УДК 631.4, 911.2

ТЕХНОЛОГИЯ ИНТЕГРАЦИИ ПОЧВЕННЫХ ДАННЫХ О ПОЧВАХ

Никифорова Александра Александровна1, Флейс Мария Эдгаровна2
1Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник
2Институт географии РАН, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Аннотация
Реализация концепции интеграции пространственных данных о почвах осуществляется в процессе создания связанных между собой иерархической генетической почвенно-ландшафтной классификации и мультимасштабного почвенно-ландшафтного картографирования. В качестве инструмента интеграции пространственных данных о почвах использованы ГИС-технологии.

Ключевые слова: , , , , , ,


Рубрика: 11.00.00 ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Никифорова А.А., Флейс М.Э. Технология интеграции почвенных данных о почвах // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2019/04/88992 (дата обращения: 04.04.2019).

Реализация концепции интеграции пространственных данных о почвах, в том числе, данных об условиях почвообразования, осуществляется в процессе создания иерархической генетической почвенно-ландшафтной классификационной системы [1] и системы мультимасштабных почвенно-ландшафтных карт [2]. Существующие почвенные классификации и карты могут быть использованы только как источники пространственных данных, так как они очень разнородны и отображают почвы не как уникальные (производные) элементы природных ландшафтов (то есть, как результат взаимодействия пород, воздуха, воды, живых и отмерших организмов), а, в основном, как самостоятельные природные тела. Это чрезвычайно осложняет выявление и анализ почвенно-ландшафтных связей, закономерностей географического распространения почв и прогнозирование изменений почвенных свойств.

Создание иерархической генетической почвенно-ландшафтной классификационной системы и системы мультимасштабных почвенно-ландшафтных карт на начальном этапе осуществляется на примере Европейской части России, Саратовской области и ее муниципальных районов. В качестве инструмента интеграции используются ГИС-технологии. Это обусловлено тем, что основополагающим принципом географических информационных систем (ГИС) является обеспечение связи между координатными и атрибутивными пространственными данными. Кроме того, ГИС-картографирование является естественным продолжением традиционного картографирования, но на более высоком, качественно новом уровне. Также, ранее многими исследователями было показано, что применение ГИС-технологий позволяет устранить многие недостатки традиционных почвенных карт, в том числе, существенно повысить их информативность [3]. Наконец, с помощью ГИС-технологий можно интегрировать информацию не только о свойствах почв, но и о факторах почвообразования [4], которая, несмотря на то, что является основой почвенной съемки, на традиционных почвенных картах, как правило, не отображается, в результате чего безвозвратно утрачивается.

Под мультимасштабными почвенно-ландшафтными картами понимаются взаимосвязанные почвенно-ландшафтные карты всех масштабных диапазонов, отображающие интегрированные пространственные данные о почвах и ландшафтах (в том числе, о свойствах основных ландшафтных элементов), согласованные по тематическому содержанию (в пределах всех масштабных диапазонов), приведенные к базовой системе координат (в пределах каждого масштабного диапазона), привязанные к единой географической основе (также в пределах каждого масштабного диапазона). Мультимасштабные почвенно-ландшафтные карты отображают почвы, прежде всего, как производные элементы природных ландшафтов, и только потом как самостоятельные природные тела. Это карты типов вертикальной структуры природных ландшафтов, карты свойств природных почв, а также тех свойств основных ландшафтных элементов, которые эти свойства почв обусловливают и многие другие (например, карты зональных типов коренной растительности и карт почв, формирующихся под ними, карты гранулометрического состава почвообразующих пород и гранулометрического состава почв, формирующихся на этих породах). Мультимасштабные почвенно-ландшафтные карты позволяют проводить анализ условий почвообразования, выявлять почвенно-ландшафтные связи и закономерности географического распространения почв и ландшафтов, прогнозировать изменение их свойств.

Разработанная технология интеграции пространственных данных о почвах включает следующие основные этапы:

• Сбор координатных и атрибутивных пространственных данных о почвах, включая данные о свойствах основных элементов природных ландшафтов, включая самые разные тематические карты (ландшафтные, почвенные, климатические, геологические, растительности, грунтовых вод и другие), общегеографические и топографические традиционные бумажные и электронные карты, цифровые модели рельефа и космические снимки разного масштаба, а также базы данных, научные статьи, монографии, содержащие информацию о почвах и основных элементах ландшафтов (или факторах почвообразования).

