Расчет территориального центра Республики Мордовия с использованием геоинформационных технологий

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

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

В начале 90-х годов XX века после исчезновения Советского Союза перед учеными была поставлена задача установления географического центра России. После тщательных расчетов в июле 1992 года научно-спортивной экспедицией имени И. Д. Папанина были утверждены координаты центра территории РФ; 94° 15' в. д. и 65е 25' с. ш.

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

По мнению инженера Жоржа Дюмона, который предпринял длительные и кропотливые исследования по расчету центра Франции, выводы можно проверить элементарным опытом. Ученый вырезал контур Франции из плотного картона и уравновесил его на вертикальной игле. Таким образом, задача сводится в установлении центра тяжести объекта. Но центр тяжести пространственного объекта, который правильнее, на наш взгляд, назвать территориальным или административным центром, практически всегда не совпадает с географическим центром территории. В настоящей статье это наглядно показывается.

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

Нами проведены некоторые исследования по расчету и оценке географиче-

ского и территориального центра Республики Мордовия. Для этого применялись цифровые модели: границы Республики Мордовия, населенных пунктов, полученные на основе топографической карты масштаба 1 : 200 000. Дополнительно в среде ГИС ArcView 3.1 были разработаны программы, обеспечивающие расширение стандартных функции ГИС [2].

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

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

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

Граница Республики Мордовия представляет собой сложную геометрическую структуру. Например, цифровая модель административной границы, созданная па основе карты М 1 : 200 000, имеет длину 1 711,8 км и 5 456 точек перегиба.

Для расчета территориального и географического центров Республики Мордовия была выполнена аппроксимация цифровой модели РМ точками через 30 м, что соответствует примерно 1 угловой секунде изменения географических коорди нат. Таким образом, была получена статистическая выборка, состоящая из 57 061 элемента.

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

по широте:

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

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

по долготе:

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

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

Среднее значение выборки составило 54” 21' 10,15" с. ш. и 44° 15' 28,40" в. д.

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

Пересечение линий экстремальных значений определяет точку с координатами 54” 22' 28,92" с. ш. и 45” 02' 41,85" в. д. (см. рис.), которая располагается вблизи населенного пункта Кадышево Старошайговского района.

Расчет территориального центра Республики Мордовия производился по формуле п                  п где Ур, х0 — координаты центра тяжести статистической выборки;

у, х — координаты точек, определяющих административную границу;

п — количество опорных точек.

Координаты административного центра республики составили 54° 2Г 10,15" с. ш. и 44” 15' 28, 40" в. д. Он находится в пределах населенного пункта Сивинь Красноелободского района.

Таким образом, расхождение между территориальным и географическим центрами, рассчитанное по цифровой модели, равно 5,506 км.

АТЯШЕВО

РЕСПУБЛИКА МОРДОВИЯ

ИГНАТОВО

АРДАТОВ

ТЕНЬГУШЕВО

ЕЛЬНИКИ

АТЯШЕВО

КАИМАР

ТОРБЕЕВС

ЗУБОВА ПОЛЯНА кочкуров

ИНСАР

АЛКИ сивинь^

d

ТЕМНИКОВ

Б. БЕР

ДУБЕНКИ

£7

САРАНСК

КОВЫЛКИНО КАДОШКИНО ^АЕВКА

ЧАМЗИНКА

ИСКРА

КАМАКУЖА

Административная граница

Населенные пункты

Широта (max-min)

Широтная пиния

ИКИ

СТ. ШАЙГОВО /

Р и с.

/ РОМОДАНОВО

У В, ЛЯМБИРЬ

ПУРКАЕВО

Долгота (max-min)

Долготная линия

Пересечение широтной и долготной линии

Административный центр

Географический центр Мордовии

140 Километры

Вызывает интерес вопрос о приуроченности территориального центра к определенным населенным пунктам. Для этого был выполнен расчет центров цифровой модели населенных пунктов. Из проведенного анализа видно, что самый южный населенный пункт РМ — Камакужа Ипсарского района (53е 40' 08,85" с. ш. и 44е 33' 28,69" в. д.), самый северный — Атяшево Большеигнатовского района (55° 09' 47,23" с. ш. и 45е 40' 17,43" в. д_). Крайний западный населенный пункт республики — Искра (54е 09' 55,26" с. ш. и 42е 17' 16,76" в. д.), крайний восточный пункт — Пуркаево (54е 22' 27,51" с. ш. и 46е 37' 46,92" в. д.).

Таким образом, рассчитанный административный центр Республики Мордовия располагается в 159 м от центра населенного пункта Сивинь (54е 2Г 05,43" с. ш. и 44е 15' 31,93" в. д.).

Центр столицы Республики Мордовия города Саранск находится в точке с координатами 54е 12' 15,26" с. ш. и 45° 11' 12,73" в. д.

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