Цифровая почвенная картография реферат
Обновлено: 02.07.2024
В наше время преобладает очень высокий уровень автоматизации, и это отражается практически на всех сферах человеческой деятельности. В связи с такой актуальностью технического прогресса возникла цифровая картография, которая представляет собой компьютерную обработку и анализ картографической информации. На данный момент именно цифровая картография является самой популярной в своей научной области, так как сейчас создание любых картографических изображений выполняется именно на компьютере.
Цифровую картографию нельзя назвать отдельной дисциплиной или разделом. Это, скорее всего эффективный инструмент, который позволяет удобно и быстро обрабатывать картографические данные при помощи ПК. Однако влияние цифровой картографии на науку является действительно сильным, и данный способ отображения местности в корне изменил принцип визуализации территории.
Сравним цифровую картографию со старым способом создания карт.
Содержание работы
План…………………………………………………………………. 1
I .Что такое цифровая картография………………………………..
2
1.Как используют цифровую картографию……………………….
2
1.1Преимущество использования цифровой картографий………
2
II. Новые методы создания картографических произведений……
3
2. Определения цифровых и электронных картографических произведений…………………………………………………………..
3
2.1 Виды атласов………………………………………………………
4
2.2 Виртуальные карты……………………………………………….
5
III. Определение цифровых карт………………………………………
6
3. Цифровое картографирование местности……………………. 6
3.1 Классификация цифровых карт……………………………………
7
3.2 Новое направление топографо-геодезического производства…. 7-8
Список литературы …………………………………………………… 9
Файлы: 1 файл
реферат.docx
I .Что такое цифровая картография………………………………..
1.Как используют цифровую картографию……………………….
1.1Преимущество использования цифровой картографий………
II. Новые методы создания картографических произведений……
2. Определения цифровых и электронных картографических произведений……………………………………………… …………..
III. Определение цифровых карт………………………………………
3. Цифровое картографирование местности…………………….
3.1 Классификация цифровых карт……………………………………
3.2 Новое направление топографо-геодезического производства….
I .Что такое цифровая картография
- Как используют цифровую картографию
- Преимущество использования цифровой картографий
II. Новые методы создания картографических произведений
2. Определения цифровых и электронных картографических произведений
2.1 Виды атласов
2.2 Виртуальные карты
III. Определение цифровых карт
3. Цифровое картографирование местности
3.1 Классификация цифровых карт
3.2 Новое направление топографо-геодезического производства
Основы геоинформатики: в 2 кн. Кн 1: учеб. пособие для студ. вузов/ Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарёв, В.С. Тикунов и др.; под ред. В.С. Тикунова.- М.: Академия, 2004. -352 с.
Лисицкий Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности/ Д.В. Лисицкий. – М.: Недра, 1988. - 261 с.: ил.
Основы геоинформатики: в 2 кн. Кн 2: учеб. пособие для студ. вузов / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарёв, B.C. Тикунов и др.; под ред. B.C. Тикунова. - М.: Академия, 2004. - 480 с.
ГОСТ 28441-99. Картография цифровая. Термины и определения. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. - Минск: 1999. - 10 с.
I.Что такое цифровое картографирование“ Цифровая картография”- составная часть картографии. Он изучает и разробатывает теорию и методы создания цифровых и электронных карт,а также автоматизацию картографических работ.
В наше время преобладает очень высокий уровень автоматизации, и это отражается практически на всех сферах человеческой деятельности. В связи с такой актуальностью технического прогресса возникла цифровая картография, которая представляет собой компьютерную обработку и анализ картографической информации. На данный момент именно цифровая картография является самой популярной в своей научной области, так как сейчас создание любых картографических изображений выполняется именно на компьютере.
Цифровую картографию нельзя назвать отдельной дисциплиной или разделом. Это, скорее всего эффективный инструмент, который позволяет удобно и быстро обрабатывать картографические данные при помощи ПК. Однако влияние цифровой картографии на науку является действительно сильным, и данный способ отображения местности в корне изменил принцип визуализации территории.
Сравним цифровую картографию со старым способом создания карт. В давние времена картографы проводили дни и ночи напролет, находясь у карты, вычерчивая каждый элемент тушью. Такая работа была очень кропотливая, и трудозатраты были просто неоправданны. Сейчас же технология создания карт существенно изменилась, и теперь всю рутинную работу выполняет компьютер, причем гораздо быстрее. Во время обработки картографической информации на ПК используют специальные автоматизированные системы, которые имеют большой функционал, состоящий из инструментов, необходимых для создания карт. Благодаря своей гибкости автоматизированные картографические системы дают массу возможностей современным картографам, которые действительно упрощают и улучшают процесс иллюстрации местности.
1.1Преимущество использования цифровой картографий
Цифравая картография- имеет следующие преимущества над традиционной:
-практически исключается возможность ошибки. В старые времена картографам необходимо было приложить максимум усилий, чтобы описать карту максимально достоверно. К сожалению, чаще всего у картографов не получалось правильно изобразить пространство, его размеры и специфику. В современной картографии такая ошибка исключена, так как множество сложных расчетов выполняется компьютером. Это существенно упрощает работу картографа, делая ее более быстрой и продуктивной;
-экономия трудовых ресурсов. Если бы в современном мире картографы не использовали автоматизацию, как они это делают сейчас, то одна карта стоила бы целое состояние, так как для ее создания требовались немыслимые трудозатраты. Сейчас же благодаря специально-разработанным системам, создание карты выполняется относительно просто, что и сказывается на их цене;
-возможность редактирования. Если Вы нарисовали карту, но там изменилась местность (вырубили лес, высохла река и пр.), то ваше творение уже можно считать непригодным, так как оно несет в себе недостоверную информацию. Однако цифровая картография поддерживает возможность редактирования карт, что позволяет вернуть им их былую актуальность. Более того, это опять же приносит существенную экономию трудовых ресурсов.
Цифровая картография – это настоящий прорыв в географической науке, так как она позволяет нам изобразить мир таким, какой он есть на самом деле.
Преимуществами компьютерных технологий являются не только идеальное качество графических работ, но и высокая точность, значительное увеличение производительности труда, повышение полиграфического качества картографической продукции.
II. Новые методы создания картографических произведений
2. Определения цифровых и электронных картографических произведений
Картография в настоящее время перешла на новый качественный уровень. В связи с развитием компьютеризации полностью изменились многие процессы создания карт. Появились новые методы, технологии и направления картографирования. Можно выделить различные направления, которыми сегодня занимается картография: цифровое картографирование, трехмерное моделирование , компьютерные издательские системы и т.д. В связи с этим появились новые картографические произведения : цифровые, электронные и виртуальные карты ,анимации , трехмерные картографические модели , цифровые модели местности .
Кроме создания местности компьютерных карт стоит задача формирования и ведения баз цифровой картографической информации. Цифровые карты неотделимы от традиционных карт. Теоретические основы картографии, накоплены векам, остались прежними, изменились только технические сердства создания карт. Использование компьютерной техники привело к значительным изменениям технологии создания картографических произведений. Намного упростилась технология выполнения графических работ: исчезли трудоемкие чертежные работы, гравировальные и другие ручные работы. В результате вышли из употребления все традиционные чертежные материалы и принадлежности. Картограф, знающий программное обеспечение, можно быстро и качественно выполнить сложные картографические работы. Также появилось много возможностей выполнять на очень высоком уровне дизайнерские работы: оформление карт, обложек атласов, титульных листов и др.
С внедрением компьютерной технологий обьединились процессы составления карт к изданию. Оплата необходимость делать высококачественную ручную копию составительского оригинала. Оформительский оригинал, выполненный на компьютере, позволяет очень легко редактировать и исправлять корректурные замечания без ухудшения его качества.
2.1 Виды атласов
Капитальные атласы традиционным методами создаются очень долго, десятки лет. Поэтому очень часто еще в процессе создания их содержания устаревает. Электронные атласы позволяют значительно сократить сроки изготовления. Поддержание электронных карт и атласов на уровне современности, их обновление делается в настоящее время очень быстро и качественно.
Существует несколько типов электронных атласов:
-Интерактивные атласы, в которых можно изменять оформление, способы изображения и классификацию картографируемых явлений, получать бумажные копии карт.
- Аналитические атласы (ГИС-атласы), позволяющие комбинировать и сопоставлять карты, проводить их количественный анализ и оценку, выполнять наложение карт друг на
друга.Во многих странах, в том числе и России, созданы и создаются Национальные атласы. Национальный атлас России является официальным государственным изданием, созданным по поручению Правительства Российской Федерации. Национальный атлас России дает комплексное представление о природе, населении, хозяйстве, экологии, истории и культуре страны.
2.2 Виртуальные карты
Картографические анимации - динамические последовательности электронных карт, которые передают на экране компьютера динамику и перемещение изображаемых объектов и явлений во времени и пространстве (например, движение атмосферных осадков, перемещение транспорта и т. п.).
Анимации нам очень часто приходится наблюдать в повседневной жизни, например, телевизионные карты прогноза погоды, на которых хорошо видны перемещения фронтов, областей высокого и низкого давления, атмосферные осадки.
Для создания анимации используют всевозможные источники: данные дистанционного зондирования, экономико-статистические данные, данные непосредственных натурных наблюдений (например, различные описания, геологические профили, наблюдения метеостанций, материалы переписей и т. п.). Динамические (двигающиеся) изображения картографических объектов могут быть различными:
- перемещение всей карты по экрану и отдельных элементов содержания по карте;
- изменение внешнего вида условных знаков (размеров, цвета, формы, яркости, внутренней структуры). Например, населенные пункты могут быть показаны в виде пульсирующих пунсонов и т. д.;
- мультипликационные последовательности карт-кадров или трехмерные изображения.
Так можно показать динамику таяния ледников, динамику развития эрозионных процессов;
- панорамирование, вращение компьютерных изображений;
- создание эффекта движения над картой (облет, объезд территории).
Анимации могут быть плоскими и объемными, стереоскопическими, кроме того, могут сочетаться с фотоизображением.
Трехмерные анимации, сочетающиеся с фотоизображением, называются виртуальными картами (создается иллюзия реальной местности).
Технологии создания виртуальных изображений могут быть разными. Как правило, вначале по топографической карте, аэро или космическому снимку создается цифровая модель, затем - трехмерное изображение местности. Его окрашивают в цвета гипсометрической
шкалы и потом используют как реальную модель.III. Определение цифровых карт
3. Цифровое картографирование местности
В результате автоматизации топографо-геодезического производства возникло новое направление - цифровое картографирование местности.
Под цифровым картографированием местности как части топографо-геодезического производства понимается технологический процесс, объединяющий сбор и обработку цифровой топографической информации, формирование на ЭВМ цифровой модели местности, хранение, дополнение и обновление её с помощью машинного банка данных, получение по этой модели различных аналитических и графических материалов в соответствии с предъявленными требованиями.
В научном плане цифровое картографирование представляет собой новый метод, принципиально отличающийся от традиционных аналоговых и предназначенный для создания цифровой модели местности (ЦММ). Топографические планы и карты при этом рассматриваются как её производные. Потребители топографо-геодезической информации имеют возможность получать не один универсальный документ (топографическую карту или план), требующий дополнительной переработки, а целый ряд материалов различного содержания и формы, необходимых для решения конкретных задач. Такой подход обеспечивает потребности различных отраслей народного хозяйства в топографо-геодезических и картографических материалах, дает большой экономический эффект, обусловленный многократным и многоцелевым их использованием.В научно-технической литературе и нормативных документах приведены понятия цифровых моделей местности, электронных, цифровых карт, цифровых топографических карт, различные их классификации.
Цифровые карты (ЦК) в векторном формате - наиболее распространенный вид цифровой карты. Их создавали (в конце прошлого века) по технологии цифрования с помощью дигитайзера с ручным обводом или сканированием оригиналов с последующей векторизацией (в настоящее время), используя программные средства - векторизаторы. Альтернативный подход - растровая цифровая карта, создаваемая сканированием топографических карт.
Векторная ЦК обладает рядом преимуществ. Тем не менее, практика показывает, что при отсутствии необходимости в векторной основе, ограниченности финансовых ресурсов и по другим причинам может быть использована растровая копия топографической карты (плана).Цифровой анализ ландшафта при крупномасштабном картографировании структур почвенного покрова ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Содержание
- ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВОГО ТЕМАТИЧЕСКОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ
- 1. 1. Общие замечания
- 1. 2. Почвенная картография и использование почвенных карт
- 1. 3. Основы крупномасштабного почвенного картографирования
- 1. 3. 1. Объекты и масштаб почвенного картографирования
- 1. 3. 2. Базовые и специальные почвенные карты
- 1. 3. 3. Методы составления крупномасштабных почвенных карт
- 2. 1. Средства цифровой параметризация территориального пространства
- 2. 2. Средства цифровой параметризации признакового пространства
- 2. 3. Средства построения цифровой модели почвенно-ландшафтных связей
- 2. 4. Типизация почвенных комбинаций
- 2. 5. Методы ЦПК в оценках достоверности модели почвенно-ландшафтных связей и результатов почвенного картографирования
- 2. 6. Последовательность задач ЦПК и их решений в крупном масштабе
- 4. 1. Ландшафтно-индикационные характеристики на основе ЦМР
- 4. 2. Ландшафтно-индикационные характеристики на основе многозональных космических изображений
- 4. 3. Материалы полевого почвенного опробования
- 4. 4. Картосхема преобладающих подтипов почв и картосхема почвенных комбинаций подтипов почв
- 4. 5. Картосхема степени гидроморфизма почвенного профиля
- 4. 6. Картосхема степени эрозионно-аккумулятивной переработки почвенного профиля
- 4. 7. Картосхема степени оподзоленности почвенного профиля
- 4. 8. Картосхема агроэкологических групп ПК
- 4. 9. Верификация результатов цифрового картографирования
Одним из важнейших направлений современного естествознания является изучение пространственно-временной организации природных и природно-антропогенных геосистем. Наиболее эффективный инструмент описания неоднородности ландшафта и его компонентов — тематическое картографирование, обеспечивающее проведение границ между геокомплексами в разных масштабах средствами пространственного анализа.
