CC BY
21
УДК 631.158:658.310.13
К ОЦЕНКЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
АЛТУХОВ А.И.,
академик РАН, заведующий отделом ФГБНУ «Федеральный научный центр аграрной экономики и социального развития сельских территорий - Всероссийский научно-исследовательский институт экономики сельского хозяйства», е-mail: [email protected].
СОЛНЦЕВА О.В.,
кандидат экономических наук, старший научный сотрудник ФГБНУ «Федеральный научный центр аграрной экономики и социального развития сельских территорий - Всероссийский научно-исследовательский институт экономики сельского хозяйства», е-mail: [email protected].
Реферат. В статье предложены методические подходы к оценке пространственного развития сельскохозяйственного производства вообще и растениеводства в частности. Отмечается, что существуют различные методики типологизации территорий. Однако для обоснования рационального пространственного развития территорий целесообразно использовать систему показателей, включающую биоклиматический потенциал, а также три группы показателей, характеризующих, в частности, объемы и эффективность производства сельскохозяйственной продукции, потребности населения в отдельных видах пищевых продуктов, уровень жизни и доступность продовольствия. Кроме того, необходимо использовать энтропийный подход, опирающийся на вероятностные оценки пространственного развития сельского хозяйства и его отдельных подотраслей. Особенно он продуктивен при разработке их концепции размещения и специализации.
Ключевые слова: размещение и специализация, пространственное развитие, территориальная организация, сельскохозяйственное производство, подотрасль, растениеводство, специализированная зона, стратегия, типологизация, комплексная оценка, методический подход, регион, факторы, энтропия.
TO THE ASSESSMENT OF SPATIAL DEVELOPMENT OF AGRICULTURAL PRODUCTION
ALTUHOV A.I.,
Academician of the Russian Academy of Sciences, Head of the Department of the Federal State Scientific Institution "Federal Scientific Center of Agrarian Economics and Social Development of Rural Territories - All-Russian Research Institute of Agricultural Economics", e-mail: [email protected].
SOLNTSEVA O.V.,
Ph.D., Senior Researcher of the Russian Academy of Sciences, Head of the Department of the Federal State Scientific Institution "Federal Scientific Center of Agrarian Economics and Social Development of Rural Territories - All-Russian Research Institute of Agricultural Economics"; е-mail: [email protected].
Essay. The article suggests methodological approaches to assessing the spatial development of agricultural production in general and crop production in particular. It is noted that there are various methods of typologizing territories. However, to justify the rational spatial development of territories, it is advisable to use a system of indicators, including bioclimatic potential, as well as three groups of indicators characterizing, in particular, the volume and efficiency of agricultural production, the population's needs for certain types of food, living standards and food availability. In addition, it is necessary to use an entropy approach based on probabilistic estimates of the spatial development of agriculture and its individual sub-sectors. It is especially productive when developing their concept of placement and specialization.
Keywords: placement and specialization, spatial development, territorial organization, agricultural production, sub-industry, crop production, specialized zone, strategy, typologization, integrated assessment, methodological approach, region, factors, entropy.
Введение. Для российской экономики характерны неравномерность развития территорий, уплотнение городов-центров и опустошение периферийных зон в общем балансе пространственного развития. Попытки выхода из сложившейся ситуации были сделаны в ряде нормативных правовых актов, включая и Стратегию пространственного развития Российской Федерации на период до 2025 г. (далее - Стратегия), в которой пространственное развитие страны строится на принципах модели поляризованного развития с акцентом на регионы-лидеры и приоритетное развитие агломераций. Модель характеризуется усилением связей между крупными городами и транспортными узлами, которые структурируют территорию. Основными факторами пространственного развития территорий выступают агломерационный эффект и преимущества процессов глобализации. Имеются и сторонники модели дифференцированного пространственного роста [9], предполагающей всестороннее развитие каждого региона и максимизацию использования его потенциала.
Основной смысл модели государственного регулирования пространства состоит в том, что каждый регион уникален не только с экономической точки зрения, но и его человеческого потенциала, традиций и культуры. Городские и сельские территории формируют мозаику пространственного развития, особая идентичность которого должна поддерживаться региональными и местными органами власти. Распределение демографического, экономического роста и инвестиций концентрируется в регионах, обладающих особой идентичностью. При этом задачами региональной политики являются: укрепление социально-экономического баланса регионов, реализация их недоиспользуемого потенциала, активизация внутренних факторов развития, поддержка муниципальных инициатив, развитие внутрирегиональной транспортной инфраструктуры, максимальное использование потенциала межрегионального взаимодействия, активизация инновационных практик бизнеса и управления. Однако Стратегия определяет лишь общие черты пространственного развития, поскольку вопрос научно-
методологических основ ее построения пока остается открытым.
Результаты исследования. Разработка мероприятий по совершенствованию пространственного развития сельского хозяйства начинается с типологизации регионов, выявления крупномасштабных зон с различными возможностями производства и переработки сельскохозяйственной продукции, разным уровнем эффективности производства и степенью доступности продовольствия. Выделение специализированных зон и определение их роли в продовольственном обеспечении - довольно сложный процесс, сочетающий классификацию регионов по множеству факторов, экономико-математическое моделирование территориального развития выделенных зон и обоснование оптимальных мер государственного регулирования пространственного развития.
Таким образом, каждый регион характеризуется определенным уровнем эффективности сельскохозяйственного производства и переработки продукции, а также степенью доступности продовольствия для населения. В зависимости от уровня приоритета и эффективности регионов определяются направления регулирования пространственного развития территорий, нацеленные на максимальное использование сельскохозяйственного потенциала и на программы социального развития. Формирование специализированных зон производства сельскохозяйственной продукции и отдельных видов продовольствия позволит обосновать направления межрегионального обмена.
Развитие территориальной организации и повышение продовольственного обеспечения регионов требуют формирования крупномасштабных специализированных зон прежде всего по отдельным видам сельскохозяйственной продукции, развития и совершенствования межрегионального обмена. Специализированная зона по производству товарной сельскохозяйственной продукции характеризуется специфическим экономико-географическим единством, идентичностью природных и экономических условий, а также особенностями социального и культурного развития территорий, которыми определяется специализация сельскохозяйственного производства.
экономические —■ организационные 1 социальные
♦ внешние * а гр отех н о л о- 1 • размеры 1 ♦биоклиматиче •уровень
ограничения гии 1 производства 1 ский жизни
1 «особенности потенциал
•рыночные •уровень •качетво
условия автоматиза- управления •природные продовольст-
ции ресурсы вия
•транспортная •структура
и н ф р а стр у кту •научный производства •местоположе •националь-
ра потенциал •агломерации ние ные традиции
* м ежр еги он а ль •обеспечен- •доступ к •уровень
ные связи ность рынкам здравоохране
кадрами ния
•природный
ландшафт •уровень
образования
Рисунок 1 - Классификация факторов типологизации регионов
В Стратегии пространственного развития перспективные экономические специализации представлены укрупненными группами подотраслей сельского хозяйства и их продукции: производство напитков; производство пищевых продуктов; рыболовство и рыбоводство; растениеводство, животноводство, оказание услуг в этих отраслях. Отмеченная группировка не позволяет судить о рациональном размещении отдельных подотраслей сельского хозяйства и производства тех или иных видов сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия [4].
Классификация российских регионов должна сочетать следующие факторы, определяющие приоритетные специализации регионов: экономические, технологические, организационные, природные, социальные (рисунок 1) [12]. По совокупности отмеченных факторов регионы группируются в крупномасштабные специализированные зоны, что позволяет обосновать меры государственного регулирования пространственного развития сельскохозяйственного производства для каждой из них.
При классификации регионов в модели дифференцированного пространственного роста из множества факторов пространственного развития первостепенная роль принадлежит природным и социально-экономическим условиям. Последние являются одновременно ограничениями экономической доступности продовольственного потребления. Для исключения социального неравенства населения различных территорий и оптимизации использования ограниченных ресурсов при обосновании оптимального вида вмешательства важно при классификации регионов правильно выполнить их типологиза-цию. Существуют различные методики типо-логизации на основе оценки значений факторов классификации. W. Marivoet и его коллеги [1] предлагают трёхуровневую классифика-
цию регионов по приоритетности вмешательства государства в их экономику: высокий, средний и низкий. При этом классификацию предлагается производить на основании значений четырех групп факторов, характеризующих эффективность регионов, в зависимости от того, в какой диапазон попадают их значения ниже 75 %, выше 125 % от среднего оценочного уровня по стране, или в интервале между этими пороговыми значениями.
Дискуссионным остается вопрос выбора критериев оценки эффективности развития муниципального образования, региона, специализированной зоны. С точки зрения социально-экономической эффективности пространственное развитие региона может быть оценено его ролью в совокупном производстве того или иного вида продовольствия страны (или уровнем рентабельности сельскохозяйственного производства в регионе). Возможен и другой подход к оценке эффективности региона, где главными выступают социальные факторы, например, уровень обеспеченности населения продовольствием или его доступность. Тогда в качестве показателя может использоваться потребление отдельных видов пищевых продуктов на душу населения или отклонение уровня потребления от рациональных норм.
