CC BY
26
и цитометрии установлено, что по своей генетической структуре гибриды зеленых лягушек - аллодиплоиды с отсутствием интрогрессий генов, обоеполые, хотя и с явным доминированием самцов.
Ключевые слова: P. ridibundus, P. esculentus, Западное Подолье, цитометрический анализ, изменчивость.
Sobolenko L. Yu. Population Structure and Hybridization of Green Frogs -Pelophylax Esculentus (l., 1758) Complex in Western Podillia
This paper presents original data on population structure and hybridization of green frogs in Western Podillia. The existence of three forms of Pelophylax ridibundus, P. esculentus, P. esculentus - ridibundus in the region investigated was determined under the genetic structure analysis of green frogsopulations, moreover, the frequency of hybrid population exceeds the number of P. esculentus type - one of the parental forms. It was found by analyzing allozymes and cytometry that hybrids of green frogs by their genetic structure are allodiploids without genes introgression, bisexual, though with a clear predominance of males.
Key words: P. ridibundus, P. esculentus, Western Podillia, cytometric analysis, variability.
УДК 630*58 Доц. А.Ю. Терентьев, канд. с.-г. наук -
НУ бюресурав i природокористування Украти, м. Кшв
ВИКОРИСТАННЯ СУЧАСНИХ Г1С-ТЕХНОЛОГ1Й ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ПЛОЩ1 ЖИВЛЕННЯ ДЕРЕВ У Л1СОВИХ НАСАДЖЕННЯХ
Розглянуто методи розрахунку площi живлення окремого дерева. Запропоновано алгоритм використання сучасних Г1С-технологш для автоматизаци пошуку найближчих суидшх дерев окремого дерева на основi застосування триангуляци за методом Делоне iз залученням вшьно! бiблiотеки MapWinGIS для роботи з просторовими даними. Программно реалiзований додаток для оброблення просторових параметров розташування дерев iз використанням даних польових дослщжень апаратно-програмного комплексу Field-Map та розрахунку площi живлення окремого дерева на основi алгоритму, запропонованого Штером та доопрацьованого А.П. Тяберою.
Ключовi слова: площа живлення окремого дерева, просторове розташування, три-ангуляцiя Делоне, геошформацшш технологи.
Сучасш методи дистанцшного зондування дають змогу отримати значну кiлькiсть даних про середовище, в якому зростае насадження, а також npocTOpoBi параметри взаeмовiдносин дерев усередиш деревостану. До таких характеристик належать: дiаметр, висота, основнi характеристики крони, тип розмщення дерев у насадженш, середня вiдстань мiж деревами та площа живлення окремого дерева. Останнш безпосередньо впливае на густоту насадження, яка ткно корелюе з продуктившстю деревостану загалом [2, 4].
До методов дистанцiйного зонування можна ввднести сyпyтниковi та аеро-фотозшмки й iншi неконтактнi види отримання iнформацií. На жаль, сyпyтниковi та аерофотозшмки мiстять неповну iнформацiю про просторовi данi окремого дерева у насадженш, особливо тд наметом деревостану. Тому для детального дос-лщження просторового впливу дерев у насадженш бшьш дощльно використову-вати наземш методи дистанцiйного зондування, яю дають змогу отримати характеристики шднаметово1 частини деревостану. До таких методiв дистанцiйного зондування належить програмно-апаратний комплекс Field-Map, який забезпечуе вимiрювання окремих просторових характеристик дерева, що дае змогу проана-
Нащональний лкотехшчний унiверситет Укра'ни
лiзувати вплив сусiднiх дерев одне на одне. Разом з тим, тд час натурного досль дження деревостану, досить складно вивчити кореневi системи, що майже уне-можливлюе розрахунок площi живлення окремого дерева. Тому залишаеться ак-туальним питання про дослщження площi живлення окремого дерева та його зв'язок з iншими просторовими параметрами.
Методи та методика дослщжень. Ниш юнуе ктька методiв визначення площi живлення одного дерева [1, 8, 9], як можна згрупувати на дектька основ-них напрямiв. Одним iз найбiльш використовуваних вважаеться метод, запропо-нований П. П. Гзюмскм [1], його математичне вираження можна записати такою формулою:
F=1000/N, (1)
де: F - середня площа живлення одного дерева, м2; N - шльюсть дерев на 1 га.
Попри свою простоту цей метод визначае середню площу живлення одного дерева, проте не дае змоги проанаизувати залежнють площi живлення вiд просторових характеристик та вплив на продуктившсть окремого дерева.
Низка вчених, зокрема С. Ассман [9], А.К. Поляков [4] за основу визначення площi живлення одного дерева пропонують використовувати горизонталь-ну проекцш крони. Iншi методи визначення площi живлення пов,язанi з ураху-ванням впливу найближчих дерев. Зокрема, таю дослщження здiйснили Г. Браун, Ф. Штер, Г. Апостолов, А.П. Тябера, А.Н. Мартинов та багато шших [3, 7, 8]. Найбтьшо'1 популярносп набула методика визначення площi живлення дерев, яку запропонував Штер та доопрацював А.П. Тябера (рис. 1), и суть полягае у визначенш площi полiгону, утвореного перпендикулярами (Р^ до прямих (¿¿), що з'еднують дослiджуване дерево (<0) iз сусiднiми (<).
Вщстань вщ дослщжуваного дерева (б/о) до перпендикуляра (Р), що утворюе сторону полггону, рiзнi вченi розраховують по-рiзному. У цьому випадку використовують стввщно-шення:
1_ и • Б Б + '
де: I - вщстань вiд дослiджуваного дерева до перпендикуляра, м; и - вщстань мiж досль джуваним та сусщнш деревами, м; Б0 - дь аметр дослiджуваного дерева на висоп 1,3 м, см; - дiаметр сусiднього дерева на висоп 1,3 м, см.
Розрахунок площ живлення проводять графiчним або анал^ичним методом. Сучаснi можливостi шформащйних технологiй дають змогу автоматизувати цей процес. При цьому основна проблема полягае не у визначенш площi живлення, а в пошуку найближчих сусщтх дерев.
Враховуючи, що даш просторового розмiщення дерев представлен у виг-лядi координат, це дае змогу використати методи просторового аналiзу для визначення найближчих сусщтх дерев.
Рис. 1. Графiчна ттерпретащя розрахунку плошХ живлення
Значного поширення у сучасних ПС-технологiях набув метод пошуку найближчих сусiдiв за допомогою побудови полiгонiв (дiаграм) Вороного та по-дальшо! iдентифiкацií сумiжних дшянок.
Дiаграма е сукупнiстю таких полкотв, що Bci точки всерединi полкону знаходяться ближче до його центру, шж до центру iнших полкошв. Вiдповiдно, Bci точки на кордон мiж двома полiгонами розташовуються на однакових ввдста-нях вiд обох центрк, а вершини полiгонiв ркноввддалет вiдразу вiд трьох або навиь бшьше центрк. Крiм цього, полкони Вороного мають такi влаcтивоcтi:
• найближча пара точок вiдповiдаe двом сумiжним KOMipKaM у дiаграмi Вороного;
• двi точки сумiжнi на опуклш оболонцi тодi i тшьки тод^ коли ixm комiрки Вороного мають стльну грань нескшченно! довжини.
Для iдентифiкацií cумiжних точок можна використати триангуляцда Делоне [5, 6]. У загальному випадку вона вщповщае дуальному графу розбиття Вороного для N точок. Метод триангуляцп полягае в побудовi трикутникк, при цьому в описаному навколо трикутника колi бiльше немае точок, ^м вершин даного трикутника. Разом з тим центри описаних кiл е вершинами опуклих бага-токутникк дiаграми Вороного.
Таким чином, на оcновi файлу з координатами дерев за допомогою сучасних геошформащйних систем можна отримати файл з парами координат сусщтх дерев. У подальшому за допомогою методiв аналиично! геометрií можна побуду-вати шуканий полiгон та визначити його площу як опукло! оболонки.
Результати дослщжень. Вихвдними даними слугують файли даних натурно! зйомки насадження, отримаш за допомогою програмно-апаратного комплексу Field-Map. Попередньо дат повинш бути пiдготовленi у виглядi двох шейп-файлк.
Шейп-файл - популярний формат для зберкання не топологiчних вектор-них даних та атрибутивно! шформацп просторових об'ектк. Складаеться з трьох основних файлк з розширеннями:
• *.shp - призначений для зберкання просторово! iнформaцii про геогрaфiчнi об'екти;
• *.dbf - зберiгae атрибутивну шформащю у виглядi бази даних формату dBase;
• *. shx - шдексний файл, використовуеться для зв'язку мiж атрибутивною та прос-торовою iнформaцiею.
Перший шейп-файл безпосередньо отримуемо при екcпортi даних польо-вих доcлiджень з програмно-апаратного комплексу Field-Map. Вш мicтить коор-динати дерев, дiаметр, висоту, площу проекцц крони, висоту прикрiплення пер-шого живого сучка крони, висоту при^плення першого мертвого сучка та про-тяжнicть крони. Цi даш е основою для формування юнцевого файлу з обробле-ною шформащею. Другий шейп-файл - пiдготовлений у сучасшй геошформа-цiйнiй cиcтемi файл, що мктить лiнií трикутника, яш з'еднують cуciднi точки, об-роблених за допомогою метода Делоне та база даних з парами координат сусвд-шх дерев з'еднаних одшею з cторiн трикутника.
Подальше зктавлення cуciднiх дерев, розрахунок площi живлення одного дерева та формування кшцевого файла даних автоматизовано за допомогою програми, розроблено! на мовi програмування Visual Basic 6 та вшьно! бiблiотеки для роботи з просторовими даними MapWinGIS.
Нащональний лкотехшчний унiверситет Украши
Пiд час роботи програми (рис. 2) поступово завантажуються шейп-файли, при цьому спочатку ввдбуваеться зiставлення координат лiнiй трикутника та но-мерiв дерев. У подальшому на !х основi утворюються промiжнi файли для побу-дови та розрахунку плошд живлення окремого дерева, що мiстять зiставлення "дослвджуване дерево" - "найближчi сусiднi дерева". У шдсумку формуеться шейп-файл, що мктить просторове зображення площ живлення дерев насаджен-ня та базу даних в форматi Access з такими даними: номер дерева, дiаметр, висо-та, площа проекцií крони, висота прикрiплення крони, висота першого мертвого сучка, протяжнiсть крони, площа живлення, середня вiдстань до найближчих дерев та кiлькiсть сусщшх дерев.
Крш того, проводять попередню верифiкацiю розрахованих площ живлення та видаляють тi дiлянки, ят мають нехарактернi данi. Передусiм, це сто-суеться дерев, розташованих на межi дослiджуваноí дiлянки, що пов'язано з не-повними даними про сусщш дерева.
Рис. 2. Зразок <икна програми тд час роботи
Висновки. Таким чином, розроблена програма дае змогу автоматизувати розрахунок плошд живлення окремого дерева, вiзуалiзувати ц та пiдготувати данi для подальшого аналiзу у вигляда бази даних, що спрошуе подальшу обробку просторових характеристик насадження.
Лггература
1. Изюмский П.П. Площадь питания и ее значение для роста и развития насаждений. / П.П. Изюмский // В сб.: Лесоводство и агромелиорация : Респ. межвед. темат. науч. сб. - К. : Изд-во "Урожай". - 1971. - Вып. 24. - С. 123-128.
2. Мартынов А.Н. Густота культур хвойных пород и ее значение / А.Н. Мартынов. - М. : Изд-во ЦБНТИлесоз, 1974. - С. 123-128.
3. Мартынов А.Н. Зависимость биометрических показателей сосны от площади питания. / А.Н. Мартынов // Лесоведение : науч.-теорет. журнал. - М. : Изд-во "Наука". - 1976. - № 5. - С. 85-89.
4. Поляков А.К. Определение оптимальной густоты сосны в свежей субори / А.К. Поляков // Лесное хозяйство : межвуз. сб. научн. тр. - 1973. - № 12. - С. 123-128.
5. Скворцов А.В. Триангуляция Делоне и ее применение : научн. издание / А.В. Скворцов. -Томск : Изд-во Том. ун-та, 2002. - 128 с.
6. Трiаmyляцiя Делоне. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://uk.wikipedia.org/wiki/ Трь ангуляцк_Делоне.
7. Тябера А.П. Вопросы территориального размещения деревьев в сосновых древостоях / А.П. Тябера // Лесной журнал : Известия высших учебных заведений. - 1980. - № 5. - С. 5-7.
8. Тябера А.П. Площадь роста дерева и ее определение аналитическим способом / А.П. Тябе-ра // Лесной журнал : Известия высших учебных заведений. - 1978. - № 2. - С. 12-16.
9. Assman E. Waldertragskunde / E. Assman. - Munchen - Bonn-Wien. BLV. Verlagsgesellschaft, 1961. - 112 p.
Терентьев А.Ю. Использование современных ГИС-технологий для расчета площади питания деревьев в лесных насаждениях
Рассмотрен метод расчета площади питания отдельного дерева. Предложен алгоритм использования современных ГИС-технологий для автоматизации поиска ближайших соседних деревьев отдельного дерева на основе использования триангуляции по методу Делоне с применением свободной библиотеки для работы с пространственными данными MapWinGIS. Программно реализовано приложение для обработки пространственных параметров расположений деревьев с использованием данных полевых исследований аппаратно-программного комплекса Field-Map и расчета площади питания отдельного дерева на основе алгоритма, предложенного Штером и доработанного А.П. Тя-берой.
Ключевые слова: площадь питания отдельного дерева, пространственное расположение, триангуляция Делоне, геоинформационные технологии.
Terent'ev A.Y., Use of GIS Technology to Calculate the Area of Grouping Space of Trees in Forest Stands
Methods for calculating the area of grouping space of tree are analyzed. Algorithm for the search of the nearest neighboring trees a single tree on the basis of Delaunay triangulation method using free library MapWinGIS for work with the spatial data is developed. Software application for calculating spatial parameters of distribution of trees using data from complex Field-Map and calculation of grouping space a tree-based algorithm proposed by Stehr and revised A. Tyeaberoa are developed.
Key words: grouping space of a tree, spatial distributional, the Delaunay triangulation, GIS technology, forest stand.
УДК332.3 Астр. М.В. Харачко1 -Львiвський НАУ
ЗАСТОСУВАННЯ ГЕО1НФОРМАЦ1ЙНИХ СИСТЕМ В УПРАВЛ1НН1 ПРИРОДНО-ЗАПОВ1ДНИМИ ТЕРИТОР1ЯМИ
Розкрито питання застосування геошформащйних систем в управлшш природно-заповщнпми територiями.
Обгрунтовано, що проблема оптишзацп природного середовища i зокрема земель прпродно-заповщного фонду, е надзвичайно актуальна i потребуе свого впршення. З ог-ляду на це, розглянуто методолопчш питання землекористування на засадах системно! орiентащi у процес розв'язання проблемних еколопчних задач, оскшьки системний шд-хщ визначае науковють аналiзу i синтезу всякого явища, реч^ предмета, системи. Висвк-лено питання застосування геошформацшних систем (Г1С) в управлшш природно-запо-вщними територiями. Розглянуто унжальш можливост застосування Г1С у широкому
1 Наук. кергвник: проф. А.Я. Сохнич, д-р екон. наук.
