþòñÿ ñ
ïîìîùüþ GLOBIOM è çàâèñÿò îò óðîâíÿ ñïðîñà, öåí è ýêñïîðòíî-èìïîðòíûõ ïî-
òîêîâ ìåæäó ðåãèîíàìè, ò.å. èçìåíåíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ â êîíêðåòíîì ðåãèîíå
ìîãóò áûòü ñïðîâîöèðîâàííûìè óâåëè÷åíèåì ñïðîñà, íîðìàìè ïîòðåáëåíèÿ áèî-
òîïëèâà, óñòàíîâëåííûìè îãðàíè÷åíèÿìè íà âûáðîñû ïàðíèêîâûõ ãàçîâ â äðóãèõ
ðåãèîíàõ. Ïëîùàäü çåìëåïîëüçîâàíèÿ Air
t i-ãî òèïà â ðåãèîíå r â ïåðèîä âðåìåíè t
âû÷èñëÿåòñÿ ðåêóðñèâíûì óðàâíåíèåì:
A A A Air
t
ir
t
ijr
t
j
jir
t
j
� � �� � �1 � � ,
ãäå �Aijr
t
j
� — ñîâîêóïíàÿ ïëîùàäü èçìåíåíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ èç i-ãî òèïà
â j-é, à �A jir
t
j
� — èç òèïà j â i, äëÿ âñåõ òèïîâ çåìëåïîëüçîâàíèÿ j i , j n�1, .
Èñõîäÿ èç äîñòóïíûõ çåìåëüíûõ ðåñóðñîâ Lr â ðåãèîíå r îïðåäåëÿåòñÿ ñëå-
äóþùåå îãðàíè÷åíèå:
A A A Lir
t
ijr
t
j
jir
t
ji
m
r
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
�� �� 1
1
� � . (6)
Íà óðîâíå SimUs îöåíêè ïëîùàäè A
ilr
t ðàçíûõ òèïîâ i çåìëåïîëüçîâàíèÿ â ðå-
ãèîíå r äëÿ áàçîâîãî 2000 ãîäà äîñòóïíû èç êàðò çåìëåïîëüçîâàíèÿ GLC-2000.
Çàäà÷à ðàçóêðóïíåíèÿ �Aijr
t çàêëþ÷àåòñÿ â íåîáõîäèìîñòè íàéòè z
ijlr
t ,
z
ijlr
t
l
� �1, îïðåäåëÿþùèå èçìåíåíèå ïëîùàäè çåìëåïîëüçîâàíèÿ � Aijr
t i-ãî
òèïà íà j-é â ðåãèîíå r è òî÷êå (ÿ÷åéêå) ïðîñòðàíñòâà SimUs l, l m�1, , äëÿ
âñåõ i j n, ,�1 , r R�1, , t T�1, . Äëÿ âû÷èñëåíèÿ ïëîùàäè çåìëåïîëüçîâàíèÿ äè-
íàìèêó çåìëåïîëüçîâàíèÿ i-ãî òèïà â SimU l ðåãèîíà r â ïåðèîä âðåìåíè t �1
îòðàæàåò ñëåäóþùåå ðåêóðñèâíîå óðàâíåíèå:
A A z A z A
ilr
t
ilr
t
ijlr
t
ijr
t
j
jilr
t
jir
t
j
� � �� � �1 � � , (7)
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2 21
ãäå A
ilr
t — ïëîùàäü çåìëåïîëüçîâàíèÿ i-ãî òèïà â SimU l ðåãèîíà r â ïåðèîä
âðåìåíè t ; z A
ijlr
t
ijr
t� — äîëÿ ñîâîêóïíîãî èçìåíåíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ � Aijr
t ,
ïðåîáðàçîâàííîãî èç i-ãî òèïà â j-é òèï äëÿ âñåõ j i â SimU l ðåãèîíà r â ïåðè-
îä t . Íà óðîâíå SimUs îãðàíè÷åííîñòü äîñòóïíûõ ðåñóðñîâ Llr îáóñëîâëèâàåò
îãðàíè÷åíèÿ íà ïðåîáðàçîâàíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèé
A L
ilr
t
i
m
lr
�
� �
1
. (8)
×òîáû îöåíèòü íåèçâåñòíûå z
ijlr
t , ñôîðìóëèðóåì çàäà÷ó, àíàëîãè÷íóþ çàäà÷å
(3)–(5), ïðåäñòàâëåííóþ â ðàçä. 1. Òàêèì îáðàçîì, íåîáõîäèìî íàéòè íåèçâåñò-
íûå z
ijlr
t , êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ ðåøåíèÿìè ñèñòåìû óðàâíåíèé
z
ijlr
t
l
� �1, z
ijlr
t � 0, (9)
A A z A z A
ilr
t
ilr
t
ijlr
t
ijr
t
l
jilr
t
jir
t
l
� � �� � �1 � � , (10)
A L
ilr
t
i
m
rl
�
� �
1
(11)
è ìèíèìèçèðóþò ôóíêöèþ êðîññ-ýíòðîïèè:
( ln ( / ))z z q
ijlr
t
ijlr
t
ijlr
t
li
m
j
n
���
���
111
, (12)
ãäå q
ijlr
t � 0, q
ijlr
t
l
� �1, ÿâëÿåòñÿ íåêîòîðûì àïðèîðíûì ðàñïðåäåëåíèåì z
ijlr
t ,
A
jlr
t�1 — îáùàÿ ïëîùàäü çåìëåïîëüçîâàíèÿ òèïà j â SimU l â ïåðèîä âðåìåíè
t �1, ðàññ÷èòàííûé c ïîìîùüþ GLOBIOM.
3. ×ÈÑËÅÍÍÛÅ ÝÊÑÏÅÐÈÌÅÍÒÛ
1. Âîçìîæíûå àïðèîðíûå ðàñïðåäåëåíèÿ. Çàäà÷à ìèíèìèçàöèè ôóíêöèè
òèïà êðîññ-ýíòðîïèè (12) ïðè îãðàíè÷åíèÿõ (9)–(11) ïðèìåíÿëàñü äëÿ ðàç-
óêðóïíåíèÿ àãðåãèðîâàííûõ ïðîåêöèé èçìåíåíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ, ïîëó÷åí-
íûõ ñ ïîìîùüþ GLOBIOM äëÿ 30 îñíîâíûõ àãðåãèðîâàííûõ ðåãèîíîâ ìèðà
â ïåðèîä ñ 2000 ïî 2100 ãîäû ñ âðåìåííûì øàãîì 10 ëåò. Â ðåçóëüòàòå ðàç-
óêðóïíåíèÿ ìû íå ñòðåìèìñÿ âîñïðîèçâåñòè ðåàëüíîå çåìëåïîëüçîâàíèå íà
ìåñòàõ (â ãðèäàõ), äà ýòî è íåâîçìîæíî, ïîñêîëüêó ðåàëüíûå òèïû çåìëåïîëü-
çîâàíèÿ íà ìåñòàõ íå âñåãäà ñîîòâåòñòâóþò îïòèìàëüíûì êðèòåðèÿì. Òàê, çåì-
ëÿ ìîæåò áûòü ðàñïðåäåëåíà ìåæäó çåìëåïîëüçîâàòåëÿìè íå îïòèìàëüíûì îá-
ðàçîì. Â òî âðåìÿ ìîäåëü ðàçóêðóïíåíèÿ ïðåäîñòàâëÿåò âîçìîæíîñòü èññëåäî-
âàíèÿ ñáàëàíñèðîâàííîãî óñòîé÷èâîãî ðàçìåùåíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèé íà
ìåñòàõ (â ãðèäàõ) â ñîîòâåòñòâèè ñ óñëîâèÿìè ïðèãîäíîñòè è âñåâîçìîæíûìè
îãðàíè÷åíèÿìè (9)–(11). Ìîæíî òàêæå ââåñòè äîïîëíèòåëüíûå îãðàíè÷åíèÿ íà
èñïîëüçîâàíèå âîäû, çàãðÿçíåíèå çåìëè, âîçäóõà è ò.ä. Êðîìå òîãî, ðàçóêðóï-
íåíèå ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü äîïîëíèòåëüíóþ èíôîðìàöèþ î ïîäõîäÿùèõ òèïàõ
çåìëåïîëüçîâàíèÿ íà òàêîì óðîâíå, ãäå ñòàòèñòè÷åñêèå äàííûå îòñóòñòâóþò.
