Принципы создания почвенно-географического электронного атласа Ростовской области как многофункциональной справочно-аналитической системы

• Автор: Голозубов, Олег Модестович
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание:
1. Классические и современные почвенно-географические атласы: Обзор литературы
1.1. Особенности современных атласов как произведений системного типа
1.2. Тематические почвенные атласы - анализ подходов и реализаций
1.3. Цифровые атласы, электронные карты, ГИС-атласы. Интернет-атласы, почвенные базы данных - сходства и отличия
1.4. Цифровое и традиционное почвенное картографирование. Анализ подходов
1.5. Комплектация тематических атласов: источники, топоосновы, вспомогательные карты, производные карты, описания и модели
1.6. Классификация объектов и построение легенд цифровых атласов
1.7. Назначение и применение почвенных атласов. Примеры реализаций
2. Характеристика объектов исследования
2.1. Природно-почвенное районирование Ростовской области
2.2. Антропогенно-временное районирование Ростовской области
2.3. Архивные почвенные карты среднего масштаба (область, район)
2.4. Архивные крупномасштабные почвенные карты и их легенды
2.5. Архивные почвенные очерки и точечные (профиль) данные почвенных обследований
2.6. Топографические основы, рельеф и вспомогательные карты
2.7. Интернет как источник актуальной пространственной информации
3. Методы исследования: сочетание цифровой почвенной картографии и традиционного почвенного картографирования
3.1. Иерархически-реляционная структура базы данных состава и свойств почв
3.2. Корреляция почвенно-генетических классификаций и формирование легенд почвенных карт
3.3. Геореференсирование (привязка) и коррекция архивных почвенных карт по цифровой модели рельефа
3.4. Векторизация почвенных контуров и разрезов
3.5. Методика формирования атрибутивной информации для точечных (разрез, проба, наблюдение) данных
3.6. Вариабельность почвенных свойств, континуально-дискретная природа почвы и их представление в почвенных картах
3.7. Обработка вспомогательных материалов (рельеф, метеоданные) , их растрирование и отображение на почвенных картах
3.8. Обоснование выбора места и проведение полевого почвенного обследования
3.9. Разработка информационно-вычислительной среды для создания и функционирования основных и вспомогательных картографических материалов с динамически модифицируемыми данными
4. Результаты и обсуждения
4.1. Структура цифрового атласа почв РО и характеристика объема работ
4.2. Исследования динамики гранулометрического состава почв РО
4.3. Анализ почвенной пестроты полей отдельных хозяйств РО
4.4. Обсуждение: пути и направления развития электронного атласа
ВЫВОДЫ
Список литературы
Официальные документы
Статьи, монографии, рефераты, диссертации, тезисы на русском языке
Литература на иностранном языке
Электронные и Интернет-ресурсы
Список опубликованных работ
Приложения

Реконструкция классификации почв Ростовской области по карте 1939 г. под ред.
Захарова С.А
Подготовка атрибутивных данных - пример гармонизации таксономических признаков

Актуальность темы исследования:
Крупно- и среднемасштабное почвенное картографирование находит свое применение в разных областях, в том числе при решении задач почвенно-экологического и сельскохозяйственного мониторинга. Необходимым условием для мониторинговых исследований является наличие «точки отсчета» - данных прошлых почвенных обследований. Для Ростовской области особенно актуальна также история антропогенного воздействия на почвенный покров. Использование современных компьютерных, геоинформациионных и Интернет-технологий дает новые'инструменты для накопления и обработки почвенных данных, а также открывает возможности подключения к анализу других природно-географических факторов (Шоба и др.,2010). Комплексный анализ разновременной, разномасштабной и разнородной природно-почвенной информации позволяет получать не только более объективную оценку процессов почвообразования, но и численные характеристики почв и почвенного покрова, необходимые для применения в практических целях (Introduction to the European Soil Database..., Environmental Geochemical Atlas of Central and Eastern England ... и др.). Разработка методов переведения архивных почвенных материалов в цифровой формат, формирование структур атрибутивных данных, обеспечивающих единое картографическое пространство региона, и создание моделей (алгоритмов) использования в исследованиях комплексной почвенно-географической информации являются основополагающими шагами в создании почвенного атласа регионального уровня. Представляется актуальным скорейшая разработка указанных методов на основе существующих почвенно-географических представлений и современных технологических достижений.
Цель работы: разработка концепции и практического алгоритма создания регионального почвенно-географического электронного атласа на примере Ростовской области (РО).
Задачи исследования:
1. Разработать концепцию, принципы построения и структуру электронного почвенного атласа регионального уровня, рассчитанного на широкий круг пользователей и решаемых задач.
2. Охарактеризовать состояние архивных материалов почвенных обследований и предложить для Ростовской области принципы перевода архивов в цифровую форму.
3. Разработать принципы формирования единого картографического пространства атласа с использованием методов классификационной генерализации, корреляции почвенных таксономических признаков и гармонизации атрибутивных данных.
4. Осуществить выборочный перевод в цифровую форму и включение в атлас материалов, характеризующих почвенный покров Ростовской области, в том числе архивов разномасштабных разновременных почвенных и других вспомогательных карт, описаний и аналитических данных почвенных разрезов для основных природно-почвенных зон РО.
5. Обосновать и разработать подходы и методы отражения структуры почвенного покрова в электронном атласе. Предложить и апробировать организацию вычислительного процесса, алгоритмов и структур данных в рамках традиционной парадигмы цифровой почвенной картографии.
6. Обосновать необходимость и разработать метод представления границ между почвенными контурами на карте в размытом виде, соответствующем постепенности переходов между почвами в природе.
7. Апробировать атлас в качестве инструмента решения мониторинговых, землеустроительных и учебных задач и предложить ряд подходов и алгоритмов решения этих задач.