Для обоснования рационального пространственного развития территорий и типологиза-ции видов государственного вмешательства целесообразно использовать систему показателей, включающую четыре блока:
1) биоклиматический потенциал территорий (учитывающий биологическую продуктивность климата: влагообеспеченность и температурный режим);
2) система показателей, определяющих объемы и эффективность производства сельскохозяйственного сырья и продовольствия, а также производственные мощности перерабатывающей промышленности;
3) показатели, характеризующие уровень и качество потребления, а также потребности населения в отдельных видах продовольствия для обеспечения здорового питания;
4) группа социальных показателей, определяющих уровень жизни и доступность продовольствия (среднедушевые доходы, платежеспособный спрос, уровень развития социальной инфраструктуры, плотность населения).
Используя данные по каждому из четырех блоков, можно оценить показатели любой территориальной единицы по сравнению со средними значениями по стране с точки зрения наличия потенциала, эффективности сельскохозяйственного производства и возможностей переработки сельскохозяйственного сырья, уровня и качества потребления, а также степени доступности продовольствия. В реальной жизни переход от одного фактора к другому очень часто осуществляется в условиях, ограничивающих их величину. Причем эти ограничения могут иметь как случайный, так и постоянный характер. Например, общий объем продовольствия, приобретаемого населением, зависит от совокупности факторов: количества произведенного продовольствия, рыночных цен, покупательной способности.
Предлагаемая методика производит типо-логизацию регионов не только на основании четырех показателей, характеризующих продовольственную систему от производства до потребления, но позволяет определить, на каком переходе между этапами этой системы существуют ограничения, снижающие продовольственную безопасность. Таким образом, эффективность региона при типологизации определяется по совокупности трех факторов: уровень использования ресурсного и биоклиматического потенциала при производстве продовольствия, уровень потребления продовольствия и уровень доступности продовольствия по совокупности социально-экономических показателей. Первый фактор отражает переход от показателя сельскохозяйственного потенциала региона к показателю, характеризующему объем производства продукции. Второй фактор характеризует переход между производством и потреблением продукции, третий - соотношение потребления продукции и социальной удовлетворенности. Такой минимальный набор факторов позволяет выполнить комплексную типологизацию регионов, поскольку охватывает полный путь сельскохозяйственной продукции от её произ-
водства до потребления в виде продовольствия.
Для каждой пары факторов строится диаграмма рассеяния (рисунок 2), на которой линия в 45 градусов (Р) характеризует среднюю эффективность регионов и соответствует состоянию, где ни один из факторов не имеет ни каких ограничений. Данная линия строится с помощью линейной регрессии методом наименьших квадратов. Далее для каждого региона вычисляется оценка производственных ограничений, влияющих на фактор, которая вычисляется по формуле: АР = Р - Р.
производство продукции
Рисунок 2 - Пример типологизации региона на основании диаграммы рассеяния факторов биоклиматического потенциала и производства продукции
Аналогичным образом рассчитываются оценки ограничений потребления (ДА) и доступности (ДЦ) продовольствия, где величина А характеризует соотношение объемов потребления и производства продукции, а величина и - соответствие количества потребления продовольствия и социального фактора, характеризующего уровень жизни населения. Тогда общая величина оценки ограничений, существующих в регионе и сдерживающих удовлетворение населения в потреблении продовольствия, будет получена путем суммирования оценок ограничений по всем трем факторам: ДS = ДР + ДА + Ди.
В зависимости от того, в какой из трех секторов попадает фактическое значение фактора, определяется степень эффективности региона:
I сектор - больше 125 % - высокоэффективный;
II сектор - между 125 и 75 % - среднеэф-фективный;
III сектор - меньше 75 % - низко эффективный.
Например, если фактический объем производства продукции (Р) попадает в верхнюю половину диаграммы рассеяния (III сектор), то это означает, что данный регион не полностью использует свой биоклиматический потенциал, и в нём существуют условия, сдерживающие или ограничивающие рост объемов производства.
На основании данных трех диаграмм рассеяния для каждого региона вычисляется три показателя эффективности, основанных на значениях оценок производственных ограничений (Р1, Р2, Р3), ограничений потребления населением продовольствия (А1, А2, А3) и ограничений его доступности (и1з и2, и3). В зависимости от комбинации значений этих показателей можно более обоснованно определить, куда необходимо направить инвестиции в регионе: на увеличение сельскохозяйственного производства, или улучшение интеграции и кооперации, или на развитие социальной инфраструктуры.
Преимуществом данной методики является то, что она позволяет не только выполнить типологизацию регионов на основании вычисленных оценок, но определить конкретные направления государственного воздействия повышения продовольственной безопасности.