Äëÿ ïîñëåäóþùåãî àíàëèçà çíà÷åíèÿ â ãðèäàõ ìîæíî àãðåãèðîâàòü, íàïðèìåð,
22 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2
äî óðîâíÿ ñòðàíû, ðåãèîíàëüíûõ óðîâíåé èëè äî óðîâíÿ áàññåéíà ðåêè è ò.ä.,
êàê ýòî îáñóæäàåòñÿ â ïðèâåäåííûõ íèæå ïðàêòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ [4].
Äëÿ ðàçóêðóïíåíèÿ ðåçóëüòàòîâ ìîäåëè GLOBIOM âû÷èñëåíèå àïðèîðíûõ
ðàñïðåäåëåíèé ïðîâîäèòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì. Íàïðèìåð, ïðàåð, îïðåäåëÿþ-
ùèé íà÷àëüíóþ âåðîÿòíîñòü ïåðåóñòðîéñòâà ïàõîòíîé çåìëè â çåìëè çàïàñà,
îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëåí ðåíòàáåëüíîñòè ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ çåìåëü â ðåãè-
îíå r âî âðåìÿ t è â SimU l, ò.å. ìåíåå ðåíòàáåëüíàÿ çåìëÿ áóäåò òðàíñôîðìè-
ðîâàíà â ïåðâóþ î÷åðåäü:
q
l r CropL NaturL
t lr
t
lr
t
l
, , _
( )
( )
�
�
��
�
�
1
1
, (13)
ãäå �
lr
t
jr
t
slr
t
slr
t
s
P y A� �� 1 îïðåäåëÿåò îáùóþ ñòîèìîñòü ïðîäóêöèè ñåëüñêîõîçÿé-
ñòâåííûõ êóëüòóð s �1 2, ,� â SimU l ðåãèîíà r â ïåðèîä t �1. Çíà÷åíèÿ A
jlr
t�1 è
Pjr
t ïîäñ÷èòûâàþòñÿ ñ ïîìîùüþ GLOBIOM, ò.å. ïðàåð ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò
ðåøåíèé ìîäåëè. Ââèäó êîíêóðåíöèè çà çåìëþ ïðåîáðàçîâàíèå îäíîãî òèïà
çåìëåïîëüçîâàíèÿ â äðóãîé çàâèñèò îò îòíîñèòåëüíîé ðåíòàáåëüíîñòè (ïîëåçíî-
ñòè) âèäîâ äåÿòåëüíîñòè (òèïîâ çåìëåïîëüçîâàíèÿ). Íàïðèìåð, ïðàåð, îïðåäåëÿ-
þùèé ïðåîáðàçîâàíèå ïàõîòíîé çåìëè â òåððèòîðèþ, îòâåäåííóþ ïîä áûñòðî-
ðàñòóùèå ëåñîïîñàäêè, çàâèñèò îò ïðèãîäíîñòè çåìëè äëÿ âûðàùèâàíèÿ áûñ-
òðîðàñòóùåãî ëåñà è îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî çàâèñèò îò ïðèáûëè
ïðîèçâîäñòâà ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîé ïðîäóêöèè:
q
y A
l r CropL Plt
t lr
t
Plt l r
t
Plt l r
t
lr
t
, , _
, , , ,
( ) ( )
�
� �
�
1 1 � �
� � ��
1
1 1 1(( ) ( ))
, , , ,
�
lr
t
Plt l r
t
Plt l r
t
lr
t
l
y A �
, (14)
ãäå y A
Plt l r
t
Plt l r
t
, , , ,
�1 îïðåäåëÿåò óðîâåíü ïðîèçâîäñòâà äðåâåñèíû â SimU l ðåãè-
îíà r â ìîìåíò âðåìåíè t . Ïîêàçàòåëü, îïðåäåëÿþùèé òàê íàçûâàåìóþ äîñòóï-
íîñòü ðûíêà (èëè èíòåíñèâíîñòü ñïðîñà) �
lr
t çàâèñèò îò íîðìèðîâàííîãî âðå-
ìåíè òðàíñïîðòèðîâêè (èëè ñòîèìîñòè) ñëåäóþùèì îáðàçîì:
�
lr
t lr
t
r
t
r
t
r
t
T T
T T
�
�
�
min
max min
,
ãäå T
lr
t — âðåìÿ òðàñïîðòèðîâêè èç ïóíêòà l (ðåãèîí r, âðåìÿ t) äî áëèæàéøåãî
ðûíêà ñáûòà. Èç (14) ñëåäóåò, ÷òî èñïîëüçîâàíèå çåìëè SRF âûãîäío òàì, ãäå
îòíîñèòåëüíàÿ ðåíòàáåëüíîñòü ïðîèçâîäñòâà ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëüòóð
íèæå, à ïðîèçâîäèòåëüíîñòü (ïðèãîäíîñòü) çåìëè äëÿ âûðàùèâàíèÿ ëåñà âûøå.
Ïðåîáðàçîâàíèå òèïà çåìëåïîëüçîâàíèÿ èç ïàñòáèù èëè ñåíîêîñíûõ óãîäèé
â SRF èìååò ìåñòî òàì, ãäå âûøå ðåíòàáåëüíîñòü îò ïðîèçâîäñòâà ëåñà è íèæå
îò èñïîëüçîâàíèÿ ïàñòáèù:
q
y A y
l r GrassL Plt
t lr
t
Plt l r
t
Plt l r
t
Gra
, , _
, , , ,
( ) (
�
� �
�
1 1
ss l r
t
Grass l r
t
lr
t
Plt l r
t
Plt l r
t
A
y A
, , , ,
, , , ,
)
(( )
� �
�
1 1
1
�
� � �� 1 1 1( ) )
, , , ,
y A
Grass l r
t
Grass l r
t
l
, (15)
ãäå y A
Grass l r
t
Grass l r
t
, , , ,
�1 îïðåäåëÿåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïàñòáèù. Ðåçåðâíàÿ çåìëÿ
(çåìëÿ çàïàñà èëè íå âîçäåëàííàÿ ðàíåå) ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà, íàïðèìåð,
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2 23
ïîä ïðîèçâîäñòâî ëåñà â çàâèñèìîñòè îò ïðèãîäíîñòè ýòîé çåìëè äëÿ ñîîòâåò-
ñòâóþùåãî âèäà äåÿòåëüíîñòè, ò.å.