• Создание ГИС-проектов для всех масштабных диапазонов – от глобальных до локальных. Ряд масштабных диапазонов для разных территорий Земного шара в зависимости от природных условий может быть разным. По предварительным данным для большей части равнинной территории Европейской части России этот ряд включает следующие масштабные диапазоны:  1: 60 000 000 – 1: 80 000 000; 1: 15 000 000 – 1: 25 000 000; 1: 4 000 000 – 1: 10 000 000; 1 000 000 – 2 500 000; 1: 100 000 – 1: 500 000; 1: 25 000 – 1: 50 000; 1: 5 000 – 1: 10 000; 1: 5000 – 1: 2 000; 1: 500 – 1: 1 000.

• Приведение координатных пространственных данных о почвах к выбранным базовым системам координат.

• Создание квазилегенд, под которыми понимаются точечные слои, привязанные к трансформированным в базовую систему координат растровым изображениям бумажных карт, содержащие взятую из легенд этих карт информацию о почвах и основных ландшафтных элементов и существенно облегчающие работу с большим объемом пространственных данных.

• Создание вручную интегральных полигональных слоев с привязанными к ним таблицами атрибутивных данных на основе экспертных знаний.

• Автоматизированное получение почвенно-ландшафтных карт из интегральных полигональных слоев.

• Размещение атрибутивных пространственных данных о почвах и основных элементах ландшафтов в ячейках иерархической почвенно-ландшафтной классификационной системы.

Интеграция пространственных данных о почвах осуществляется в программной оболочке ГеоГраф ГИС 2.0 удобной для приведения координатных пространственных данных к единой (базовой) системе координат и работы в векторном формате.

В процессе мультимасштабного почвенно-ландшафтного ГИС-картографирования создается, проверяется, расширяется и углубляется иерархическая генетическая почвенно-ландшафтная классификационная система. Расширение классификационной системы осуществляется за счет расширения охвата картографируемой территории и разработки на этой основе новых ветвей классификации, углубление – за счет картографирования во всё более локальных масштабных диапазонах и разработки на этой основе новых, всё более низких иерархических уровней классификации.

Описанная технология интеграции пространственных данных о почвах не имеет аналогов.

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Nikiforova A.A., Fleis M.E., Borisov M.M. Towards methodologies for global soil mapping // GlobalSoilMap: Basis of the global spatial soil information system. Proceedings of the 1st GlobalSoilMap Conference. 2014. Arrouays et. al. (eds). Leiden, the Netherlands. P. 291-294; Nikiforova A.A., Bastian O., Fleis M.E.,∙ Nyrtsov M.V., Khropov, A.G. Theoretical development of a natural soil-landscape classification system: an interdisciplinary approach // Catena. 2019. Vol. 177, №6. P. 238-245. https://authors.elsevier.com/a/1Yg3w1Dk5AL7EP
  2. Никифорова А.А., Флейс М.Э., Нырцов М.В. Создание карт природных ландшафтных систем в среде ГИС. В сб.: Новые методы и результаты исследований ландшафтов в Европе, Центральной Азии и Сибири (в пяти томах). Т.2: Изучение и мониторинг процессов в почвах и водных объектах. М., 2018. C. 29-34; Флейс М.Э., Никифорова А.А., Нырцов М.В., Борисов М.М., Хропов А.Г. Создание масштабного ряда почвенно-ландшафтных карт в геоинформационной среде // Известия РАН. Серия географическая. 2016. № 1. С. 147–155.
  3. Савин И.Ю., Овечкин С.В. Об обновлении среднемасштабных почвенных карт // Почвоведение. 2014. №10. С. 1184-1192; Wielemaker W.G., de Bruin S., Epema G.F., Veldkamp A. Significance and application of the multi-hierarchical land system in soil mapping // Catena. 2001. №43. P. 15-34.
  4. Hudson B.D. The soil survey as paradigm-based science // Soil Science Society of America Journal. 1992. Vol. 56 (3). P. 836–841; McKenzie N.J., Grundy M.J., Webster R., Ringrose-Voase A.J. Guidelines for surveying soil and land resources. 2nd ed. CSIRO Publishing, 2008; Odgers N.P., Sun W., McBratney A.B., Minasny B., Clifford D. Disaggregating and harmonising soil map units through resampled classification trees // Geoderma. 2014. Vol. 214-215. P. 91-100; Zhu A.X., Hudson B., Burt J., Lubich K., Simonson D. Soil mapping using GIS, expert knowledge, and fuzzy logic // Soil Science Society of America Journal. 2001. Vol. 65 (5). P. 1463-1472.

 



Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Никифорова Александра Александровна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация