Попытки применения системного подхода, разработанного Bertalanffy [4], в почвоведении и других естественных науках немногочисленны и мало успешны [5]. Современные теории классификации в основном игнорируются [6].

Пространственные данные о почвах интегрируются следующими основными способами:

• В глобальном масштабе – путем параллельного создания разными группами ученых, не связанных друг с другом, единой классификации почв [23; 24] и глобальной почвенной карты [7].

• В региональных и локальных масштабах – путем создания почвенных карт на основе современных технологий, математических и статистических методов педометрики и численных (количественных) классификаций [8].

• Путем использования географических информационных систем (ГИС) и проведения в их среде оверлейных и других операций.

2. Междисциплинарный подход к интеграции пространственных данных о почвах. Интеграция пространственных данных о почвах, включая данные об условиях почвообразования, является фундаментальной проблемой почвоведения. Такая интеграция должна быть глобальной, то есть, всеобъемлющей, пространственной, географической, тематической, горизонтальной, вертикальной, с учетом изменений данных во времени. Под пространственной интеграцией понимается приведение пространственных данных к базовой системе координат (в пределах каждого масштабного диапазона), под географической – привязка пространственных данных к единой географической основе (в пределах каждого масштабного диапазона), под тематической – согласование пространственных данных на основе единой иерархической генетической почвенно-ландшафтной классификации (в пределах всех масштабных диапазонов) [9]. Горизонтальная интеграция означает интеграцию в пределах одного масштабного диапазона, вертикальная – интеграцию в пределах всех масштабных диапазонов. Как показывает наш опыт, решение проблемы интеграции пространственных данных о почвах возможно на основе системного подхода, заключающегося в рассмотрении объектов как систем и элементов систем, современных теорий классификации и фундаментальных концепций ландшафтоведения и почвоведения (прежде всего, определения почв В.В. Докучаева). Для целей глобальной интеграции почвы классифицируются и картографируются не только как самостоятельные природные системы, но и как производные элементы природных ландшафтных систем, то есть, с учетом их двойственной природы [10].

3. Ожидаемые результаты интеграции пространственных данных о почвах. Ожидаемыми результатами интеграции пространственных данных о почвах являются иерархическая генетическая почвенно-ландшафтная классификационная система и система мультимасштабных почвенно-ландшафтных карт, создаваемая в среде ГИС.

Нулевой уровень классификационной системы представлен исходным множеством всех природных ландшафтов Земли как с почвами, так и без почв. На I, II и III уровнях классификационными признаками являются состав ландшафтных элементов (наличие/отсутствие почв), стабильность/изменчивость вертикальной структуры ландшафтов, а также ее тип. На последующих уровнях классификации ландшафты делятся в соответствии с существенными свойствами их основных элементов, определяющими существенные свойства почв. В результате последовательное деление ландшафтов с почвами приводит к последовательному делению почв. Деление почв и ландшафтов осуществляется до тех пор, пока не будут достигнуты индивидуальные (отдельные) природные ландшафты и почвы, характеризующиеся однородностью своих свойств. Выбор и ранжирование классификационных признаков осуществляется в соответствии с разработанными правилами.

Разрабатываемая классификационная система кладется в основу легенд мультимасштабных почвенно-ландшафтных карт, под которыми понимается система взаимосвязанных и согласованных карт всех масштабных диапазонов, отображающих интегрированные пространственные данные о почвах, включая данные об условиях почвообразования, на всех уровнях – от глобального до локального. Отличительной особенностью таких карт является отображение почв как производных элементов природных ландшафтов и как самостоятельных природных тел.

Глобальная интеграция пространственных данных о почвах в мировом масштабе (как результат совместных усилий научного сообщества почвоведов и многих других ученых) будет означать:

• Cовершенствование теории генезиса и географии почв.

• Переход классификации и картографирования почв на качественно новый, более высокий уровень.

• Раскрытие ноных законов эволюции почв.

• Возможность точного прогнозирования изменений свойств почв при изменении окружающей среды и разных видах использования.

• Формирование общего научного языка в почвоведении.

Глобальная интеграция пространственных данных о почвах будет иметь также большое практическое значение, в том числе, для инвентаризации почв, их оценки и рационального природопользования.

5. Заключение. В результате исследования разработана теоретическая концепция интеграции пространственных данных о почвах, что имеет большое научное и практическое значение. Проводившиеся до сих пор исследования по интеграции пространственных данных о почвах не ведут к решению проблемы глобальной интеграции этих данных, так как не нацелены на создание единой иерархической генетической почвенно-ландшафтной классификационной системы и системы мультимасштабных почвенно-ландшафтных карт.

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.