q
y A
l r OthL Plt
t lr
t
Plt l r
t
Plt l r
t
lr
t, , _
, , , ,
( )
(( )
�
� �
�
�
1 1
� �� 1 1y A
Plt l r
t
Plt l r
t
l
, , , ,
)
. (16)
Ïàñòáèùà ìîãóò áûòü çàíÿòû ïîä ïðîèçâîäñòâî ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ êóëü-
òóð, åñëè ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà íà ýòèõ òåððèòîðèÿõ äîñòà-
òî÷íî âûñîêà è ýòè çåìëè ðàñïîëîæåíû íåïîäàëåêó îò ðûíêîâ ñáûòà:
q
y A
l r GrassL CropL
t lr
t
l r
t
l r Grass
t
l r G
, , _
, , , , ,
( ) (
�
�
�
1 �
rass
t
lr
t
l r
t
l r Grass
t
l r Grass
ty A
� �
� �
1 1
1 1
)
(( ) ( )
, , , , ,
� � �� 1 )
l
, (17)
ãäå y
l r Grass
t
, ,
îïðåäåëÿåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïàñòáèù, A
l r Grass
t
, ,
�1 — îáùàÿ ïëî-
ùàäü ïàñòáèù â SimU l ðåãèîíà r â ìîìåíò t �1. Ðåçåðâíóþ çåìëþ (íå âîçäå-
ëàííóþ ðàíåå) ìîæíî ïðåîáðàçîâàòü â ïàõîòíûå çåìëè â ñîîòâåòñòâèè ñ îöåí-
êîé ðåíòàáåëüíîñòè ýòîé çåìëè:
q
l r OthL CropL
t lr
t
l r
t
lr
t
l r
t
l
, , _
,
,
( )
(( ) )
�
�
��
�
�
1
1
�
�
. (18)
Ïàñòáèùà è ñåíîêîñíûå óãîäèÿ ìîãóò ðàñøèðÿòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò äîõî-
äîâ è öåëåñîîáðàçíîñòè ýòèõ âèäîâ äåÿòåëüíîñòè:
q
y A
y
l r GrassL OthL
t l r Grass
t
l r Grass
t
l r Gra
, , _
, , , ,
, ,
�
�1
ss
t
l r Grass
t
l
A
, ,
�� 1
. (19)
Ïðåîáðàçîâàíèå ëåñíûõ òåððèòîðèé â ïàõîòíûå çåìëè â áîëüøîé ñòåïåíè
îïðåäåëÿåòñÿ ñòîèìîñòüþ ïðîäóêöèè, ïðîèçâåäåííîé ëåñíûìè ñåëüñêèìè õîçÿé-
ñòâàìè íà ìåñòàõ:
q
y A P
l r ForestL CropL
t l r Forest
t
l r Forest
t
l
, , _
, , , , ,
(
�
�1
r Forest
t
l r
t
l r Forest
t
l r Forest
t
l r
y A P
, ,
, , , , , ,
)
((
�
�
1
1
�
Forest
t
l r
t
l
) )
,
�� 1 �
, (20)
ãäå y A
l r Forest
t
l r Forest
t
, , , ,
�1 îïðåäåëÿåò ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ëåñíûõ õîçÿéñòâ,
P
l r Forest
t
, ,
— öåíà ïðîèçâåäåííîé ëåñíîé ïðîäóêöèè. È íàêîíåö, òåððèòîðèè
ëåñíûõ õîçÿéñòâ ìîãóò áûòü çàíÿòû ïîä ïàñòáèùà â ñëó÷àå, åñëè ðåíòàáåëü-
íîñòü îò ïàñòáèù è ñîîòâåòñòâåííî ðàçâåäåíèå ñêîòà áóäåò âûøå, ÷åì ðåíòà-
áåëüíîñòü ëåñíûõ õîçÿéñòâ:
q
y A P
l r ForestL GrassL
t l r Forest
t
l r Forest
t
l
, , _
, , , ,(
�
�1
, , , , , ,
, ,
)
((
r Forest
t
l r Grass
t
l r Grass
t
l r Forest
y A
y
� �1 1
t
l r Forest
t
l r Forest
t
l r Grass
t
l r GrasA P y A, , , , , , , ,)� �1 1
s
t
l
�� 1 )
. (21)
2. Èññëåäîâàíèå óñòîé÷èâîãî ðàçâèòèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ è óïðàâëåíèÿ
âîäíûìè ðåñóðñàìè â áàñcåéíå ðåêè Õýéõý (Êèòàé). Îáúåäèíåíèå ìîäåëè
GLOBIOM è ìîäåëè ðàçóêðóïíåíèÿ ïîçâîëÿåò ïðîàíàëèèðîâàòü âñåâîçìîæíûå
ãëîáàëüíî-ëîêàëüíûå âçàèìîäåéñòâèÿ è òåíäåíöèè, âêëþ÷àÿ òå, êîòîðûå îïðåäå-
ëÿþòñÿ ñîöèàëüíî-ýêîíîìè÷åñêèìè, òåõíîëîãè÷åñêèìè è äåìîãðàôè÷åñêèìè ñöå-
24 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2
íàðèÿìè è òåíäåíöèÿìè ðàçâèòèÿ, ïðîñóììèðîâàííûìè â ñöåíàðèÿõ SSPs [3, 12].
