CC BY
71
Экология и природопользование
УДК 004.6:[528.9:59]
ОСОБЕННОСТИ ИНТЕГРАЦИИ ЗООЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ В СРЕДУ ГИС
Владимир Алексеевич Юдкин
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор биологических наук, профессор кафедры экологии и природопользования СГГА, e-mail: [email protected]
Наиболее информативным для познания является использование в ГИС исходных эмпирических данных. Различные типы зоологических данных характеризуются особенностями обработки для создания баз геоданных. Без существенной предварительной обработки информации можно создавать такие базы с результатами учета животных. Предварительная статистическая обработка необходима для хранения и анализа морфологических характеристик, репродуктивных параметров популяции. Сложнее всего корректные действия с информацией о встречах редких видов. Для каждого типа данных специфичны пространственные объекты и их границы.
Ключевые слова: популяция, население животных, сообщество, фауна, зоологическое картографирование, база геоданных, ГИС, пространственный анализ.
FEATUREA OF INTEGRATION OF THE ZOOLOGICAL DATA IN GIS ENVIRONMENT
Vladimir A. Yudkin
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotny str., professor, e-mail: [email protected]
The using of the primary empirical data in GIS is the most informative for cognition. Various types of the zoological data are characterized by features of processing for creation of the spatial databases. It is possible to create databases with results of the calculation of animals without essential preliminary processing of the information. Preliminary statistical processing is necessary for storage and the analysis of morphological characteristics and reproductive parameters of populations. Correct manipulations with the information about the meetings of rare species to carry out most difficult. Spatial objects and their borders are specific to each data type.
Key word: calculation of animals, population, animal assemblages, community, fauna, spatial database, zoological cartography, GIS, geoanalysis.
Любые зоологические данные, собранные в природе, относятся к категории геоданных и их корректный анализ средствами геоинформационных систем (ГИС) даст новую уникальную информацию. В различных ситуациях использования зоологических данных в ГИС, как правило, преследуется одна из двух целей: формальное присутствие зоологической компоненты и получение новой предметной зоологической информации в результате пространственного анализа или картографической визуализации предметных обобщений. Формальное использование практикуется обычно для создания отчетов по завершении каких-либо интеграционных проектов. Здесь чаще всего используются не эмпирические данные, а картографические модели. Но для картографических моде-
102
Экология и природопользование
лей, как правило, характерен наибольший субъективизм авторов. При этом говорить о гносеологических ценностях любых зоологических картографических моделей можно лишь при оценке их соответствия исходным эмпирическим данным. Подавляющее же большинство известных картографических моделей [6, 7, 12, 5] лишено возможности такой проверки, поэтому всерьез обсуждать их возможности в ГИС не следует.
С гносеологических позиций наиболее ценным в этом отношении является использование в ГИС исходных данных. При этом для каждого уровня их формализации возникают свои проблемы. Наиболее информативные для исследовательских целей - это данные, прошедшие лишь первичную камеральную обработку.
На первый взгляд, самые доступные для интеграции в ГИС - это фауни-стические сведения. Встречаемость редких животных чаще всего отображается точечным способом. Точечным объектом является каждое место встречи вида. В качестве атрибутов объекта выступают вид, пол, возраст, дата встречи, количество особей, характер пребывания. Несмотря на кажущуюся простоту работы с такими объектами в среде ГИС, корректный геоанализ требует дополнительных массивов данных. Дело в том, что информацию о встречах редких видов респонденты предоставляют охотно. А вот получить от них вразумительные сведения о «нулевых пробах» очень часто не удается. Корректный геоанализ невозможен без данных о локализации площадей, которые обследованы, но вид не обнаружен, и о площадях, которые не изучены.
Для отображения присутствия вида и характеристики изученности территории на этот предмет базы геоданных целесообразно дополнять делением территории на наименьшие пространственные единицы рассмотрения. В качестве примера такого деления в мелком масштабе можно привести деление территории Советского Союза на портале BIODAT [1]. Существенным недостатком этого деления является как разноразмерность наименьших единиц рассмотрения, так и их различная форма.
Еще один вид информации - это данные о возвратах колец окольцованных птиц, хранящиеся в стандартных таблицах формата Excel. Их с минимальной подготовкой можно сразу помещать в базу геоданных. Ее легко визуализировать. Основными объектами векторной карты являются линии, соединяющие точки мечения и отлова, их индивидуальный маркер - номер кольца. Эти объекты можно группировать по таким параметрам, как видовая и половозрастная принадлежность, временные характеристики и длина линии.
