CC BY
63
Картография
УДК 528.9
СОЗДАНИЕ КАРТ ОБИЛИЯ И ЗАПАСОВ ОХОТНИЧЬИХ ВИДОВ ПТИЦ НА ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ РАВНИНЕ
Ирина Петровна Кокорина
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, старший преподаватель кафедры картографии и геоинформатики СГГА, тел. 8923-125-01-55, e-mail: [email protected]
Предложена методика создания системы карт распределения и численности боровой дичи на базе ГИС-технологий. С целью получения характеристик обилия использованы методы интерполяции.
Ключевые слова: зоогеографическое картографирование, карты распределения, карты запасов, геоинформационное картографирование, интерполяция, поверхность, глухарь, тетерев, рябчик.
CREATING DISTRIBUTIONAL AND POPULATION HUNTING BIRDS MAPS OF WESTERN SIBERIA
Irina P. Kokorina
Siberian State Academy of Geodesy (SSGA), 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo Ul., senior teacher of chair of cartography and geoinformatics, tel. 8923-125-01-55, e-mail: [email protected]
It is proposed the methodology of creating a series of distribution map and abundance of upland fowl based on GIS-technologies. In order to obtain the characteristics of fullness these interpolation methods are used.
Key words: zoogeographical mapping, distributional maps, population number, geoinformat-ic mapping, interpolation, surface, Capercaillie, Black Grouse, Hazel Grouse.
Исследования выполнены при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» (ГК № 02.740.11.0735).
Применение картографического метода в изучении биоты включает в себя создание ботанических, зоогеографических и зоологических карт. Среди зоогеографических карт выделяют карты фаунистические и животного населения. Карты животного населения подразделяются по следующим критериям: по классификации биологических объектов, по их обусловленности природными условиями территории, а также по пространственным и временным закономерностям их распределения. Легенды карт могут быть построены на качественной основе или количественных параметрах сообществ животных или отдельных видов. Особо выделяют карты, выполненные по коэффициентам сходства животного населения с использованием кластерного анализа [1].
Большое значение в существующих методиках имеет экспертный анализ данных специалистом-предметником. Экспертная оценка предполагаемого оби-
109
Картография
лия птиц по выделам карты, на которые не получены статистические данные, заключается в уточнении принадлежности необследованных выделов к их ближайшим аналогам, чтобы на картах не оставалось условно необследованных территорий [2, 3].
В настоящее время в зоогеографическом картографировании широкое применение находят геоинформационные технологии. Но они в основном используются в процессе составления карт (геоинформационное картографирование), в то время как анализ исходных данных проводится внешним, по отношению к ГИС, математическим аппаратом [4].
При создании карт населения животных, в частности карт охотничьих птиц, в качестве географической основы обычно используют ландшафтные и геоботанические карты [5]. Тематика данных карт служит объектом для выявления корреляционных зависимостей между размещением животного населения и факторами среды его обитания. Выявленные зависимости затем экстраполируют на большие территории [4].
Проблемой при картографировании редких птиц является большое количество нулевых оценок обилия охотничьих видов по местообитаниям, где они не были встречены даже при значительной протяженности учетных маршрутов вследствие того, что при приближении человека птицы затаиваются или уходят, не взлетая. Результаты таких учетов ненадежны, поэтому их использованию должно предшествовать предварительное усреднение данных за тот или иной период времени или в пространстве.
В проводимых исследованиях использовались материалы из банка данных Института систематики и экологии животных (ИСиЭЖ) СО РАН (г. Новосибирск), накопленные с 1959 по 2005 г. При этом выполнена система видовых карт распределения и численности боровой дичи в предпромысловый период на примере глухаря, тетерева и рябчика на территории Западно-Сибирской равнины. В работе при картографировании численности и распределения охотничьих птиц использован способ обозначения выделов бесконечно малой величиной -менее 0,0001 (в легенде обозначено «+0»). Это позволяет при кластерном анализе автоматически определять их в отдельную группу, чего нельзя добиться при нулевых значениях [6].
Картографической основой послужила карта «Растительность ЗападноСибирской равнины» масштаба 1 : 1 500 000 [7], цифровой вариант которой в формате MapInfo составлен в Центральном сибирском ботаническом саду (ЦСБС) СО РАН. Также использованы карты «Гидрография» и «Населенные пункты» на территорию Западно-Сибирской равнины в формате MapInfo. Исходные слои карты были представлены в разных проекциях. Для исправления этих недостатков произведено сохранение слоев карты в прямой равнопромежуточной конической проекции РСФСР, а также изменение угла положения центрального меридиана.
В ходе работы к существующим полям базы данных - «Номер выдела» и «Тип растительности» слоя «Растительность Западно-Сибирской равнины» -
110
Картография
добавлены новые поля «Обилие» и «Численность» и созданы легенды для каждого типа карт.
Следующий этап работы с таблицами базы данных - районирование растительности по выделам на карте. В данной работе используется схема районирования типологической геоботанической карты Западно-Сибирской равнины [7]. Тип растительности каждого выдела отнесен к определенной природной зоне, подзоне и типу растительной формации. В пределах зон и подзон выделены следующие типы ландшафтов: суходольные, внепойменно-болотные и пойм крупных рек.
Затем в базу данных внесена информация по обилию и численности птиц. При заполнении таблиц атрибутов применялся инструмент «Запрос» - «Выбрать согласно условию». Внесенные значения для целей картографирования объединены по интервалам.
В результате выполненной работы создана система трех типов карт на основе выделения уровней предварительного усреднения данных:
1) по выделам карты растительности;
2) по группам выделов карты растительности;
3) по группам ландшафтов.
Масштаб созданных карт 1: 10 000 000, компоновка плавающая, проекция прямая равнопромежуточная коническая. Общегеографическая нагрузка карт -объекты гидрографии и населенные пункты - показаны традиционными условными знаками. Границы природных зон и подзон показаны пунктирной линией и дополнены индексами. Распределение и запасы птиц отражены способом количественного фона. Использовано следующее цветовое оформление: для карт тетерева - оттенки синего и коричневого цветов, глухаря - оттенки зеленого, для карт рябчика - коричневого и желтого цветов, для карт суммарного обилия и запасов боровой дичи использовались оттенки оливкового цвета.
Всего созданных карт 17. Из этой системы опубликовано 7 карт [6, 8, 9].
Одной из сложностей зоогеографических исследований является то, что невозможно собрать данные на всю изучаемую территорию. Следовательно, необходимо построение непрерывной поверхности, интерполирующей значения численных анализируемых объектов.
Современные геоинформационные системы обладают множеством встроенных алгоритмов интерполяции [10, 11]. Ранее указывалось, что на картах многочисленны выделы, где охотничьи птицы не встречены из-за их редкости и скрытности, но на этой территории, несомненно, обитают. С целью получения количественных характеристик в этих выделах проведена сравнительная интерполяция на основе выполненной карты «Предпромысловое обилие тетерева на Западно-Сибирской равнине (по группам ландшафтов)». Использованы ГИС MapInfo и ArcGis с применением аналитических модулей Spatial Analyst и Geostatistical Analyst и приложение для ArcGIS Type convert (для построения центроидов полигонов) по следующим методам интерполяции: кригинг (геостатистическая интерполяция), сплайн, скользящее среднее значение, обратно взве-
111
Картография
шенные расстояния (IDW), триангуляция Делоне (TIN), а также построение полигонов Вороного.
В результате проведения интерполяции наиболее оптимальной следует считать поверхность, полученную методом кригинга. Лучшим вариантом отображения распределения характеристик картографируемого объекта в результате проведения интерполяции в ArcGis являются поверхности со ступенчатой шкалой. В ГИС MapInfo получены поверхности с меньшим пространственным разрешением, что уменьшает значимость полученных результатов по сравнению с поверхностями, построенными с помощью модулей ArcGis.
Для цели издания карт предложена методика их допечатной подготовки путем послойной конвертации в векторные графические редакторы и последующей коррекции цветовой палитры изображения в цветовой модели CMYK.
В графическом редакторе CorelDRAW выполнена допечатная подготовка карт. С использованием каталога Pantone произведен подбор цветов в модели CMYK. В ходе работы над первыми картами обнаружены недостатки карты-основы, которые были исправлены.
Для экспорта в CorelDraw карты сначала были послойно конвертированы с помощью «Универсального транслятора» MapInfo в САПР AutoCad. Из CorelDraw слои карт были экспортированы в формат Windows MetaFile (WMF). В результате на полученных отпечатках обнаружены участки изображения, не закрашенные цветом, но видимые с экрана монитора в программе CorelDRAW. С целью проверки корректности файлов карт в формате CDR была сделана их распечатка. При этом все цвета CMYK при печати были отображены. С целью установления причин выполнено цветоделение в CorelDRAW, в результате которого обнаружены участки границ полигонов, где черный цвет контура отсутствовал, вследствие чего полигоны, оконтуренные этим цветом, не были закрашены. Для исправления этих недостатков в AutoCad проведена коррекция (замыкание) границ полигональных объектов. Исправленные варианты карт затем окрашены в цвета палитры CMYK.
Так как шрифты, использованные на картах в формате TAB, конвертировались неверно, в CorelDRAW произведен набор текста легенд карт, а также названий населенных пунктов, индексов природных зон и нумерации цветов.
В дальнейшем при создании остальных карт недостатки карты-основы были учтены и исправлены перед конвертацией.
Таким образом, предложена методика создания системы карт распределения и численности боровой дичи, а также проведения интерполяции с целью получения характеристик обилия охотничьих птиц на необследованных территориях на базе ГИС-технологий.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Емельянова Л.Г., Огуреева Г.Н. Биогеографическое картографирование.- М.: Географический факультет МГУ, 2006. - 132 с.
2. Равкин Ю.С., Равкин Е.С. Опыт картографирования населения животных // Известия АН. Серия географическая. - 2004. - № 1. - С. 88-97.
112
Картография
3. Равкин Е.С., Равкин Ю.С. Птицы равнин Северной Евразии: Численность, распределение и пространственная организация. - Новосибирск: Наука, 2005. - 304 с.
4. Равкин Ю.С., Ливанов С.Г. Факторная зоогеография. - Новосибирск: Наука, 2008. -
205 с.
5. Тупикова Н.В., Комарова А.В. Принципы и методы зоологического картографирования. - М.: Изд-во МГУ, 1979. - 190 с.
6. Кокорина И.П., Равкин Ю.С. Опыт использования геоинформационных технологий при картографическом отображении численности и распределения глухаря на ЗападноСибирской равнине // Вестник Томского государственного университета. Биология. - 2010. -№ 4 (12). - С. 54-59.
7. Растительность Западно-Сибирской равнины. Карта масштаба 1 : 1 500 000 [Карта] / И.С. Ильина, Е.И. Лапшина, Н.Н. Лавренко и др. - М.: ГУГК, 1976.
8. Равкин Ю.С., Кокорина И.П. Картографическое отображение распределения тетерева и рябчика на Западно-Сибирской равнине // Сибирский экологический журнал. - 2011. -Т. 18. № 4. Сибирский экологический журнал. - 2011. - Т. 18. № 4. - С. 527-533.
9. Равкин Ю.С., Кокорина И.П., Богомолова И.Н. Опыт типизации и картографирования охотничьих угодий по обилию боровой дичи // Птицы Сибири: структура и динамика фауны, населения и популяций (Труды института систематики и экологии животных СО РАН, вып. 47) / Ред. Л.Г. Вартапетов. - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011. -С. 251-258.
10. Геоинформатика: в 2-х кн. Кн. 1: учебник для студ. высш. учеб. заведений / под ред. В.С. Тикунова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. -384 с.
11. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС. Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Часть 1. - М.: Изд-во Московского университета, 2002. - 140 с.
Получено 25.01.2012
© И.П. Кокорина, 2012
113