Ìåòîä ðàçóêðóïíåíèÿ, ïðåäëîæåííûé â íàñòîÿùåé ñòàòüå, ïðèìåíÿëñÿ â ðÿäå ðå-
ãèîíàëüíûõ èññëåäîâàíèé. Ðàçóêðóïíåííûå îöåíêè ïîêàçàëè õîðîøåå ñîîòâåò-
ñòâèå ñ íàáëþäàåìûìè äàííûìè è ïðîöåññàìè íà ìåñòàõ. Íàïðèìåð, â áàññåéíå
ðåêè Õýéõý [13, 4] ïðîåêöèè èçìåíåíèé çåìëåïîëüçîâàíèÿ áûëè ïîäñ÷èòàíû
ñ ïîìîùüþ GLOBIOM äëÿ ðàçëè÷íûõ ñöåíàðèåâ SSP è ðàçóêðóïíåíû äî 1 êì ãðè-
äà, ïîêðûâàþùåãî èçó÷àåìûé ðàéîí. Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëèñü â öåëÿõ èçó÷åíèÿ
âîçìîæíûõ ëîêàëüíûõ ïîñëåäñòâèé áûñòðîé èíòåíñèôèêàöèè ñåëüñêîãî õîçÿé-
ñòâà, âûçâàííîãî íàöèîíàëüíûìè è ãëîáàëüíûìè ñîöèàëüíî-ýêîíîìè÷åñêèìè,
äåìîãðàôè÷åñêèìè, êëèìàòè÷åñêèìè ñöåíàðèÿìè SSP, ñòèìóëèðóþùèìè, â ÷àñò-
íîñòè, óñêîðåííûé ñïîñîá îáðàáîòêè ïî÷âû è âíåñåíèå áîëüøîãî êîëè÷åñòâà
óäîáðåíèé. Ðàçóêðóïíåííûå äî 1 êì îöåíêè òèïîâ çåìëåïîëüçîâàíèÿ èñïîëüçîâà-
ëèñü â ìîäåëè SWAT [14] äëÿ èçó÷åíèÿ âîçìîæíûõ íåãàòèâíûõ òåíäåíöèé çåì-
ëåïîëüçîâàíèÿ, òàêèõ êàê ÷ðåçìåðíîå èñïîëüçîâàíèå âîäíûõ ðåñóðñîâ, çàãðÿçíå-
íèå âîäû ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûìè îòõîäàìè è ò.ä. Ðàçóêðóïíåííûå îöåíêè áûëè
ïîëó÷åíû äëÿ ïàõîòíîé çåìëè, çåìëè äëÿ âûðàùèâàíèÿ SRF, ðåçåðâíîé çåìëè,
à òàêæå çåìëè, îòâåäåííîé ïîä ïàñòáèùà èëè ëåñíûå õîçÿéñòâà. Íà îñíîâàíèè
ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ áûë ïîäñ÷èòàí êîýôôèöèåíò òàê íàçûâàåìîé êàïïà-ñòà-
òèñòèêè, êîòîðûé ïîäòâåðäèë ñîîòâåòñòâèå ðàçóêðóïíåííûõ îöåíîê ðåàëüíûì
èçìåíåíèÿì çåìëåïîëüçîâàíèÿ â áàññåéíå ðåêè. Êîýôôèöèåíò êàïïà-ñòàòèñòèêè
îáû÷íî èñïîëüçóåòñÿ äëÿ îöåíêè òî÷íîñòè ïàðàìåòðîâ â ãåîäåçèè, êàðòîãðàôèè,
èññëåäîâàíèÿõ íà îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ äèñòàíöèîííîãî çîíäèðîâàíèÿ [15] äëÿ
ïðîâåðêè ðåçóëüòàòîâ ãåîãðàôè÷åñêè äåòàëèçîâàííûõ ìîäåëåé. Âåëè÷èíó êîýô-
ôèöèåíòà ìîæíî ñ÷èòàòü ïîêàçàòåëåì òî÷íîñòè (êîððåêòíîñòè) îöåíêè, ïîëó÷åí-
íîé ñ ïîìîùüþ ìîäåëè. Â ðàáîòå [4] êîýôôèöèåíò êàïïà-ñòàòèñòèêè èñïîëüçî-
âàëñÿ äëÿ ñðàâíåíèÿ ðåçóëüòàòîâ ìîäåëè ðàçóêðóïíåíèÿ (ñì. (8)–(12) ïðè ïðàåðàõ
(13)–(21)) è äàííûõ èç êàðò çåìëåïîëüçîâàíèÿ, ïðåäîñòàâëåííûõ èññëåäîâàòåëü-
ñêîé ãðóïïîé Heihe Data Research Group. Òàê, îöåíêè êàïïû 0.62 è 0.55 ñîîòâåò-
ñòâåííî äëÿ ïàõîòíîé çåìëè è íåèñïîëüçóåìîé çåìëè ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì,
÷òî àëãîðèòì ðàçóêðóïíåíèÿ ïîëó÷àåò ðåàëüíûå îöåíêè ëîêàëüíîãî òðåíäà ðàç-
âèòèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ. Íàèáîëåå íèçêèé ïîêàçàòåëü îöåíêè êàïïû ïîëó÷åí
äëÿ ïàñòáèùíûõ çåìåëü êàê ñëåäñòâèå ïëîõèõ (íåïîëíûõ è îøèáî÷íûõ) äàí-
íûõ, ïðèñóòñòâóþùèõ â êàðòå çåìëåïîëüçîâàíèÿ GLC-2000, èñïîëüçóåìîé
â GLOBIOM.
3. Ïðèìåíåíèå ìåòîäà ðîáàñòíîãî ðàçóêðóïíåíèÿ äëÿ èññëåäîâàíèÿ ãåî-
ãðàôè÷åñêè äåòàëèçîâàííûõ òåíäåíöèé ðàçâèòèÿ ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà
â Óêðàèíå. Èññëåäîâàíèÿ â Êèòàå ïîêàçàëè, ÷òî êà÷åñòâî ðàçóêðóïíåííûõ îöå-
íîê â áîëüøîé ñòåïåíè çàâèñèò îò ïîêàçàòåëåé, âêëþ÷åííûõ â ïðàåð. Òàê, íàïðè-
ìåð, ïëîõîå êà÷åñòâî êàðò çåìëåïîëüçîâàíèÿ ìîæåò ïðèâåñòè ê íåïðàâèëüíûì
îöåíêàì. È õîòÿ èíôîðìàöèÿ î íåêîòîðûõ ïîêàçàòåëÿõ ìîæåò áûòü ñî âðåìåíåì
äîïîëíåíà, ìíîãèå ïîêàçàòåëè, íàïðèìåð óðîâåíü îñàäêîâ èëè òåìïåðàòóðíûå
ðåæèìû, îïðåäåëÿþùèå óðîæàéíîñòü íà ìåñòàõ, âñåãäà áóäóò ïî ñâîåé ïðèðîäå
õàðàêòåðèçîâàòüñÿ íåîïðåäåëåííîñòüþ.  îáùåì ñëó÷àå ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî ïðàåð
çàâèñèò îò ñëó÷àéíûõ ôàêòîðîâ, êîòîðûå íå ìîãóò áûòü èçâåñòíû íàâåðíÿêà. Ïî-
ýòîìó ïðåäïîëàãàåì, ÷òî ñóùåñòâóåò íå îäèí ïðàåð, à ìíîæåñòâî. Âîçüìåì, íà-
ïðèìåð, òðè èìåþùèåñÿ êàðòû çåìëåïîëüçîâàíèÿ: GLC-2000, MODIS-2000
è GLOBCOVER-2000, êîòîðûå ÷àñòî èñïîëüçóþòñÿ â ìîäåëÿõ çåìëåïîëüçîâàíèÿ.