Легко можно создавать базы геоданных с результатами учета животных линиями ловушек, маршрутными учетами, другими учетами на площадках. Объектами такой базы и сопровождающей ее векторной карты являются отдельные маршруты (или линии ловушек, канавки, учетные площадки и т. д.), с той или иной точностью привязанные к географическим координатам. Признаками объекта являются виды, их количественная характеристика - число встреченных следов (пойманных особей) или плотность на трансекте или площадке.
103
Экология и природопользование
Сложнее работать с материалами, прошедшими элементарное обобщение. В качестве такого обобщения чаще всего используется расчет средних показателей и их статистических параметров для какого-то участка пространства. Такой участок традиционно называют ключевым. В базе геоданных именно его следует использовать в качестве объекта. В ряде исследований размеры, форма и пределы ключевого участка вообще не определены [3, 2, 10, 11], в других работах, наоборот, его границы четко обозначены и имеют замысловатую конфигурацию [8, 9, 4]. В последнем случае чаще всего границы ключевого участка выбираются без формальных критериев, и возникают сомнения в их корректности.
В крупном масштабе границы участков, для которых по выборочным данным планируется давать среднюю характеристику зоологического объекта (и ее статистические параметры), логично определять по единому принципу. Наиболее корректно определить ключевой участок как минимальное градусное поле, в котором помещаются все учетные площадки (маршруты, канавки, линии ловушек), заложенные в нем случайным образом. В то же время расчет средних плотностных характеристик населения животных имеет смысл только в том случае, если средняя получена по значениям с распределением частот, близким к нормальному. Таким образом удачно характеризуются морфологические и репродуктивные параметры популяции. А вот в большинстве исследований, основанных на результатах количественных учетов животных, средние показатели плотности для района некорректны, поскольку распределение частот показателей плотности вида, полученных на разных учетных площадках (маршрутах, линиях ловушек и т. д.), ничего общего не имеет с нормальным. Эту проблему можно решить с использованием категории имманентной плотности [13].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ареалы животных и растений: Электронный ресурс. - URL: http://www.biodat.ru/db/areal/mdex.htm
2. Блинова Т.К., Блинов В.Н. Птицы Южного Зауралья. - Новосибирск: Наука. - Т. 1, 1999. - 296 с., Т. 2, 1999. - 288 с.
3. Вартапетов Л.Г. Птицы северной тайги Западно-Сибирской равнины. - Новосибирск: Наука, 1998. - 327 с.
4. Головатин М.Г., Пасхальный С.П. Птицы Полярного Урала. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2005. - 558 с.
5. Кокорина И.П., Равкин Ю.С. Опыт использования геоинформационных технологий при картографическом отображении численности и распределения глухаря на ЗападноСибирской равнине // Вестник Томского университета. - Серия 2010. - № 4 (12). - С. 54-60.
6. Равкин Ю.С., Чеснокова С.В., Юдкин В.А. и др. Северо-Восточный Алтай: животный мир и среда (аннотированный атлас) / отв. ред. Л.Г. Вартапетов; Рос. акад. наук. Сиб. отд-ние, Ин-т сист. и экол. животных [и др.]. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. - 154 с.
7. Равкин Ю.С., Юдкин В.А., Вартапктов Л.Г. и др. Многомерный анализ животного населения (на примере земноводных, птиц и мелких млекопитающих равнинной части Ханты-Мансийского автономного округа) // Сиб. экол. журн. - 2004. - № 5. - С. 671-686.
8. Рябицев В.К. Территориальные отношения и динамика сообществ птиц в Субаркти-ке. - Екатеринбург: Наука, Урал. отделение, 1993. - 296 с.
9. Сазонов С.В. Орнитофауна тайги Восточной Фенноскандии. Исторические и зонально-ландшафтные факторы формирования. - М., 2004. - 391 с.
104
Экология и природопользование
10. Соловьев С.А. Птицы Омска и его окрестностей. - Новосибирск: Наука, 2005. -
296 с.
11. Торопов К.В. Птицы колочной степи Западной Сибири. - Новосибирск: Наука, 2008. - 356 с.
12. Цыбулин С.М. Птицы Алтая: пространственно-временная дифференциация, структура и организация населения. - Новосибирск: Наука, 2009. - 234 с.
13. Юдкин В.А. Экологические аспекты географии птиц Северной Евразии - Новосибирск: Наука, 2009. - 408 с.
Получено 29.05.2012
© В.А. Юдкин, 2012
105
