Streszczenie:

Ukształtowanie rozłogów gospodarstw jest jednym z najważniejszych czyn-ników wpływających na koszty prowadzonej działalności rolniczej. Wadliwy rozłóg gruntów powoduje przyrost kosztów uprawowych, a tym samym zmniejszenie opłacalności produkcji rolniczej. Czynnik ten traktowany jest z tego powodu jako jedna z najważniejszych przesłanek uzasadniających przebudowę struktury prze-strzennej danego obszaru w drodze scalenia gruntów.
Celem prezentowanej rozprawy było zaproponowanie modelu optymalizacji układu gruntowego wsi, ujmującego wpływ jego parametrów na ponoszone koszty uprawowe, a następnie jego rozwiązanie. Zaprezentowane w pracy rozważania o charakterze teoretycznym rozszerzają ponadto wiedzę na temat zasad formowania układów działek i dróg rolniczych we wsi zapewniających możliwie największe zbliżenie gruntów do zabudowań gospodarczych oraz poprawne ukształtowanie rozłogów działek. Cechą charakterystyczną modelu jest przyjęcie podziału wsi na kompleksy projektowe, a następnie podział tych kompleksów na elementarne ob-szary o niewielkiej powierzchni dokonany zgodnie z przyjętymi kierunkami pro-jektowania działek. Wydzielone elementy, o kształcie wydłużonych pasków, są przedmiotem procedury optymalizującej mającej na celu rozmieszczenie ich w sposób minimalizujący przeciętną odległość gruntów na rozpatrywanym obszarze. Istotnym elementem modelu jest tabela odległości pomiędzy siedliskami gospo-darstw, a zbiorem elementów powierzchniowych, która w przypadku przeciętnej wsi może zawierać kilka milionów elementów.
Do wyznaczania odległości zaproponowano jeden z algorytmów identyfiku-jących najkrótsze ścieżki w grafie, w postaci którego została zapisana sieć trans-portowa gospodarstw rolnych na optymalizowanym obszarze. Wykorzystanie struktur danych w formie grafów umożliwia uwzględnienie w procesie obliczenio-wym zarówno jakości poszczególnych odcinków dróg, jak również ich spadków. Odbywa się to poprzez przyjęcie odległości przeliczeniowych zamiast odległości rzeczywistych pomiędzy poszczególnymi węzłami przetwarzanego grafu.
Opracowany model optymalizacji umożliwia zbilansowanie udziałów grun-towych poszczególnych gospodarstw z zachowaniem podstawowych warunków wynikających z obowiązujących przepisów prawnych oraz teorii kształtowania układów gruntowych. Zmiennymi decyzyjnymi omawianego modelu są przynależ-ności wyodrębnionych pasków elementarnych do gospodarstw. Do oceny modelu i jego optymalizacji użyta została funkcja celu jaką jest przeciętna odległość gruntów od siedlisk. Uzyskany w ten sposób przydział gruntów do gospodarstw poddawany jest następnie korektom, wykonywanym w ramach nieoznaczoności rozwiązania optymalnego lub z określonym, dopuszczalnym zwiększeniem przeciętej odległości gruntów. Czynności te umożliwiają na końcowym etapie optymalizacji precyzyjne zdefiniowanie granic nowych działek przydzielanych poszczególnym gospodarstwom. Opracowane korekty pozwoliły na uzyskanie układu gruntowego, który charakteryzuje się zbliżoną do minimalnej odległością działek od siedlisk oraz poprawnym ich kształtem. Wyniki procesu obliczeniowego charakteryzują się ponadto dokładnością umożliwiającą bezpośrednie ich wykorzystanie w procesie projektowym.
Poszczególne etapy pozyskania i wstępnego przetworzenia danych źródło-wych, budowa modelu optymalizacji a następnie jego rozwiązanie zostały zapre-zentowane na przykładzie wsi Wojków o powierzchni 670 ha. Wieś ta, znajdująca się w powiecie mieleckim, była poddana w latach 2001-2004 procesowi scalenia gruntów, co dodatkowo ułatwiło weryfikację otrzymanych wyników. Poprawność procesu obliczeniowy została poddana dodatkowej weryfikacji z wykorzystaniem danych reprezentujących wieś Filipowice charakteryzującą się większą od wsi Wojków powierzchnią oraz bardzo dużym rozdrobnieniu gruntów (blisko 1000 ha oraz ponad 9000 ewidencyjnych). Uzyskane wyniki potwierdziły poprawność za-proponowanego modelu optymalizacji oraz jego skuteczność w odniesieniu do obiektów o dużych rozmiarach.
Opracowana metoda kształtowania układów gruntowych wsi posiada szereg potencjalnych zastosowań. Pierwszym z nich jest ocena efektywności przeprowa-dzonych na danym obszarze prac urządzeniowych, poprzez możliwość odniesienia nowego układu gruntowego do rozwiązania optymalnego. Drugim może być auto-matyzacja wybranych zadań projektowych wykonywanych w ramach postępowania scaleniowego. Najbardziej interesujące wydaje się jednak prognozowanie
z dużą dokładnością możliwych do uzyskania korzyści wynikających z przeprowa-dzenia scalenia gruntów na podstawie analizy informacji zawartych w części opi-sowej oraz graficznej operatu ewidencji gruntów i budynków. Daje to możliwość wprowadzenia obiektywnych, popartych wynikami badań naukowych kryteriów w procesach związanych z typowaniem obszarów do scaleń oraz weryfikacją składa-nych wniosków o przeprowadzenie i finansowanie tego typu prac.