Ýòè êàðòû èìåþò ñóùåñòâåííûå ðàñõîæäåíèÿ â äàííûõ î êîëè÷åñòâå ïàõîòíîé
çåìëè è òåððèòîðèé, îòâåäåííûõ ïîä ïàñòáèùà. Çàäà÷à ñîñòîèò â òîì, ÷òîáû ðàç-
óêðóïíèòü àãðåãèðîâàííûå äàííûå è ïðîåêöèè òàê, ÷òîáû ðåçóëüòàò áûë ìàêñè-
ìàëüíî ñîãëàñîâàí ñî âñåìè âîçìîæíûìè ïðàåðàìè. Ìåòîäîëîãèÿ ðîáàñòíîãî
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2 25
ðàçóêðóïíåíèÿ ïðèâåäåíà â [2]. Ðåçóëüòàòû ðîáàñòíîãî ðàçóêðóïíåíèÿ èëëþñò-
ðèðóþòñÿ íà ïðèìåðå èññëåäîâàíèé óñòîé÷èâîãî ðàçìåùåíèÿ ñåëüñêîõîçÿéñòâåí-
íîãî ïðîèçâîäñòâà â Óêðàèíå. Ðàçóêðóïíåíèå äàííûõ è ïðîåêöèé ïðîâîäèëîñü
â öåëÿõ äàëüíåéøåãî èñïîëüçîâàíèÿ â íàöèîíàëüíûõ ìîäåëÿõ (ñì. [16–19]). Ðåãè-
îíàëüíûå ïðîåêöèè çåìëåïîëüçîâàíèÿ, ïîäñ÷èòàííûå GLOBIOM, ñîãëàñóþòñÿ
ñ äàííûìè ïî Óêðàèíå. Èìåþùèåñÿ ðàñõîæäåíèÿ ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî ìíî-
ãî÷èñëåííûå ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûå ðåôîðìû â ïåðèîä ñ 1999 ïî 2010 ãîäû âíåñ-
ëè ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ â ôîðìû è êà÷åñòâî çåìåëüíîãî õîçÿéñòâîâàíèÿ, ñó-
ùåñòâîâàâøåãî äî 1999 ã. [16–18], êîòîðûå ìåòîäîì GLOBIOM íåëüçÿ ó÷åñòü
â ïîëíîé ìåðå. Äëÿ Óêðàèíû ïðîåêöèè çåìëåïîëüçîâàíèÿ íà íàöèîíàëüíîì óðîâ-
íå áûëè ðàçóêðóïíåíû äî óðîâíÿ SimUs, à çàòåì âíîâü àãðåãèðîâàíû äî óðîâíÿ
ðàéîíîâ è îáëàñòåé Óêðàèíû. Ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ ñðàâíèâàëèñü ñ èìåþùèìè-
ñÿ ñòàòèñòè÷åñêèìè äàííûìè íà óðîâíå ðàéîíîâ è îáëàñòåé ïî òèïàì çåìëåïîëü-
çîâàíèÿ. Äëÿ ðàçóêðóïíåíèÿ èñïîëüçîâàëèñü òðè àëüòåðíàòèâíûå êàðòû çåìëå-
ïîëüçîâàíèÿ: GLC-2000, MODIS-2000 è GLOBCOVER-2000, è íà îñíîâàíèè êàæ-
äîé èç íèõ ïîäñ÷èòûâàëèñü ïðàåðû ïî ôîðìóëàì, àíàëîãè÷íûì (13)–(21). Íà
ðèñ. 1 ïîêàçàíû ãðàôèêè êîððåëÿöèîííûõ çàâèñèìîñòåé ìåæäó ñòàòèñòè÷åñêèìè
è ðàçóêðóïíåííûìè (à çàòåì àãðåãèðîâàííûìè) äàííûìè íà óðîâíå ðàéîíîâ. Ðàç-
óêðóïíåíèå ïðîâîäèëîñü ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîöåäóðû (9)–(11) è ïðàåðîâ òèïà
(13)–(21). Íàèáîëüøèé êîýôôèöèåíò êîððåëÿöèè ñîîòâåòñòâóåò ðîáàñòíîé ïðî-
öåäóðå, êîãäà ðàçóêðóïíåíèå ïðîâîäèëîñü ñ ó÷åòîì âñåõ òðåõ êàðò è ñîîòâåòñòâó-
þùèõ ïðàåðîâ. Òàê, ïðîöåäóðà ðîáàñòíîãî ðàçóêðóïíåíèÿ ïîëó÷àåò íàèáîëåå ñî-
ãëàñîâàííûå ñî ñòàòèñòèêîé ðåçóëüòàòû, õàðàêòåðèçóþùèåñÿ íàèáîëüøèì êîýô-
ôèöèåíòîì êîððåëÿöèè.
26 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2
Ðèñ. 1. Êîððåëÿöèîííûå çàâèñèìîñòè ìåæäó ñòàòèñòè÷åñêèìè è ðàçóêðóïíåííûìè (à çàòåì
àãðåãèðîâàííûìè) äàííûìè: à — ñ èñïîëüçîâàíèåì ðîáàñòíîãî ðàçóêðóïíåíèÿ ñ ó÷åòîì âñåõ
ïðàåðîâ îäíîâðåìåííî, á — ðàçóêðóïíåíèå ñ ïðàåðîì, îñíîâàííûì íà GLC-2000, â — ñ ïðàåðîì,
îñíîâàííûì íà MODIS-2000, ã — ñ ïðàåðîì, îñíîâàííûì íà GLOBCOVER-2000
y � 2.0086x � 235.51
R
2
� 0.7017
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0
2000
y � 1.7963x � 424.13
R
2
� 0.5075
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0
à á
ãâ
y � 3.2401x � 1036
R
2
� 0.4716
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 100 200 300 400 500 600 700 800
y � 3.2444x � 1243.3
R
2
� 0.4253
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 100 200 300 400 500 600 700 800
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
 ñòàòüå ïðåäëîæåí ìåòîä ñëèÿíèÿ äâóõ ìîäåëåé: GLOBIOM è äèíàìè÷åñêîé
ìîäåëè. Ìîäåëü GLOBIOM ïîçâîëÿåò ïðîâîäèòü àíàëèç àãðåãèðîâàííûõ èçìå-
íåíèé â ñèñòåìàõ çåìëåïîëüçîâàíèÿ, à òàêæå ó÷èòûâàòü ôàêòîðû, ñïîñîáñòâó-
þùèå ýòèì èçìåíåíèÿì, òàêèå êàê ñîöèàëüíî-ýêîíîìè÷åñêèå, òåõíîëîãè÷åñêèå,
ýêîëîãè÷åñêèå, äåìîãðàôè÷åñêèå òåíäåíöèè, çàëîæåííûå â SSPs. Äèíàìè÷åñ-
êàÿ ìîäåëü ðàçóêðóïíåíèÿ îñíîâàíà íà ïðèíöèïå êðîññ-ýíòðîïèè. Ñ åå ïî-
ìîùüþ âîçìîæíî ïðîâîäèòü äåçàãðåãàöèþ ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ èç
GLOBIOM, äî óðîâíÿ ïðèåìëåìîãî ðàçðåøåíèÿ, â ÷àñòíîñòè åäèíèö ïðî-
ñòðàíñòâà èëè ÿ÷ååê, â öåëÿõ äàëüíåéøèõ îáîñíîâàíèé ãëîáàëüíî-ëîêàëüíûõ
çàâèñèìîñòåé è ëîêàëüíûõ èçìåíåíèé, ñïðîâîöèðîâàííûõ ãëîáàëüíûìè ïðî-
öåññàìè. Àïðèîðíûå ïîêàçàòåëè â ïðåäëîæåííîé äèíàìè÷åñêîé ìîäåëè äåçàã-
ðåãàöèè çàâèñÿò îò ïàðàìåòðîâ è ðåøåíèé ìîäåëè GLOBIOM, ÷òî îáåñïå÷èâà-
åò ñîãëàñîâàííîñòü äâóõ ìîäåëåé êàê îòíîñèòåëüíî èñïîëüçóåìûõ äàííûõ, òàê
è ïîëèòè÷åñêèõ ìåð, âëèÿþùèõ íà ñèñòåìû çåìëåïîëüçîâàíèÿ, â ÷àñòíîñòè êà-
ñàþùèõñÿ ïðîäîâîëüñòâåííîé è ýíåðãåòè÷åñêîé áåçîïàñíîñòè.
Íà êîíêðåòíûõ ïðèìåðàõ ñëèÿíèÿ ïðåäëàãàåìûõ ìîäåëåé ïîêàçàíà âàæíîñòü
òàêîé èíòåãðàöèè ìîäåëåé äëÿ àíàëèçà ãëîáàëüíî-ëîêàëüíûõ çàâèñèìîñòåé, ìîäå-
ëèðîâàíèÿ è ãàðìîíèçàöèè äàííûõ. Ýòîò ïîäõîä áûë ïðèìåíåí äëÿ ðåãèîíà â áàñ-
ñåéíå ðåêè Õýéõý (Êèòàé) äëÿ àíàëèçà óñòîé÷èâîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïëîùàäåé ïîä
ïàõîòíûìè çåìëÿìè, ïàñòáèùàìè è íåèñïîëüçîâàííûìè çåìëÿìè, âûçâàííîãî óâå-
ëè÷åíèåì ñïðîñà â ñòðàíå, ãëàâíûì îáðàçîì çà ïðåäåëàìè èññëåäóåìîãî ðåãèîíà.
Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî èçìåíåíèÿ çåìëåïîëüçîâàíèÿ ïðèâåäóò ê óâåëè÷åíèþ ýêñ-
òåíñèâíîãî ïîòðåáëåíèÿ âîäíûõ ðåñóðñîâ äëÿ èððèãàöèè â ñåëüñêîì õîçÿéñòâå â
èññëåäóåìîì ðåãèîíå. Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé áûëè ïðîâåðåíû ñ ïîìîùüþ êàï-
ïà-êîýôôèöèåíòîâ, ïîäòâåðæäàþùèõ èõ ñîîòâåòñòâèå ëîêàëüíûì äàííûì è òåí-
äåíöèÿì ïðè ðàçðåøåíèÿõ â îäíîêèëîìåòðîâûõ ÿ÷åéêàõ [4]. Ïðîåêöèè îäíîêèëî-
ìåòðîâûõ ÿ÷ååê, ïîëó÷åííûõ ñ ïîìîùüþ GLOBIOM, áûëè èñïîëüçîâàíû â ìîäåëè
SWAT äëÿ àíàëèçà ñöåíàðèåâ óñòîé÷èâîãî èñïîëüçîâàíèÿ âîäíûõ ðåñóðñîâ â ðåãè-
îíå. Ïðèìåð ïîäòâåðæäàåò, ÷òî ïîäõîä îáåñïå÷èâàåò óäîâëåòâîðÿþùèå ðåçóëüòà-
òû äëÿ ñîçäàíèÿ áàç äàííûõ çåìëåïîëüçîâàíèÿ ñ âûñîêèì ïðîñòðàíñòâåííûì ðàç-
ðåøåíèåì. Ïðåäëîæåííûé ïîäõîä ïîçâîëÿåò èäåíòèôèöèðîâàòü îòñóòñòâóþùèå
èëè íåïðàâèëüíûå äàííûå â ãëîáàëüíûõ è ëîêàëüíûõ áàçàõ äàííûõ.
Èññëåäîâàíèÿ â Êèòàå ïîêàçàëè, ÷òî êà÷åñòâî ðàçóêðóïíåííûõ îöåíîê
â áîëüøîé ñòåïåíè çàâèñèò îò ïîêàçàòåëåé, âêëþ÷åííûõ â ïðàåð. ×àñòî ïðàåð çà-
âèñèò îò ñëó÷àéíûõ âåëè÷èí, òàêèõ, íàïðèìåð, êàê óðîæàéíîñòü, òèïû çåìëå-
ïîëüçîâàíèÿ è ò.ä. Òàê, âìåñòî îäíîãî ïðàåðà, êàê ýòî òðàäèöèîííî ïðèíÿòî
â êðîññ-ýíòðîïèè, ìîæåò ñóùåñòâîâàòü ìíîæåñòâî ïðàåðîâ. Çàäà÷à ðàçóêðóïíå-
íèÿ â ýòîì ñëó÷àå ñîñòîèò â òîì, êàê íàéòè ðîáàñòíûå ëîêàëüíûå îöåíêè, êîòî-
ðûå ó÷èòûâàþò âñå ïðàåðû.  [2] ïðåäëîæåí ìåòîä ðîáàñòíîãî ðàçóêðóïíåíèÿ
ñ ó÷åòîì ìíîæåñòâà âîçìîæíûõ àïðèîðíûõ ïàðàìåòðîâ. Èñïîëüçîâàíèå äàííîãî
ïîäõîäà ïðîèëëþñòðèðîâàíî íà ïðèìåðå ðàçóêðóïíåíèÿ äàííûõ ïî ñåëüñêîõî-
çÿéñòâåííûì çåìëÿì â Óêðàèíå. Ðåçóëüòàòû ïîäòâåðæäàþò, ÷òî ðîáàñòíûé ìåòîä
äàåò áîëåå äîñòîâåðíûå îöåíêè, êîãäà íà÷àëüíîå ðàñïðåäåëåíèå çàäàíî íå åäèí-
ñòâåííûì îáðàçîì èëè õàðàêòåðèçóåòñÿ ïî ñâîåé ïðèðîäå ñëó÷àéíîñòÿìè.
Äëÿ Óêðàèíû îñíîâíûå íåîïðåäåëåííîñòè âîçíèêàþò ââèäó íåòî÷íîñòè ãëîáàëü-
íûõ êàðò çåìëåïîëüçîâàíèÿ è äàííûõ ïî ïðîèçâîäèòåëüíîñòè ñåëüñêîõîçÿéñòâåí-
íûõ êóëüòóð. Ïîäõîä ðîáàñòíîãî ðàçóêðóïíåíèÿ èñïîëüçîâàëñÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ
êîìáèíèðîâàííûõ áàç äàííûõ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ çåìåëü ñ ãåîãðàôè÷åñêîé
ïðèâÿçêîé ê ïðîñòðàíñòâåííûì åäèíèöàì SimUs ñ ïðèìåíåíèåì âñåõ èìåþùèõ-
ñÿ êàðò è áàç äàííûõ ïî Óêðàèíå.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2 27
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Havl�k P., Schneider U., Schmid E., B��uttcher H., Fritz S., Skalsky R., Aoki K., De Cara S.,
Kindermann G., Kraxner F., Leduc S., McCallum I., Mosnier A., Sauer T., Obersteiner M.
Global land-use implications of first and second generation biofuel targets. Energy Policy. 2011.
Vol. 39. P. 5690–5702.
2. Åðìîëüåâ Þ.Ì., Åðìîëüåâà Ò.Þ., Õàâëèê Ï., Ìîíüå À., Ëåêëåð Ä., Ôðèòö Ñ., Îáåðøòàéíýð Ì.,
Êèðèçþê Ñ.Â., Áîðîäèíà Å.Í. Ìåòîäû ðîáàñòíîãî ðàçóêðåïëåíèÿ äàííûõ è ïðîåêöèé ïðè íå-
îïðåäëåííîñòÿõ: èññëåäîâàíèÿ èçìåíåíèé çåìåëüíîãî ïîêðîâà è çåìëåïîëüçîâàíèÿ. Êèáåðíå-
òèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç. 2017. Ò. 53, ¹ 1. Ñ. 31–41.
3. Moss R., Edmonds J., Hibbard K., Manning M., Rose S., van Vuuren D., Carter T., Emori S.,
Kainuma M., Kram T., Meehl G., Mitchell J., Nakicenovic N., Riahi K., Smith S., Stouffer R.,
Thomson A., Weyant J., Wilbanks T. The next generation of scenarios for climate change research
and assessment. Nature. 2010. Vol. 463. P. 747–756.
4. Zhang X., Ermolieva T., Balkovic J., Mosnier A., Kraxner F., Liu J. Recursive cross-entropy model
for spatially explicit future land uses: a case study of the Heihe river basin. J. of Physics and
Chemistry of the Earth. 2015. Vol. 89. P. 56–64.
5. Izaurralde R.C., Williams J.R., McGill W.B., Rosenberg N.J., Jakas M.C.Q. Simulating soil C
dynamics with EPIC: model description and testing against long-term data. Ecological Modeling.
2006. Vol. 192. P. 362–384.
6. Fischer G., van Velthuizen H.T., Shah M.M., Nachtergaele F.O. Global agro-ecological assessment
for agriculture in the 21st century: Methodology and results. Research Report RR-02-02. 2002.
International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria.
7. Kullback J. Information theory and statistics. New York: John Wiley and Sons, 1959. 396 p.
8. Skalsk� R., Tarasovic�ov� Z., Balkovic� J., Schmid E., Fuchs M., Moltchanova E., Kindermann G.,
Scholtz P. Geo-bene global database for bio-physical modeling v.1.0. Concepts, methodologies and
data. Technical Report, IIASA, Laxenburg, 2008. URL: http://www.geo-bene.eu/?q=node/1734S
(accessed 13.03.09).
9. Monfreda C., Ramankutty N., Foley J. Farming the planet: Geographic distribution of crop areas,
yields, physiological types, and net primary production in the year 2000. Global Biogeochemical
Cycles. 2008. Vol. 22. DOI:10.1029/2007GB002947.
10. Kindermann G.E., McCallum I., Frit S., Obersteiner M. A global forest growing stock, biomass and
carbon map based on FAO statistics. Silva Fennica. 2008. Vol. 42. P. 387–396.
11. Leduc S., Schwab D., Dotzauer E., Schmid E., Obersteiner M. Optimal location of wood gasification
plants for methanol production with heat recovery. International Journal of Energy Research. 2008.
Vol. 32. P. 1080–1091.
12. Fricko O., Havlik P., Rogelj J., Klimont Z., Gusti, M., Johnson N., Kolp P., Strubegger M., Valin H.,
Amann M., Ermolieva T., Forsell N., Herrero M., Heyes C., Kindermann G., Krey V.,
McCollum D., Obersteiner M., Pachauri S., Rao S., Schmid E., Sch��opp W., Riahi K. The marker
quantification of the Shared Socioeconomic Pathway 2: A middle-of-the-road scenario for the 21st
century. Global Environmental Change. 2016. DOI: 10.1016/j.gloenvcha.2016.06.004.
13. Chen Y., Zhang D., Sun Y., Liu X., Wang N., Savenije H.H.G. Water demand management: a case
study of the Heihe River Basin in China. Phys. Chem. Earth. 2005. Pt. A/B/C 30. P. 408–419.
14. Neitsch S.L., Arnold J.G., Kiniry J.R., Williams J.R., King K.W. Soil water assessment tool
theoretical documentation. 2002. URL: http://www.brc.tamus.edu/swat/downloads/doc/swat2000
theory.pdf.
15. Foody G.M. Status of land cover accuracy assessment. Remote Sens. Environ. 2002. Vol. 80.
P. 185–201.
16. Zagorodny A.G., Ermoliev Y.M., Bogdanov V.L. Integrated management, security and robustness.
Published by Committee for systems analysis and Presidium of national academy of sciences,
Ukraine — National Member Organization of the International Institute for Applied Systems
Analysis (IIASA). Kyiv, 2014.
17. Golodnikov A.N., Ermoliev Y.M., Ermolieva T.Y., Knopov P.S., Pepelyaev V.A. Integrated
modeling of food security management in Ukraine. Models for structural optimization of agricultural
production under risk. Cybernetics and Systems Analysis. 2013. Vol. 49, N 2. P. 217–228.
28 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2
18. Borodina O., Borodina E., Ermolieva T., Ermoliev Y., Fischer G., Makowski M., and
van Velthuizen H.T. Sustainable agriculture, food security, and socio-economic risks in Ukraine.
Y. Ermoliev, M. Makovski, K. Marti (Eds.). Heidelberg: Springer-Verlag, 2012. P. 169–185 p.
19. Ermoliev Y., Ermolieva T., Havl�k P., Mosnier A., Leclere D., Obersteiner M., Kostyuchenko Y.,
Estimating local-global dependencies of land use systems by downscaling from GLOBIOM model.
Published by Committee for Systems Analysis and Presidium of National Academy of Sciences
(Ukraine), National Member Organization of the International Institute for Applied Systems Analysis
(IIASA), Kyiv. 2014. P. 228–240.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 19.07.2016
Ò.Þ. ªðìîëüºâà, Þ.Ì. ªðìîëüºâ, Ï. Õàâëèê, À. Ìîíüº, Ä. Ëåêëåð,
Ñ. Ôð³òö, Õ. Âàë³í, Ì. Îáåðøòàéíåð, Ñ.Â. Êèðèçþê, O.M. Áîðîä³íà
ÄÈÍÀ̲×ÍÅ ÇËÈÒÒß ÃËÎÁÀËÜÍί ² ËÎÊÀËÜÍί ÌÎÄÅËÅÉ ÄËß ÑÒÀËÎÃÎ
ÏËÀÍÓÂÀÍÍß ÇÅÌËÅÊÎÐÈÑÒÓÂÀÍÍß Ç ÓÐÀÕÓÂÀÍÍßÌ ÃËÎÁÀËÜÍÈÕ ÏÐÎÅÊÖ²É
GLOBIOM ² ËÎÊÀËÜÍÈÕ ÒÅÕͲÊÎ-ÅÊÎÍÎ̲×ÍÈÕ ÐÅÑÓÐÑÍÈÕ ÎÁÌÅÆÅÍÜ
Àíîòàö³ÿ. Ç ìåòîþ ïðîâåäåííÿ äîñë³äæåíü ³ îòðèìàííÿ ïðîãíîç³â íà íå-
îáõ³äí³é ïðîñòîðîâ³é îäèíèö³ çàïðîïîíîâàíî îá’ºäíàòè äâ³ ìîäåë³ — îá÷èñ-
ëåííÿ ãëîáàëüíèõ ³ ðåã³îíàëüíèõ ïðîåêö³é çä³éñíþþòü çà äîïîìîãîþ ãëî-
áàëüíî¿ äèíàì³÷íî¿ ìîäåë³ ÷àñòêîâî¿ ð³âíîâàãè GLOBIOM (Global Biosphere
Management Model), à çìåíøåííÿ ðîçì³ðíîñò³ îòðèìàíèõ ðåçóëüòàò³â äî íå-
îáõ³äíî¿ ïðîñòîðîâî¿ îäèíèö³ îòðèìóþòü çà äîïîìîãîþ äèíàì³÷íî¿ ðåêóðñèâ-
íî¿ ìîäåë³ ðîçóêðóïíåííÿ, ùî âèêîðèñòîâóº ïðèíöèï êðîñ-åíòðîﳿ. Çàïðîïî-
íîâàíèé ï³äõ³ä äîçâîëÿº âðàõóâàòè íàÿâí³ íà ð³çíèõ ïðîñòîðîâèõ îäèíèöÿõ ³
ç ð³çíèõ äæåðåë äàí³. Ó ïðàêòè÷íèõ äîñë³äæåííÿõ, ïðîâåäåíèõ ó Êèòà¿ òà
Óêðà¿í³, çàïðîïîíîâàíèé ï³äõ³ä äîçâîëèâ îòðèìàòè ëîêàëüí³ ïðîãíîçè ðîçâèò-
êó ³ çì³íè çåìëåêîðèñòóâàííÿ, ùî â³äïîâ³äàþòü ðåàëüíèì òåíäåíö³ÿì
³ î÷³êóâàííÿì. Ðîçóêðóïíåí³ äàí³ ³ ïðîåêö³¿ âèêîðèñòàíî â íàö³îíàëüíèõ ìî-
äåëÿõ ïëàíóâàííÿ ñòàëîãî çåìëåêîðèñòóâàííÿ òà ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêîãî
ðîçâèòêó.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ãëîáàëüíà ìîäåëü ïëàíóâàííÿ çåìëåêîðèñòóâàííÿ, ìîäåëü
ðîáàñòíîãî ðîçóêðóïíåííÿ, äèíàì³÷íå çëèòòÿ ìîäåëåé, íåâèçíà÷åíîñò³, ëî-
êàëüí³ ïðîåêö³¿ çåìëåêîðèñòóâàííÿ.
T.Y. Ermolieva, Y.M. Ermoliev, P. Havl�k, A. Mosnier, D. Leclere, S. Fritz,
H. Valin, M. Obersteiner, S.V. Kyryzyuk, O.M. Borodina
DYNAMIC LINKAGE OF GLOBAL AND LOCAL MODELS FOR SUSTAINABLE LAND USE
PLANNING ACCOUNTING FOR GLOBAL PROJECTIONS FROM GLOBIOM AND LOCAL
FEASIBILITY AND RESOURCE CONSTRAINTS
Abstract. In this paper, in order to conduct research at required spatial
resolution, we propose a model fusion involving interlinked calculations of
regional projections by a global dynamic model GLOBIOM (Global Biosphere
Management Model) and a robust dynamic downscaling model, based on
cross-enthropy principle, for deriving spatially resolved projections. The
proposed procedure allows incorporating data from satellite images, statistics,
expert opinions, as well as data from global land use models. In numerous case
studies in China and Ukraine, the approach allowed to estimate local land use
and land use change projections correspondingto real trends and expectations.
The disaggregated data and projections were used in national models for
planning sustainable land use and agricultural development.
Keywords: global land use model, robust downscaling, dynamic model fussion,
uncertainities, local land use projections.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2 29
Åðìîëüåâà Òàòüÿíà Þðüåâíà,
PhD, íàó÷íûé ñîòðóäíèê Ïðîãðàììû ïî óñëóãàì è óïðàâëåíèþ ýêîñèñòåìàìè Ìåæäóíàðîäíîãî
èíñòèòóòà ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà, Ëàêñåíáóðã, Àâñòðèÿ, e-mail: ermol@iiasa.ac.at.
Åðìîëüåâ Þðèé Mèõàéëîâè÷,
àêàäåìèê ÍÀÍ Óêðàèíû, ïðîôåññîð; âåäóùèé íàó÷íûé ñîòðóäíèê Ïðîãðàììû ïðîãðåññèâíûõ
ìåòîäîâ ñèñòåìíîãî àíàëèçà Ìåæäóíàðîäíîãî èíñòèòóòà ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà, Ëàêñåí-
áóðã, Àâñòðèÿ, e-mail: ermoliev@iiasa.ac.at.
Õàâëèê Ïåòð,
PhD, íàó÷íûé ñîòðóäíèê Ïðîãðàììû ïî óñëóãàì è óïðàâëåíèþ ýêîñèñòåìàìè Ìåæäóíàðîäíîãî
èíñòèòóòà ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà, Ëàêñåíáóðã, Àâñòðèÿ,
e-mail: havlik.petr@gmail.com.
Ìîíüå Àëèíà,
PhD, íàó÷íûé ñîòðóäíèê Ïðîãðàììû ïî óñëóãàì è óïðàâëåíèþ ýêîñèñòåìàìè Ìåæäóíàðîäíîãî
èíñòèòóòà ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà, Ëàêñåíáóðã, Àâñòðèÿ, e-mail: mosnier@iiasa.ac.at.
Ëåêëåð Äàâèä,
PhD, íàó÷íûé ñîòðóäíèê Ïðîãðàììû ïî óñëóãàì è óïðàâëåíèþ ýêîñèñòåìàìè Ìåæäóíàðîäíîãî
èíñòèòóòà ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà, Ëàêñåíáóðã, Àâñòðèÿ,
e-mail: leclere@iiasa.ac.at.
Ôðèòö Ñòýôàí,
PhD, âåäóùèé íàó÷íûé ñîòðóäíèê Ïðîãðàììû ïî óñëóãàì è óïðàâëåíèþ ýêîñèñòåìàìè
Ìåæäóíàðîäíîãî èíñòèòóòà ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà, Ëàêñåíáóðã, Àâñòðèÿ,
e-mail: fritz@iiasa.ac.at.
Âàëèí Õóãî,
PhD, âåäóùèé íàó÷íûé ñîòðóäíèê Ïðîãðàììû ïî óñëóãàì è óïðàâëåíèþ ýêîñèñòåìàìè,
Ìåæäóíàðîäíîãî èíñòèòóòà ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà, Ëàêñåíáóðã, Àâñòðèÿ,
e-mail: valin@iiasa.ac.at.
Îáåðøòàéíýð Ìèõàèë,
PhD, äèðåêòîð Ïðîãðàììû ïî óñëóãàì è óïðàâëåíèþ ýêîñèñòåìàìè Ìåæäóíàðîäíîãî èíñòèòóòà
ïðèêëàäíîãî ñèñòåìíîãî àíàëèçà, Ëàêñåíáóðã, Àâñòðèÿ, e-mail: oberstei@iiasa.ac.at.
Êèðèçþê Ñåðãåé Âèêòîðîâè÷,
êàíäèäàò ýêîí. íàóê, ñòàðøèé íàó÷íûé ñîòðóäíèê Èíñòèòóòà ýêîíîìèêè è ïðîãíîçèðîâàíèÿ ÍÀÍ
Óêðàèíû, Êèåâ, e-mail: kyryzyuk.ief@gmail.com.
Áîðîäèíà Åëåíà Íèêîëàåâíà,
äîêòîð ýêîí. íàóê, ÷ë.-êîð. ÍÀÍ Óêðàèíû, ïðîôåññîð, çàâåäóþùàÿ îòäåëîì Èíñòèòóòà ýêîíîìèêè
è ïðîãíîçèðîâàíèÿ ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ, e-mail: olena.borodina@gmail.com.
30 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2017, òîì 53, ¹ 2
|