Для этого сначала необходимо определиться с нижней и верхней границей социального фактора. Далее на четвертой диаграмме по местоположению итоговой оценки существующих в регионе ограничений (рисунок 3) определяется тип региона по степени и направлениям вмешательства государства:
первый тип - высокоприоритетный по степени вмешательства государства соответствует низкому уровню обеспечения региона продовольствием (регионы, ввозящие сельскохозяйственную продукцию, сырье и продовольствие);
второй тип - среднеприоритетный (самообеспечивающие себя регионы);
третий тип - низкоприоритетный (вывозящие регионы).
Регионы, попавшие в верхнюю часть диаграммы (зона А), обладают высоким сельскохозяйственным потенциалом, следовательно, основные меры государственной поддержки для них должны быть направлены на поддержку и развитие сферы производства сельскохозяйственной продукции. Для регионов из нижней части диаграммы (зона В) с относительно низким сельскохозяйственным потенциалом наиболее приоритетными направлениями поддержки являются повышение
уровня жизни населения, стимулирование роста потребления пищевых продуктов. Регионы, попавшие в зону С, являются высоко эффективными и не требуют государственного вмешательства.
Рисунок 3 гионов
Диаграмма типологизации ре-
M. Torero [3] выделяет семь общих типов территорий для государственного вмешательства в их пространственное развитие:
1) высокий уровень производства и использования ресурсов при доступности продовольствия выше среднего;
2) высокий уровень производства и использования ресурсов при доступности продовольствия ниже среднего;
3) средний уровень производства и использования ресурсов при доступности продовольствия выше среднего;
4) средний уровень производства и использования ресурсов при доступности продовольствия ниже среднего;
5) низкий уровень производства и использования ресурсов при доступности продовольствия выше среднего с высоким уровнем потребления;
6) низкий уровень производства и использования ресурсов при доступности продовольствия выше среднего с низким уровнем потребления;
7) низкий уровень производства и использования ресурсов при доступности продовольствия ниже среднего.
В странах с социально-ориентированной экономикой приоритетность государственного вмешательства должна определяться уровнем потребления населением продовольствия относительно рациональных норм питания. При
этом необходимо учитывать исторические традиции питания и климатические условия в разных регионах, что может существенно изменить верхнюю и нижнюю границы потребления отдельных пищевых продуктов. Такой сравнительный анализ не только имеет прямое практическое значение, но и может привести к выработке наиболее важных рекомендаций в отношении политики управления пространственным развитием территории, поскольку отставание региона от его среднего национального показателя будет более красноречивым, чем отставание в отношении какого-либо недостижимого технологического уклада. Важным следствием такой корректировки является переход от абсолютного к относительному анализу показателей эффективности регионов.
Рассмотренная методология классификации регионов на основе информации об уровне потребления населением продовольствия и сельскохозяйственном потенциале позволяет выделить низкоприоритетные и высокоприоритетные регионы по необходимости государственного вмешательства. При этом получаем информацию о том, какие из этих регионов имеют больше производственных возможностей, и какие существуют направления повышения имеющегося в них потенциала. Одним из преимуществ этой методики является также и то обстоятельство, что для анализа достаточно небольшого количества данных можно ограничиться четырьмя показателями.
Учитывая, что пространственное развитие сельского хозяйства охватывает решение значительной части вопросов отрасли, включая и систему ее ведения, и социально-экономическое развитие сельских территорий, результаты фундаментальных научных исследований агроэкономической науки в области пространственного развития сельскохозяйственного производства должны дать ответ на вопрос, как же развивать огромное и слабозаселенное пространство страны, сориентировав его, главным образом, на человека, особенно проживающего и работающего в сельской местности, а не на приоритетный рост экономики крупных городов и городских агломераций. Достижение отмеченной цели пространственного развития сельскохозяйственного производства требует отказа от региональной конкуренции и перехода к региональной кооперации и интеграции в сельском хозяйстве, развития технологичных специализированных зон производства отдельных видов сельскохозяйственной продукции и совершенствования межрегионального обмена. Одним из инстру-
ментов достижения поставленной цели может являться использование комбинированной типологии регионов, объединяющей в себе ресурсный и социальный подход. Четкое определение причин, сдерживающих развитие отрасли в регионах, и сопоставление их со средним уровнем позволит определить приоритетные направления инвестиций и повысить эффективность от их отдачи. Достоверная типология регионов обеспечивает первый уровень информации, необходимой для принятия управленческих решений в продовольственной политике, позволяет сфокусироваться на узких местах продовольственной безопасности.
Как известно, важнейшим этапом разработки концепции размещения и специализации сельскохозяйственного производства служит экономико-математическое моделирование его пространственного развития.