тыс. га (6% территории РО) и обводнения - 1 млн. га (10 % территории). Также этот комплекс привел к созданию многочисленных озер, водохранилищ и заболоченных зон меньшей площади. В отдельных районах произошел подъем грунтовых вод с 4-5 до 2 метров, что приводит к замене автоморфных почв на полу- и гидроморфные, т.е. изменению на уровне типа почвы.
Еще одним значительным антропогенным почвообразующим фактором явилось выполнение постановления Совета министров СССР и ЦТС КПСС «О плане полезащитных лесонасаждений, внедрения травопольных севооборотов, строительства прудов и водоемов для обеспечения высоких устойчивых урожаев в степных и лесостепных районах Европейской части СССР» в 1948— 1965 гг. В стране были созданы государственные лесные полосы: Камышин-Волгоград, Воронеж-Ростов-на-Дону, Пенза-Каменск, Белгород-Дон, Чапаевск-Владимировка и др. Их протяженность составляла более 6 тыс. км. Колхозы, совхозы и лесхозы Ростовской области заложили до 1951 года полезащитные лесные полосы на площади 1852 тыс. га (18% территории РО). Создание системы лесополос оказало существенное влияние на эрозионные факторы почвообразования на территории РО.
Существенные антропогенные изменения в условия почвообразования на территории РО внесло освоение целинных и залежных земель в соответствии с программой 1954-55 годов. Деятельность в этом направлении велась с 30-х годов (совхоз «Гигант» Целинского района), однако именно в 50-х годах площади обрабатываемых земель РО существенно увеличились за счет земель Мартыновского, Зимовниковского, Ремонтненского и Заветинского районов. Автору не удалось найти данные о площади РО, затронутой в процессе выполнения этой программы, однако значительность этих изменений не вызывает сомнения. Так, например, в документах (Технические отчеты..., 1955-1995) отмечается, что причиной части почвенных обследований в 1968-1970 годах стала необходимость уточнения почвенных контуров и карт эрозии в связи с усилением пыльных бурь.
В меньших масштабах деятельность человека также проявляется в создании больших площадей искусственных, перемещенных, спланированных почв. В качестве примера приведем территорию ОПХ Пролетарское. Фрагмент легенды почвенной карты хозяйства, выполненной в 1988 году в масштабе 1:10 000 приведен на рис. 26. Из десяти названий почв 1-е,2-е, 3-е, 6-е, 7-е , 8-е названия указывают на спланированные почвы, т.е., антропогенно измененные. Площадь спланированных почв составляет 1335 га, или 80% территории хозяйства. Эти земли используются для культивирования риса способом «с затоплением», что позволяет включить в сельскохозяйственное пользование засоленные земли и обеспечить при правильном ведении хозяйства их рассолонение.
Основные крупномасштабные проекты географических преобразований на территории Ростовской области были закончены ориентировочно к 1955 году. С этого момента были запущены интенсивные процессы почвообразования, и именно с этого момента начались крупномасштабные почвенные обследования земель сельскохозяйственного назначения. К 90-м годам прошлого столетия на территории России было проведено 3-4 тура этих обследований (Почвенные ресурсы России..., 2010). В задачу настоящей работы не входит исследование факторов этих преобразований и их влияние на процессы почвообразования. Автор здесь хотел бы только подчеркнуть, что знание недавней истории и характера изменений территории позволяет осуществить почвенно-антропогенное зонирование условий и скорости почвообразования. Анализ изменений состава и свойств почв и СПП с учетом этого зонирования необходим для согласования между собой разновременных почвенных карт крупного и среднего масштаба, включенных в разрабатываемый атлас.