Пространственный анализ ландшафта, направленный на изучение его структуры и межкомпонентных связей разных уровней, опирается на сравнительно-географический метод, теоретико-методические основы структурно-генетического ландшафтоведения (J1.C. Берг, Н. А. Солнцев , В. Б. Сочава , В. А. Николаев , А. А. Видина и др.), методы ландшафтной индикации (С.В. Викторов, Б.В. Виноградов), дешифрирования аэрокосмической информации (Ю.А. Ливеровский, B. J1. Андроников, М. С. Симакова , В. А. Николаев , Ю. С. Толчельников , А.С. Викторов), тематической картографии.
В настоящее время развитие картографических исследований тесно связано со становлением цифровых методов тематической картографии (Берлянт, 2006). Современные информационные системы позволяют перейти от хранения и использования электронных версий тематических карт к их непосредственному производству с использованием цифровых технологий на всех этапах исследования (Lagacherie, McBratney, 2006). При этом расширяется круг познавательных и прикладных задач географических исследований (Environmental soil-landscape modeling, 2006).
Диссертационная работа направлена на развитие цифровых методов ландшафтного анализа применительно к почвенному картографированию в методологии структуры почвенного покрова (Фридланд, 1972, 1977, 1984, Методология составления крупномасштабных ., 2006), объекты которого напрямую связаны с объектами структурно-генетического ландшафтоведения. Вследствие заведомо выборочного характера почвенного опробования, выявление границ и содержания почвенных ареалов опирается на учение о почвенно-ландшафтных связях, разработанное в трудах В. В. Докучаева (1898), X. Йенни (1961) и др.
Цель работы — разработать систему количественных методов пространственного ландшафтного анализа для создания цифровых крупномасштабных карт структур почвенного покрова (СПП). В соответствии с поставленной целью на опытном полигоне решаются следующие задачи:
1) обосновать и апробировать цифровые методы составления региональной модели почвенно-ландшафтных связей с учетом уровней организации почвенного покрова.
2) разработать цифровые методы типизации почвенных неоднородностей и их картографического отображения;
3) предложить методы оценки достоверности получаемых результатов;
4) обозначить методические и технологические ограничения цифровых методов картографирования, а также направления дальнейшего развития.
Материалы и методы исследования.
Решение перечисленных задач базируется на использовании следующих независимых источников информации о ПП и определяющих его факторах:
• полевых почвенных описаниях, регистрирующих свойства элементарных почвенных ареалов в различных ландшафтных позициях;
• цифровой модели рельефа (ЦМР), характеризующей потенциальную неоднородность условий почвообразования, в связи с перераспределением вещественно-энергетических потоков земной поверхностью;
• разносезонных многозональных снимках Landsat, характеризующих свойства ландшафтного покрова через величины отраженной солнечной радиации в разных зонах спектра.
Основные защищаемые положения:
1. Теоретико-методологической основой цифрового почвенного картографирования является пространственный ландшафтный анализ, обеспечивающий разработку моделей ландшафтно-индикационных связей для почвенных карт разного содержания.
3. Оценка достоверности модели почвенно-ландшафтных связей и результатов картографирования является обязательным элементом почвенно-картографических исследований.
Научная новизна работы заключается в разработке и реализации цифровых методов ландшафтного анализа применительно к отображению СПП и факторов его пространственной дифференциации.
Прикладное значение работы. Методы, развиваемые в работе, расширяют познавательные возможности почвенно-ландшафтных исследований разномасштабной неоднородности ПП и его отдельных свойств. В производственном режиме внедрение цифровых методов анализа пространственной информации позволяет достичь значительного увеличения скорости и уменьшения стоимости почвенно-ландшафтного картографирования (MacMilan, 2008).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, приложения и списка литературы, содержащего 160 наименований (58 на иностранном языке), изложена на 146 страницах, имеет 55 рисунка и 29 таблиц.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертации на экспериментальном материале впервые предложены и апробированы цифровые средства ландшафтного анализа применительно к задачам крупномасштабного почвенного картографирования в методологии СПП:
1. Несоответствие масштабных уровней сбора полевой точечной информации о почвах и площадной характеристики условий почвообразования преодолено с помощью элементов растровой сетки — пикселей, линейные размеры которых обоснованы в соответствии с характерными размерами картографируемых структур ПП. В конкретных региональных условиях размер ячейки растра составил 30×30 м, что больше площади ЭПА, но меньше площади ЭПС.
2. Показано, что характер пересечения ареалов почвенных категорий (функций принадлежности нечетких множеств) в пространстве ландшафтно-индикационных признаков определяет состав почвенных комбинаций для каждого пикселя. Для их типизации использован метод нечеткой классификации пикселей по условным вероятностям функции принадлежности компонентов ПП. Оптимальное число типов ПК определяется числом классов, при котором достигается наименьшая неопределенность классификации. Определенность ареалов ПК подтипов почв выше (0.95 для 18 ПК), чем определенность ареалов преобладающих подтипов почв (0.71 для 10 подтипов), что подтверждает эффективность методологии СПП в почвенной картографии.
3. В диссертации впервые продемонстрировано картографическое отображение оценок достоверности модели почвенно-ландшафтных связей и результатов картографирования СПП в рамках использованной технологии и априорных наборов данных. Картосхемы демонстрируют вариативность детерминированности почвенно-ландшафтных связей и локализуют участки с наиболее комплексным ПП, требующие дополнительного почвенного опробования. Во всех вариантах наибольшая неопределенность прогноза преобладающего компонента почвенной неоднородности и типизации ПК характерна для вогнутых, собирающих влагу элементов рельефа. Высокая неопределенность характерна для ПК агроосвоенных территорий.
4. Реализованы два взаимодополняющих подхода составления почвенных карт, связанных со способом характеристики ПП в зависимости от целевого назначения карты: 1) через таксономическое положение почв в действующей почвенной классификации- 2) через диагностические показатели процессов оглеения, эрозии и аккумуляции, оподзоливания с их последующей интеграцией в виде картосхемы агроэкологических групп ПК. Установлена специфичность индикационно-диагностических показателей для разных процессов.
5. Канонический анализ положения ареалов почвенных категорий в признаковом пространстве позволил определить число и содержание независимых факторов дифференциации ПП и установить их наиболее информативные диагностические характеристики. Выявленные региональные закономерности внутриландшафтной дифференциации ПП на уровне ЭПС согласуются с выводами, полученными в предыдущих исследованиях. В условиях однородных почвообразующих пород изменчивость ПП определяется агрогенным воздействием хозяйственной деятельности в сочетании с разномасштабной неоднородностью элементов рельефа по характеру увлажнения.
6. Установлены ограничения ЦПК: 1) неполнота учета почвообразующих факторов и масштаба их проявления, 2) необходимость контроля полноты обучающей выборки, 3) нелинейный характер почвенно-ландшафтных связей, 4) точность исходных данных и их преобразований при подготовке к анализу.
![Table of Contents]()
![Table of Contents]()
![Information]()
![Show Menu]()
![Page Background]()
Р а з д е л 1
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЦИФРОВОЙ ПОЧВЕННОЙ
КАРТОГРАФИИ
Ю.Л. Мешалкина
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова
вая карта (ЦК) имеют в почвоведении более глубокий смысл по сравнению с со-
предельными науками. В статье обсуждается определение ЦПК, данное Алексом
МакБратни c соавторами, основоположниками данного направления. Рассмотрены
принципы создания цифровых почвенных карт. Показано, что логическая схема
создания ЦПК не противоречит процессу создания традиционной почвенной кар-
ты. Информация о факторах почвообразования и почвенных индикаторах собрана в
базу данных SCORPAN. Построитель цифровых почвенных карт представляет со-
бой вторую важнейшую составляющую ЦПК. Карты, созданные по технологии
ЦПК, в идеале содержат в себе совокупность всех проведенных исследований на
данной территории, а также имеют ряд других преимуществ. Однако у ЦПК оста-
ются те же проблемы, что и при традиционной почвенной съемке. В статье рас-
сматривается также тематика публикаций по ЦПК, обсуждается развитие термино-
логии, рассказывается о проекте
Определения и термины
Если обратиться к Википедии или другим источникам, то увидим, что
понятие цифровых карт и цифрового картографирования понимается в со-
предельных с почвоведением науках достаточно узко: цифровая картография
не рассматривается как самостоятельный раздел картографии, а под цифро-
вой картой понимается оцифрованная карта, аналог бумажной карты, выпол-
ненный на компьютере (Капралов и др., 2008; Лурье, 2008). Выделяется так-
электронная карта
Работа выполнена по гранту РФФИ 11-04-02089а, а также частично поддержана грантом
Это надежный метод получения пространственной и временной информации о почвах.
Почвенная карта представляет собой уменьшенное и обобщенное в заданном масштабе изображение почвенного покрова на плоскости (топографической основе), построенное по математическим законам, в определенной системе условных обозначений. В зависимости от практических целей различают детальные, крупномасштабные, среднемасштабные, мелкомасштабные и обзорные карты.
Почвенные карты делятся на общие и специальные. На общих картах показывают географическое распределение генетических разностей почв (типов, подтипов).
К специальным относятся карты, предназначенные для решения различных производственных задач: карты типов местообитаний лесных пород, почвенно-экологические, почвенно-мелиоративные, почвенно-агрохимические, почвенно-эрозионные карты, карты химического загрязнения почв и др.
Фрагмент карты типов почв, местообитаний и типов леса
Почвенная карта служит основой для планирования видов землепользования, лесоустройства, оценки экономической и экологической целесообразности использования территорий для производственной деятельности, оценки биологической продуктивности лесов, разработки систем управления почвенным плодородием. Получить подробные данные о строении почвенного покрова лесных
территорий можно лишь методом полевого картографирования почв. Заданная цель картографирования лесных территорий определяет масштаб будущей карты.
Масштаб карты — это степень уменьшения расстояний и площадей на карте относительно соответствующих расстояний и площадей на местности.
Детальными называются карты масштаба от 1 : 200 (в 1 см 2 м) до 1 : 2 000 (в 1 см 20 м), крупномасштабными — от 1 : 5 000 (в 1 см 50 м) до 1 : 50 000 (в 1 см 500 м), среднемасштабными — от 1 : 100 000 (в 1 см 1 км) до 1 : 200 000 (в 1 см 2 км), мелкомасштабными — от 1 : 300 000 (в 1 см 3 км) до 1 : 1 000 000 (в 1 см 10 км), обзорными — 1 : 2 500 000 и мельче.
Почвенный покров представляет собой непрерывное (континуальное) образование. При его картографировании главной задачей является выделение однотипных дискретных контуров — почвенных ареалов, площадь которых можно отобразить на карте заданного масштаба.
Классификация почв позволяет выделять в пространстве разные однородные ареалы по классификационным признакам и выявлять закономерности распространения почв в пределах заданной территории (структуру почвенного покрова — СПП). Каждый классификационный выдел занимает определенный ареал. Чем выше таксономический уровень описания почвы, тем большую площадь эта почва занимает. Чем крупнее масштаб карты, тем больше возможностей показать на ней ареалы почв низких таксономических уровней: родов, видов, разновидностей.
Классификация почв — основа перехода от континуального почвенного покрова к дискретному его изображению на карте.
Для целей лесного хозяйства при планировании лесоустроительных и других мероприятий, составлении проектов размещения лесных массивов, полезащитных лесных полос, мелиоративных объектов, научно-исследовательских и селекционных станций, питомников, садов и парков применяются крупномасштабные почвенные карты: от 1 : 25 000 до 1:50 000. Для их составления необходимо выполнить крупномасштабное картографирование почвенного покрова в поле. Материалы крупномасштабного картографирования являются основными и для генерализации изображения почвенного покрова при создании карт более мелкого масштаба.
Цель крупномасштабного полевого картографирования состоит в выявлении на местности контуров, занятых почвенными разновидностями. За наименьшую пространственную единицу приняты элементарные однородные по механическому составу почвенные ареалы — ЭПА. Они могут быть охарактеризованы содержанием, геометрией контуров и положением в структуре почвенного покрова.
Содержание ЭПА определяется классификационным положением образующей его почвы наиболее низкого таксономического уровня.
Геометрия ЭПА описывается его площадью, формой и степенью изрезанности границ. Площадь ЭПА колеблется в очень широком диапазоне. Для солонцов типичны мелкие ареалы (до 0,5 м 2 ), для подзолистых почв — средние (до 1,5 га), для чернозёмов — крупные (более 1,5 га). По форме ЭПА делятся на три группы: изоморфные, вытянутые и линейные. Для первых отношение длины наибольшей оси к длине наименьшей не превышает 2, для вторых находится в пределах от 2 до 5, для третьих — больше 5. Выявление границ ЭПА, их нанесение на карту и увязка с соседними контурами проводятся, как правило, в поле.
Положение в СПП определяется положением ЭПА в почвенных комбинациях: сочетаниях, мозаике, комплексах, пятнистости, вариациях, ташетах.
При составлении крупномасштабной почвенной карты оценивается возможность нанесения на карту всех ЭПА, площадь которых позволяет наносить их на карту заданного масштаба. Минимальный размер ЭПА, который может быть показан на карте масштаба 1 : 25 000, составляет 1,25 га. Для карты масштаба 1 : 50 000 минимальный размер ЭПА почти в 5 раз больше — около 6,0 га. ЭПА площадью менее 20 га невозможно поместить на карту масштаба 1 : 100 000, хотя на карте масштаба 1 : 10 000 этот же ЭПА занимает площадь 20 см 2 . Даже при составлении крупномасштабных карт невозможно представить на них все встречающиеся в природе ЭПА. Эта проблема решается методом картографической генерализации.
Картографическая генерализация ПП — это выделение и отображение на карте наиболее существенных для целей картографирования особенностей строения ПП, выявление закономерностей взаиморасположения мелких почвенных контуров и определение их места в СПП. При наличии множества мелких по площади ЭПА, не поддающихся нанесению на карту в данном масштабе, выделяются сложные почвенные контуры, где основной фон составляют
преобладающие почвы. Однотипные мелкоареальные почвы, входящие в выделенный контур, показывают условными знаками, характеризующими их место в СПП и доли (%) от площади контура. При этом придерживаются следующих градаций: до 10%, 10—25 (30)%, от 26 (31) до 50%.
Генерализация контуров ПП при составлении почвенных карт выполняется следующими методами.
Метод преобладающей почвы, или классификационный метод, состоит в объединении ЭПА, близких по классификационному положению, в контур, получающий наименование от более таксономически высокой классификационной единицы. При использовании этого метода генерализации карта дает сведения о господствующей почве в показанном на карте контуре.
Метод компонентов ПП предусматривает учет наряду с компонентами ПП соотношения площадей, занимаемых отдельными почвами, объединенными в один контур. При использовании этого метода генерализации карта дает сведения обо всех компонентах ПП.
Метод структуры почвенного покрова заключается в анализе состава и характеристики взаимосвязей мелких однотипных ареалов ПП и закономерностей их взаиморасположения в доминирующей мезоструктуре СПП. На карте отображаются контуры границ почвенных комбинаций, например, сочетаний. При использовании этого метода генерализации карта дает дополнительные сведения о характере связей между компонентами ПП, его сложности и контрастности. От точности определения СПП зависит информативность почвенных карт, как мелкомасштабных, так и крупномасштабных.
В лесном хозяйстве применяются в основном крупномасштабные почвенные карты.
Основы крупномасштабного почвенного картографирования. Крупномасштабное почвенное картографирование включает три периода: подготовительный камеральный, полевую съемку и заключительный камеральный.
В настоящее время эффективность и качество картографирования достигается за счет использования информационных технологий. К ним относятся компьютерное и специальное научное оборудование, программное обеспечение. Они могут быть использованы на всех этапах работы.
Подготовительный период включает сбор и систематизацию имеющихся картографических, литературных, дистанционных и фондовых материалов по объекту съемки, анализ их полноты и качества. В него входят также сбор материала по характеристике факторов дифференциации почвенного покрова в электронной форме (векторной и растровой), спектрозональных космических снимков и аэрофотоснимков, цифровых моделей рельефа исследуемой территории. Для почвенного картирования могут быть полезны снимки, выложенные в свободном доступе в сети Интернет.
Содержание подготовительного периода следующее:
- географическая привязка объектов съемки;
- подбор материалов и подготовка картографической основы (топографические карты, аэрокосмические снимки и фотоплан местности);
- изучение материалов о факторах почвообразования по имеющимся сведениям о почвах и особенностях строения почвенного покрова;
- составление предварительного систематического списка почв;
- выбор масштаба съемки (может быть задан), исходя из цели;
- составление предварительного макета почвенной карты.
В подготовительный этап входит также экспорт (ввод) карт, точек и маршрутов в навигационное оборудование, планируемое к использованию в поле, перевод в цифровую форму бумажных вариантов карт и загрузка материалов в компьютер.
В ходе подготовительного периода составляется максимально полный цифровой образ картографируемой территории. При составлении почвенных карт лесных территорий используются различные картографические материалы, планы лесоустройства, текстовые, графические документы о природных условиях: климате, рельефе, почвах, почвообразующих породах, растительности, грунтовых и поверхностных водах.
Для оптимизации полевого картирования почв предварительно создается контурная основа почвенной карты. Она представляет собой контурную сетку предполагаемого расположения почвенных ареалов на исследуемой территории. Контурная основа — это теоретическая схема ПП, построенная исходя из законов связи почв с факторами почвообразования, определяющими дифференциацию ПП. Облегчить подготовку контурной основы может использование геоинформационных систем. Факторная основа включает карты элементов мезорельефа, почвообразующих и подстилающих пород, уровней грунтовых вод. На их базе до выезда в поле составляется макет почвенной карты.
Макет почвенной карты служит наглядной основой целенаправленного полевого изучения почв и подробной съемки ПП. Цель создания контурной основы макета — представить собранную и
систематизированную информацию о ПП в виде почвенных контуров, составить предварительную легенду к почвенной карте, определить объем и конкретное содержание полевых работ до выхода в поле.
Для составления макета почвенной карты необходимо искать связи почв и почвенных комбинаций с факторами почвообразования, отображая их на контурной основе. Систематизированная в виде группировок информация о рельефе, почвообразующих породах, коренной лесной растительности с дистанционными изображениями территории сопоставляется со списком почв, информацией о структуре почвенного покрова. Исходя из полученных связей между почвами и индикаторами наносятся в условных знаках контуры однотипных почвенных ареалов.
Полевая съемка (полевые исследования) включает следующие виды работ:
- заложение точек опробования (почвенных разрезов, почвенных ям, полуям, прикопок в соответствии с нормами съемок для данного масштаба и категорией сложности территории);
- уточнение на местности определенных по макету границ и форм почвенных контуров;
- морфологическое описание и отбор почвенных образцов для физико-химической, микроморфологической и микробиологической характеристики (биономического анализа) почв, уточнения классификационной принадлежности почвы;
- картирование почвенного покрова участков, не обеспеченных соответствующей почвенной информацией.
Из технических средств наиболее востребован при почвенной съемке GPS- или ГЛОНАСС-навигатор, позволяющий точно определять координаты почвенных разрезов и привязывать их к карте.
Используя ноутбуки и планшетные полевые компьютеры, в полевых условиях можно работать с настольными ГИС, например, ArcGis и MapInfo.
Сочетание в ГИС слоев информации о рельефе, почвообразующих породах, растительности, лесоустройстве и других характеристиках изучаемой территории существенно повышает качество почвенного картографирования.
Полевые исследования по содержанию работ разделяются на два этапа. Первый этап направлен на составление полного списка почв, установление закономерностей ПП, создание системы ландшафтных индикаторов и включает рекогносцировочные маршруты с макетом и изучение почв на ключевых участках. Исследованиями должны быть охвачены все типы угодий, рельефа, дистанционных изображений, коренных лесов и выделенные почвенные ареалы.
Важную роль в диагностике почвенных контуров играют древесные породы с избирательной требовательностью к почвенным условиям (ель, сосна, ольха, ясень, дуб и др.). Так, наличие в сосняках ели, дуба, осины является верным признаком для выделения почвенных контуров. Смежные таксационные древостой естественного происхождения, имеющие сходную типологическую структуру, бонитет и состав, как правило, соответствуют одному почвенному контуру. Всю полученную во время съемок новую информацию, касающуюся конкретных контуров, наносят на макет почвенной карты. Обработку и систематизацию материалов ключевых и маршрутных исследований, составление уточненных индикационных таблиц проводят после нанесения на карту всей полученной во время почвенных съемок информации.
На втором этапе полевой съемки отвечают на вопросы, возникшие при составлении авторского оригинала карты, уточняют предварительно выделенные контуры, определяют положение, долю и содержание новых ареалов, а также дополняют индикационные таблицы.
Заключительный камеральный период включает составление окончательного варианта карты с учетом результатов анализа отобранных образцов при генерализации почвенных неоднородностей на соответствующем масштабу картографирования уровне СПП. Основная задача этого периода заключается в составлении векторной модели распределения почв в пространстве и цифровой почвенной карты.
Цифровая карта позволяет оперативно находить местонахождение разрезов по их номеру или название почвы заданного места, а также получать описание точек и информацию о занимаемых почвенными контурами площадях.
Совмещение цифровых образов пространственных данных о почвах, рельефе, почвообразующих породах, климатических характеристиках, растительности, глубине залегания грунтовых вод и лесоустройстве открывает новые возможности для анализа лесорастительных свойств территории и проектирования систем управления почвенным плодородием в целях повышения производительности лесов.
Работа на объекте завершается составлением объяснительной записки к почвенной карте, которая включает следующие данные:
- характеристику почв и почвенного покрова;
- описание факторов дифференциации ПП;
- лесохозяйственную интерпретацию почвенной информации;
- анализ почвенных и природных условий региона, оказывающих влияние на продуктивность лесных насаждений.
В объяснительную записку по требованию заказчика могут быть включены дополнительные специфические для данной территории сведения.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также:
