CC BY
36УДК 631.6.02:528.8 Дмитрук Ю. М., Стужук О. В.
Картограф1чне моделювання Грунтового покриву та ероз1йних процес'в методом пластики рельефу
Чершвецький нацюнальний уыверситет iMeHi Юрiя Федьковича, м. Черывц e-mail: stouzhouk.olga@gmail.com
Анотаця. Проведено досл'дження можливост/' застосування карт пластики рельефу у великомасштабному картуваннi фунт/'в. Визначено перспективи нтеграцТ методу у систему мського землекористування та при визначенн вартост/' земл/'.
Ключовслова: метод пластики рельефу, фунти.
Картографiчне моделювання ландшаф^в та Тх компонент е одним iз найактуальшших серед прикладних завдань у системi географiчних наук. Природокористування загалом, i землекористування зокрема, неможливе без достовiрноТ шформа^я про якiсний стан Грун™, Тх агровиробничi характеристики, вартiсть тощо. Таю дат потребують постiйного оновлення, так як в протилежному випадку неможливе ефективне використання земель, оцшки Тх ресурсних можливостей, впровадження новп~шх технологш у виробництво, перш за все агровиробництво, та якюно новi проекты ршення для системи просторового планування урбоекосистем.
Сучасна система мошторингу фунтового покриву базуеться на матерiалах великомасштабного Грунтового обстеження (1957-1961 рр.) i подальшого Тх корегування. Забезпечення вщповщноТ' актуальностi даних про стан Грун™ реалiзуеться на сьогоднi шляхом агрохiмiчноТ паспортизацiТ земель сiльськогосподарського призначення. Для сел^ибних ландшафтiв такi роботи практично не проводяться. НаявноТ iнформацiТ про Грунтовий покрив вкрай мало, що унеможливлюе оцiнку його дiйсного стану. 1стотним недолiком е ТТ розмщення у неструктурованих базах даних рiзних пiдприемств системи управлiння земельними ресурсами.
На час актуальним залишаеться проведення повторного (для незалежноТ УкраТни - першого) великомасштабного Грунтового обстеження iз залученням методiв дистанцiйного зондування та нових ПС-технологш.
Дiевим iнструментом у картуванш Грунтового покриву е метод пластики рельефу. Його реалiзацiя здшснюеться засобами сучасних Г1С, а методика проведення забезпечуе математично-визначеними даними про Грунтовий покрив, як фiзичний об'ект. Метод також дае можливють отримання ряду додаткових показниш про стан та динамку розвитку земельних ресурав у контекст геоморфолопчних особливостей територп.
Метод пластики рельефу розроблявся власне для картування Грунтового покриву i набув широкого розповсюдження [4,5]. Вагомi результати впливу водних та лiтодинамiчних потокiв i терморежиму схилiв на формування властивостей Грунтв [9,10] стали передумовою його розвитку в рамках ГрунтознавчоТ науки. Адептом методу пластики рельефу е 1.М. Степанова та його учш. Ними проаналiзовано теоретичш передумови та власне методика створення карт пластики рельефу. Визначення просторових меж Грунтових вщмш при Тх крупномасштабному картуванш методом пластики рельефу, охаректеризоваш А.С.Стрелковим [7]. Кшцевий результат вттення методу використовуеться в якост системно-геоморфолопчноТ основи для нанесення Грунтових вщмш. Отже, в основi методу пластики рельефу лежить взаемозв'язок мiж власне процесами Грунтогенезу, а тому властивостями Грунтв та способом Тх залягання у просторi i чаа за елементами рельефу [3]. Ця закономiрнiсть створюе передумови для оцшки потоково-динамiчних властивостей ландшафтiв, що М.А. Лопачев [3] пропонуе використовувати як основу при картуванш Грутчв.
Метод пластики рельефу у сучасних Г1С вттено, наприклад, в моделюванш танген^альноТ кривизни. Тх поеднання разом iз даними дистанцiйного зондування та аерокосмiчними знiмками дозволяе закласти основи створення геошформацшного комплексу для дiевого мошторингу стану земельних ресурав.
Побудову карти пластики рельефу нами проведено у середовищ1 Г1С GRASS 6.4 [2,8], на основ! попередньо оцифрованих горизонталей топограф1чноТ' карти для територ1Т в адмшютративних межах урбоекосистеми м. Чершвцк Векторизац1я 1зол1н1й топограф1чноТ карти виконано програмою Easy Trace 7.99 Pro. На вихщнш топограф1чн1й основ! висота перер1зу горизонталей складае 1м, що
Вступ
Матерiали та методи
дозволяе отримати детальну модель рельефу. Застосування в якост головного шструменту для моделювання потокових структур саме програмного засобу Г1С GRASS 6.4, в першу чергу, зумовлено його доступнютю. Це безкоштовна геоiнформацiйна система з вщкритим кодом, в якiй моделювання потокових структур досягаеться застосування спецГального модулю, що розраховую тангенцiальну кривизну поверхш.
Результати та обговорення
Суть методу пластики рельефу полягае у видтены на топографiчнiй основi двох форм поверхн -опуклостей та ввГгнутостей. Це досягаеться шляхом проведення за точками перегину горизонталей лжи планово! кривизни - морфоiзографи. Згщно методу пластики рельефу саме вона i е лшГею, яка визначае реальн межi мiж фунтовими вщмшами. Маеться на увазi, що морфоiзографа утворюе границю мiж авто- та гщроморфними Грунтами [7], в межах ареалiв яких видiляються й шшГ типи фунтГв.
Перевагою використання методу пластики рельефу е отримання математично визначених даних, як можна надалi застосовувати для виведення рiзноманiтних ктькюних параметрiв. Це досягаеться шляхом побудови карт за горизонталями топографГчноТ основи, властивютю яких е метричнiсть. Визначення положення точок "нульовоТ" (планово!) кривизни також е суто математичною операцГею. В результатi отримуеться динамiчна модель структури земно' поверхн у виглядi потокiв.
Ефективнють видiлення фунтових вщмш за картами пластики рельефу можна оцшити шляхом аналiзу з юнуючою картою агровиробничих груп фун^в. Останню накладено на топографiчну карту з горизонталями в межах дослщжуваноТ територп урбоеколандшафту. Це дозволяе аналiзувати вплив геоморфодинамiчного чинника на розмiщення рiзних типiв фун^в.
Вiзуальна оцiнка приуроченост конкретних типiв фун^в до тих чи шших форм рельефу (рис. 1) свщчить про iснування наявних неузгодженостей, а тому i про помилки при створенн фунтовоТ карти. З наявних невщповщностей можна зробити висновок про обмеженють застосування методу педокартування. Якщо брати до уваги, що висота перерiзу горизонталей на топографiчнiй основi складае 1 м, то справедливим би було припущення, що Тх присутнють спричинена результатами генералiзацiТ. Проте можна зауважити (рис. 1б) спiвпадiння меж фунтових вщмш з наявними шфраструктурними об'ектами (дорогами, забудовою). Це свщчить про комплексну невщповщнють встановлених на фунтовш карт меж геоморфологiчним умовам територiТ.
Горизонталi топографГчноТ карти дають уявлення про профтьну кривизну рельефу. На основi проведених дослiджень [4] виявлено, що змша властивостей фунтв залежить вщ планово' кривизни територiТ. Тобто чергування типГв фунтв буде приурочене до умовного пщняття територГТ (опуклостi) чи ТТ пониження (ввГгнутостГ). Тому саме карти пластики рельефу дають можливють виявлення таких просторових особливостей.
Без проведення детального аналГзу, зображеноТ частини потоковоТ структури (рис. 1в), можна зробити висновок про наявнють помилок у нанесены меж фунтових вщмш. Згщно теори методу пластики рельефу, в площин видiленого потоку може розмГщуватись один тип Грунту. Подт основи потоковоТ структури границею фунтових вГдмГн, однозначно свГдчить про невщповщнють реальноТ ситуацп на створенiй картографiчнiй моделi.
Шляхом додаткового аналiзу карти пластики рельефу виявляються мюця потенцшного прояву та iнтенсивнiсть ерозiйних процеав. Моделювання та кiлькiсна оцiнка останньоТ потребують вiдображення на картi профтьноТ кривизни.
Отже, недолiки у розмежуванн фунтових вГдмГн визначають якГсть картографiчного матерiалу та можливостГ його застосування. Тому важливють достовГрностГ даних про стан фунтового покриву важко переоцшити. 1нформацГя про фунти необхГдна для визначення нормативноТ грошовоТ оцГнки земель, яка лежить в основГ встановлення вартостГ кожноТ окремоТ земельноТ дтянки. Особливо актуальним це питання е для територп селГтибних ландшафтГв. Адже вщносно мала площа земельних дтянок, порГвняно Гз землями сГльськогосподарського призначення, призводить до диференцГацГТ у визначенш Тх вартостГ. Тому на перший план виступае достовГрнють та актуальнють даних не лише про структуру фунтового покриву на Тх площинГ, але i про ряд шших характеристик.
Карти пластики рельефу дають можливють встановити штенсивнють ерозшних процеав для конкретноТ територГТ. Це досягаеться шляхом системно аналГзу створених потокових структур. Збтьшення кГлькостГ мГсць розгалуження потоку на площин дГлянки свГдчить про IT приналежнють до ареалГв з Гнтенсивними ерозГйними процесами. Детальний Тх аналГз дозволяе виявити ряд математично-статистичних параметрГв для визначення штенсивносп прояву ерозГТ. Вони можуть бути використан для створення методики оцшки земель, в якГй би враховувались вартють надГлГв i ступГнь прояву ерозшних процеав. АналГз потоковоТ структури з математичною точнютю забезпечить отримання даних про Тх динамку. На основГ такоТ ГнформацГТ можна розробити класифкацш параметрГв або коефГцГентГв для врахування якост земель при визначенш Тх вартостГ.
Рис. 1. Вiзуалiзацiя особливостей меж ^рунтових вщмш: а) на топографiчнi KapTi; б) на KOCMi4HOMy 3HiMKy; в) на потокових структурах (карт пластики рельефу)
Перспективним також е застосування карт пластики рельефу при проектуванн1 нових масив1в забудови у населених пунктах [1]. В умовах достатньо розчленованого рельефу, важливим вважаеться питання розм1щення 1нженерних мереж, л1н1йних об'ект1в, дор1г, просторовоТ' орюнтацп квартал1в забудови та кожноТ' буд1вл1 зокрема. Анал1з потокових структур дае змогу оптим1зувати встановлення м1сць розм1щення перел1чених об'ект1в, з метою забезпечення найкращих умов Тх експлуатацп. Прихильниками методу пластики проведено ряд досл1джень [1] впливу динам1ки рельефу на забудову та 1нфраструктуру населених пункт1в. Аналог1чний анал1з для досл1джуваних територп, може надати комплекс даних для створення нових п1дход1в у проектуванн1 забудови, при визначенш придатност1 земель для р1зних потреб чи при складанн1 програм Т'х охорони та збереження.
Отже, метод пластики рельефу створюе можливють системного п1дходу до картування фунтового покриву у поеднанн1 з одночасним в1дображення на картограф1чному матер1ал1 додаткових особливостей земноТ' поверхн1. Системний анал1з картограф|чних моделей дозволяе ефективно визначати мюця локал1зацп границь фунтових вщмш, а додаткова 1нформац1я про будову потокових структур, ще й використовувати ц1 дан1 для досл1дження ерозшних процес1в. Поеднання даних про фунтовий покрив та 1нтенсивн1сть ерозп на одн1й карт1, п1дкр1плене математичною визначен1стю обох явищ, створюе перспективи для розробки новоТ' методики оц1нки земель у середовищ1 Г1С.
Лтература
1. Брагин П.Н. Морфодинамический анализ как метод для целей градостроительного планирования / П.Н. Брагин // Ярославский педагогический вестник. - 2004. - № 1-2. - С. 166-177.
2. Дмитрук Ю. М. Окрем1 аспекти оргашзацп територп на основ1 виокремлення потоково-ор1ентованих структур 1з використанням Г1С GRASS / Ю. М.Дмитрук, В. Р. Черлшка // Землеустрш i кадастр. - 2011. - № 3. - С. 57-64.
3. Лопачев Н. А. Структура почвенного покрова - основа точных систем земледелия / Н. А. Лопачев // Вестник ОрелГАУ. Агроэкология. Почвоведение. - 2006. - № 2-3. - С. 88-91.
4. Степанов И. Н. Пространство и время в науке о почвах. Недокучаевское почвоведение / Игорь Николаевич Степанов. - М. : Наука, 2003. - 184 с.
5. Степанов И. Н. Потоки карт пластики рельефа - формализованные экологические системы / И. Н. Степанов // Материалы конференции "Математическое моделирование в экологии". - Пущино : ЭкоМатМод, 2009. -с. 262-263.
6. Степанов И. Н. Теория пластики рельефа и новые тематические карты / И. Н.Степанов. - М. : Наука, 2005. -230 с.
7. Стрелков А. С. Методика использования системно-геоморфологической основы при почвенном картографировании (на примере Ленинградской области): автореферат дис. на соискание учен. степени канд. географ. наук: спец. 25.00.25 "Геоморфология и эволюционная география" / А. С. Стрелков. - Санкт-Петербург, 2007. - 11 с.
8. Черлшка В. Р. Особливост та актуальнють використання системи пщтримки аналiзу географiчних ресурав (GRASS) / В.Р.Черлшка, Ю.М.Дмитрук // Ученые записки Таврийского нацюнального университета им. В.И.Вернадского. - Серия: География. - 2011. - Т.24 (63). - №1. - С. 3-7.
9. Шарый П. А. Геоморфометрия в науках о земле и экологии: обзор методов и приложений / П. А.Шарый // Известия Самарского НЦ РАН. Серия Биология. - 2006. - Т. 8. - №2. - С. 458-473.
10. Shary Peter A. Institute of physical, chemical and biological problems of soil science of the Russian Academy of Sciences / Peter A.Shary// Proceedings of International Symposium on Terrain Analysis and Digital Terrain Modelling. - Nanjing, 2006. - р. 1-6.
Аннотация Ю. М. Дмитрук, О. В. Стужук Картографическое моделирование почвенного покрова и эрозионных процессов методом пластики рельефа. Проведено исследование возможности применения карт пластики рельефа в крупномасштабном картировании почв. Определены перспективы интеграции метода в систему городского землепользования и при определении стоимости земли. Ключевые слова: метод пластики рельефа, почвы
Abstract. Y. M. Dmitruk, O. V. Stuzhuk Cartographic modeling and soil erosion by method of plastic relief. A study of the possibility of using plastic card relief in large-scale mapping of soil. The prospects of integration method in the system of urban land use and in determining the value of land. Keywords: method of relief plastic, soils.
Поступила в редакцию 31.01.2014 г.