Рассмотрим новый, основанный на энтропии, подход к вероятностным оценкам пространственного развития растениеводства, который может быть использован для комплексной оценки эффективности развития сельскохозяйственного производства, в том числе растениеводства. При использовании этого подхода официальные статистические данные о состоянии и развитии растениеводства целесообразно сочетать с массивом вторичных данных для оценки производства конкретных культур.
Статистическая информация, необходимая для управления пространственным развитием подотрасли, включает в себя следующие блоки показателей (L.You, S. Wood):
1. Официальная статистика растениеводства. Данные включают в себя убранные площади, производство и среднюю урожайность для каждой культуры. Это табличные данные, вытекающие из международных и национальных источников (например, статистической базы ФАОСТАТ, национальных статистических ежегодников и др.).
2. Структура производственной системы. Сельскохозяйственное производство разнообразно с точки зрения технологии ведения сельского хозяйства и размеров ферм. Как правило, крупные сельскохозяйственные товаропроизводители используют в больших масштабах и более качественные производственные ресурсы (применяют высокоурожайные сорта, орошение, удобрения, пестициды, обладают своевременной и достоверной рыночной информацией о состоянии и развитии финансового, в том числе кредитного рынка),
в то время как малые предприятия и фермеры, ведущие натуральное хозяйство, часто полагаются на традиционные сорта и меньше вносят удобрений. Цель рационального размещения производства продукции растениеводства по различным типам производственных систем состоит в том, чтобы разработать основные рекомендации относительно способа производства различных культур. К примеру, высокозатратные системы ведения производства, которые традиционно, сопровождаются более высокими урожаями, целесообразнее размещать в более благоприятных районах. Этот информационный блок может быть получен (с большими усилиями) из различных источников, таких как маломасштабные исследования, исследования систем сельского хозяйства, доклады различных стран, данные сельскохозяйственных обследований и даже формироваться на базе экспертных мнений.
3. Интенсивность посева. Интенсивность посева определяется как объемы посевов определенной культуры в течение года. Большинство производственных статистических данных представляют сведения о посевных площадях с точки зрения убранных площадей. С точки зрения пространственного развития растениеводства и наличия природно-климатического потенциала отдельных территорий, необходимо преобразовать собранный урожай в физические площади, поскольку, например, две культуры могут быть выращены в комбинации в течение одного сезона. Таким образом, для каждой культуры, для каждого выявленного основного типа производственной системы необходимо оценить соответствующую интенсивность посева.
4. Площадь пахотных земель: спутниковые снимки почвенно-растительного покрова являются ключевым вкладом в разработку схем пространственного развития производства продукции сельскохозяйственных культур. Продукция растениеводства будет размещаться только в пределах имеющихся площадей пахотных земель, что, в свою очередь, подтверждается спутниковыми данными.
5. Пригодность посевов. В значительной степени характер и интенсивность растениеводства определяются биофизическими и почвенными условиями, такими, как местный ландшафт, изменение радиации, температура, влажность и количество осадков, качество почвы, а также вероятность возникновения заморозков, наводнений и засух. Существует множество способов оценки и представления биофизической пригодности продукции рас-
тениеводства, от общих классов пригодности до оценок потенциальной урожайности и пригодных площадей при данном наборе условий в любом месте. Один из способов такой оценки основывается на использовании данных о биоклиматическом потенциале территории.
6. Имеющиеся карты размещения сельскохозяйственных культур. Любые существующие оцифрованные или картографические данные пространственного развития производства продукции конкретной сельскохозяйственной культуры, основанные на непосредственном полевом наблюдении, являются ценным источником информации. Например, это может быть набор космических снимков, либо могут составляться точечные карты размещения посевов с размером точек, представляющим масштабы производства. Задача состоит в том, чтобы правильно интерпретировать данные и преобразовать точки, представляющие определенные площади растениеводческой продукции, в фактические пространственно привязанные посевные площади.
Модель пространственного развития растениеводства использует подход перекрестной энтропии, показатель, который можно использовать для оценки точности вероятностных прогнозов [15]. Используя эту методологию для размещения посевов в рамках любой конкретной геополитической территории, в модель можно включить предварительные данные о размещении посевов сельскохозяйственных культур, а также применить ограничения, которые позволяют выделенные площади суммировать с общей заявленной площадью каждой культуры. Этот подход гибок в плане включения дополнительных ограничений равенства или неравенства, которые отражают условия, при которых должно выполняться прстранственное развитие подотрасли.
Формулировка перекрестной энтропии основана на концепции энтропии в теории информации, созданной К. Шенноном. Для заданного распределения вероятностей информационная энтропия К. Шеннона (количество информации) определяется как:
где 1п 0 = 0 по соглашению означает, что нулевая информация дает нулевую вероятность.
Джейнс (1957 г.) предложил принцип максимальной энтропии для идентификации неизвестного распределения вероятности из заданных ограничений момента. Кульбак (1959 г.), Гуд (1963 г.) ввели понятие кросс-энтропии (СЕ), которая является мерой несоответствия между двумя распределениями вероятностей, скажем р^ и qi^.
СЕ tPi.P2.-iPt
<Ji.i2.--.9t} = У :
(2)
1п1пЯ, = - Н(р1,р2,...,рк)-^р11пя,.
Подход минимизации перекрестной энтропии обеспечивает формулировку модели, в которой расхождения между р и его предшествующим q минимизируются с учетом определенных ограничений.
Для решения пространственной проблемы размещения культур в рамках перекрестной энтропии необходимо преобразовать все параметры реального значения в соответствующую вероятность. Сначала нужно преобразовать известную убранную площадь 8убр для каждой культуры в эквивалентную физически посеянную площадь 8пос, используя интенсивность посева, 8интен.
(3)
Еще одной фундаментальной особенностью растениеводства является система производства, отличающаяся различными уровнями технологий ведения. Сельскохозяйственные товаропроизводители применяют совершенно разные технологии ведения подотрасли для производства продукции одной и той же культуры в разных местах, а эти технологии значительно влияют на уровень урожайности. В представленной модели каждая культура разбита (например, рис) на три отдельные «культуры» по уровню применяемых производственных ресурсов и технологий возделывания, а именно: орошаемые, высокопродуктивные дождевые, низкопродуктивные дождевые (например, орошаемый рис, высокопродуктивный дождевой рис и низкопродуктивный дождевой рис). Орошаемое производство - это то, что оснащено поливным оборудованием, обычно используются высокоурожайные современные сорта. Под высокопродуктивными культурами подразумевает-
ся продукция, которая производится на основе высокоурожайных сортов с современными технологиями, такими как средства механизации, удобрения, химические средства защиты от вредителей и болезней и др. Эта продукция преимущественно ориентирована на рынок. Низкое потребление продукции означает, что она основана на традиционных сортах и трудоемких технологиях без применения удобрений.
Пусть 5ц1 - это доля посевных площадей сельскохозяйственных культур у с уровнем /, выделяемых на пиксель i, а 8пос ] - это общая физическая площадь для посевов у, площадь выделенного пикселя i для посевов у, тогда Лу1 .
(4)
где QSj/ - это доля общей физической площади для посева у на входном уровне /.
В целом имеются некоторые предварительные данные о размещении посевных площадей. Пусть - это предыдущие доли области, которые известны для пикселя / и посева у на входном уровне /. Имеющаяся (предыдущая) схема размещения может быть основана на изучении существующих карт распределения посевов сельскохозяйственных культур или любой другой информации, считающейся релевантной. Например, можно было бы предварительно оценить размещение посевов сельскохозяйственных культур на основе биофизических, почвенных и социально-экономических и других характеристик. Минимальная модель перекрестной энтропии заключается в выборе набора долей площади ;
чп.щп) - X X X 1п "XXX 1п
1 I !
1 / !
при условии:
(5)
(6)
(7)
1 I
хаЭ^ Х^, <5аодходу1 Ч/УМ (8)
где i.i = 1, 2, 3, ..., идентификатор пикселя в единице распределения;
].] = 1, 2, 3, ..., идентификатор посевов в единице распределения;
7.7 = орошаемые площади, высокопродуктивные дождевые площади, низкопродуктивные дождевые площади;
5общ i - это общая площадь сельскохозяйственных культур в пикселе г, которая равна общей площади сельскохозяйственных культур, оцененной по спутниковому снимку растительного покрова;
$подход у1 - подходящая область для посевов ] на входном уровне линии пикселя г.
Целевой функцией модели пространственного распределения является перекрестная энтропия долей площадей и их предшествующих значений. Уравнение (6) представляет собой сложение ограничений для конкретных сельскохозяйственных культур. Уравнение (7) является ограничением растительного покрова, фактическая сельскохозяйственная площадь в пикселе г из спутникового снимка, она служит верхним пределом для площади, которая должна быть выделена для всех культур. Уравнение (8) является ограничением, согласно которому выделенная площадь посева не может превышать ту, что предусмотрена для конкретной сельскохозяйственной культуры. Последнее уравнение (9) в основном является естественным ограничением ^7 доли общих площадей сельскохозяйственных культур.
Суть классического подхода кросс-энтропии (СЕ) заключается в использовании всех возможных источников информации, чтобы лучше всего спрогнозировать с высокой долей вероятности, где на самом деле целесообразно размещать посевы сельскохозяйственных культур. В этом смысле модель пространственного развития находит решение, которое согласуется со средним значением агрегированных данных. Критерием выбора решения (из многих возможных решений, поскольку проблема недоопределена) является
минимизация расхождения на основе энтропии от имеющихся (предшествующих) значений.
Очевидно, что предварительная информация весьма важна для успеха модели. Если существуют некоторые грубые карты размещения посевов сельскохозяйственных культур, такие как карты точек или спутниковые снимки, их обязательно нужно использовать в качестве предварительной информации. Однако в большинстве случаев такой информации нет или она неполная (как с точки зрения посевов, так и географического охвата). В таких случаях целесообразно прибегать к некоторым упрощенным методам размещения производства растениеводческой продукции. Самый общий метод использует такую общедоступную статистическую информацию, как общая площадь земли, пахотные земли и пригодные для посева площади. При этом потенциальная урожайность для посева ] на входном уровне 7 и пикселе г, 8подход щ нормализуется до уровня:
Выводы. Кросс-энтропийный подход использует информацию из различных источников, в том числе спутниковые снимки, биофизические оценки пригодности сельскохозяйственных культур, а также плотность населения с тем, чтобы получить достоверные оптимизационные схемы размещения производства продукции растениеводства. Необходимо учитывать, что работа в пространственном масштабе отдельных пикселей создает множество проблем в ходе управления данными и вычислений. Некоторые из них должны быть решены с помощью усовершенствованных численных методов и математического программного обеспечения.
Список использованных источников
1. Marivoet W., Ulimwengu J. & Sedano F. Spatial typology for targeted food and nutrition security interventions. World Development, 2019. 120. - 62-75. Retrieved from https://www.sciencedirect. com/science/article/pii/S0305750X19300750?via%3Dihub.
2. Thünen J. H. von. Der isolirte Staat in Beziehung auf Landwirthschaft und Nationalökonomie. Hamburg, Deutschland, 1826. Retrieved from http://www.deutschestextarchiv.de/book/view/ thuenen_staat_1826/?hl=Thu%CD%A4nen&p=9.
3. Torero M. (2014). Targeting investments to link farmers to markets: a framework for capturing the heterogeneity of smallholder farmers. In P. B. R. Hazell & A. Rahman (Eds.), New directions for smallholder agriculture. Oxford: Oxford University Press, 2014.
4. Алтухов А. И. (2019). Парадигма продовольственной безопасности России. - М.: Фонд развития и поддержки молодёжи «Кадровый резерв», 2019. - 685 с.
5. Методология рационального размещения и углубления специализации агропромышленного производства / А.И. Алтухов, Л.П. Силаева, Л.Б. Винничек, Р.В. Солошенко, Дж.С. Пириев и др. - Душанбе, Таджикистан: Ирфон, 2016.
6. Блауг М. Экономическая мысль в ретроспективе. - М.: Дело, 1996.
7. Вебер А. О размещении промышленности. Чистая теория штандорта, 1926. Retrieved from http://vuzlib.net/beta3/html/1/4055/4068.
8. Исаев Б.А. Геополитика. - Санкт-Петербург, 2007.
9. Михеева Н. Н. Стратегия пространственного развития: новый этап или повторение старых ошибок? 2018. - 5. - С. 158-178.
10. Савельев Ю.В. Теоретические основы современной межрегиональной конкуренции // Журнал экономической теории. - 2010. -№ 2. - С. 86-98.
11. Смит А. Исследование о природе и причинах богатства народов. - М.: Эксмо, 2007.
12. Солнцева О.В., Яшина М.Л. Эволюция взглядов и научных подходов к размещению производства и специализации сельских территорий // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2018. - № 7. - С. 196-200.
13. Стратегия пространственного развития Российской Федерации на период до 2025 года (февраль 13, 2019 No 207-р). - М., 2019.
14. Liangzhi You. Spatial Allocation of Agricultural Production. Using a Cross-Entropy Approach / Liangzhi You, Stanley Wood // International Food Policy Research Institute, 2005. - 33 с. - Режим доступа: https://www.millenniumassessment.org/documents/bridging/papers/you.liangzhi.pdf.
15. Верморель Ж. Перекрестная энтропия, 2018. - Режим доступа: https://www.lokad.com/ru/ перекрестная-энтропия-определение.
16. Воробьёва Н.С., Чернова А.В. Аппроксимация временных рядов NDVI в задаче раннего распознавания видов сельскохозяйственных культур по космическим снимкам // Информационные технологии и нанотехнологии, 2017. - С. 390-399. - Режим доступа: http://repo.ssau.ru /bitstream/Informacionnye-tehnologii-i-nanotehnologii/Approksimaciya-vremennyh-ryadov-NDVI-v-zadache-rannego-raspoznavaniya-vidov-selskohozyaistvennyh-kultur-po-kosmicheskim-snimkam-63706/1/paper%2082_390-399.pdf.
17. Степанов С.В. Уточнение выборочных итогов с помощью дополнительных данных. Калибровка выборки - Режим доступа: http://ecsocman.hse.ru/data/693/757/1223/Kalibrovka_ vyborki.pdf.
18. Алтухов А.И. Роль территориально-отраслевого разделения труда в агропромышленном производстве страны в обеспечении продовольственной независимости // Региональный вестник. - 2015. - № 1. - С. 2-7.
19. Алтухов А.И. Достижение продовольственной независимости страны на основе новой государственной аграрной политики // Региональный вестник. - 2016. - № 2 (3) . - С. 2-5.
List of sources used
1. Marivoet W., Ulimwengu J. & Sedano F. Spatial typology for targeted food and nutrition security interventions. World Development, 2019. 120. - 62-75. Retrieved from https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0305750X19300750?via%3Dihub.
2. Thünen J. H. von. Der isolirte Staat in Beziehung auf Landwirthschaft und Nationalökonomie. Hamburg, Deutschland, 1826. Retrieved from http://www.deutschestextarchiv.de/book/view/thuenen_ staat_1826/?hl=Thu%CD%A4nen&p=9.
3. Torero M. (2014). Targeting investments to link farmers to markets: a framework for capturing the heterogeneity of smallholder farmers. In P. B. R. Hazell & A. Rahman (Eds.), New directions for smallholder agriculture. Oxford: Oxford University Press, 2014.
4. Altukhov A.I. (2019). The paradigm of food security in Russia. - M.: Youth Development and Support Fund "Personnel Reserve", 2019. - 685 p.
5. Altukhov A. I., Silaeva L. P., Vinnichek L. B., Soloshenko, R. V., Piriev J. S. et al. Methodology of rational allocation and deepening of specialization in agricultural production. - Dushanbe, Tajikistan: Irfon, 2016.
6. Blaug M. Economic thought in retrospect. - M.: Business, 1996.
7. Weber A. On the placement of industry. The Pure Standart Theory, 1926. Retrieved from http://vuzlib.net/beta3/html/1/4055/4068.
8. Isaev B.A. Geopolitics. - St. Petersburg, 2007.
9. Mikheeva N. N. The strategy of spatial development: a new stage or a repetition of old mistakes? 2018 . - 5 . - 158-178.
10. Saveliev Yu.V. Theoretical foundations of modern interregional competition // Journal of economic theory. - 2010.-№ 2. - S. 86-98.
11. Smith A. Research on the nature and causes of the wealth of peoples. - M.: Eksmo, 2007.
12. Solntseva OV, Yashina M.L. Evolution of views and scientific approaches to the allocation of production and specialization of rural territories // Bulletin of Kursk State Agricultural Academy. -2018. - No. 7. - S. 196-200.
13. The spatial development strategy of the Russian Federation for the period until 2025 (February 13, 2019 No. 207-r). - M., 2019.
14. Liangzhi You. Spatial Allocation of Agricultural Production. Using a Cross-Entropy Approach / Liangzhi You, Stanley Wood // International Food Policy Research Institute, 2005. - 33 c. - Access mode: https://www.millenniumassessment.org/documents/bridging/papers/you.liangzhi.pdf.
15. Vermorel J. Cross Entropy, 2018. - Access mode: https://www.lokad.com/en/cross- entropy -definition.
16. Vorobyova N.S., Chernova A.V. Approximation of NDVI time series in the problem of early recognition of crop species from satellite images // Information Technologies and Nanotechnologies, 2017. - P. 390-399. - Access mode: http://repo.ssau.ru/bitstream/Informacionnye-tehnologii-i-nanotehnologii/Approksimaciya-vremennyh-ryadov-NDVI-v-zadache-rannego-raspoznavaniya-vidov-selskohozyaistvennyh-kultur-po-kosmicheskim-snimkam-63706/1/paper%2082_390-399.pdf.
17. Stepanov S.V. Refinement of sample totals using additional data. Sample Calibration - Access Mode: http://ecsocman.hse.ru/data/693/757/1223/Kalibrovka_vyborki.pdf.
18. Altukhov A.I. The role of the territorial-sectoral division of labor in the country's agro-industrial production in ensuring food independence // Regional Bulletin. - 2015. - No. 1. - S. 2-7.
19. Altukhov A.I. Achieving the country's food independence on the basis of the new state agrarian policy // Regional Bulletin. - 2016. - No. 2 (3). - S. 2-5.
