CC BY
25
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №05/2017 ISSN 2410-6070
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
УДК 004.62
А.Д. Позднякова, к.б.н., вед. научный сотрудник, Л.А. Поздняков, к.б.н., ст. научный сотрудник, О.Н. Анциферова, к.с.-х.н., зав. отделом, ФГБНУ ВНИИМЗ, г.Тверь, Россия
ВЫБОР НАИЛУЧШЕГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ ПРИ КАРТИРОВАНИИ ПОЧВ
Аннотация
В статье сравниваются различные способы графического представления данных обследования на примере электрического сопротивления, измеренного на торфяной почве. Картирование осуществлялось программой Surfer с использованием гриддинг-метода Криге (kriging). В зависимости от конфигурации участка обследования - прямоугольный или неправильной формы - выбирается способ построения сетки. Если участок прямоугольной формы, то проблем с картированием в программе Surfer нет. Это делается автоматически, по умолчанию. Если же участок произвольной формы, есть два варианта - либо с выделением "бланкованной" области, либо с построением сетки внутри области, ограниченной крайними точками обследования.
Ключевые слова
Геоинформационные системы, ГИС, торфоземы, электрическое сопротивление почв,
компьютерные технологии.
A.D. Pozdnyakova, PhD in Biology, Leading Researcher, L.A. Pozdnyakov, PhD in Biology, Senior Researcher, O.N. Antsiferova, PhD in Agriculture, Head of Department
FBGNU VNIIMZ, Tver, Russia
SELECTION OF THE BEST METHOD OF SAMPLING DATA INTERPOLATION FOR SOIL MAPPING
Annotation
We present different methods of graphical data representation (mapping) using field measurements of electrical resistivity measured on peat soil. Data were interpolated with gridding method kriging using "Surfer" software. Depending on the field configuration - rectangular or irregular polygon - the configuration of cells (grids) varied. If the field is rectangular, there are no problem in using standard gridding protocol in Surfer - such protocol is selected by default. For irregular fields (polygons) two protocols are compared in this paper: interpolation within the area outlined by the field polygon or interpolation within rectangular area outlined the corners of the farthest measured data.
Keywords
Geo-information systems, GIS, peat soils, soil electrical resistivity, computer spatial interpolation
При обследовании почвенного покрова часто используются программы геоинформационных систем (ГИС). ГИС - это современная компьютерная технология для картирования и анализа объектов реального мира, в том числе и картирования почвенного покрова.
Чаще всего для визуализации данных обследования используется такая программа, как Surfer. В этой программе для создания карты изолиний (Contour) требуется регулярный массив узловых точек. Процедура
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №05/2017 ISSN 2410-6070_
построения сети представляет собой интерполяцию или экстраполяцию значений исходных точек на равномерно распределенные узлы сетки в исследуемой области.
Программа Surfer предоставляет пользователю несколько методов построения регулярных сетей. Каждый из этих методов использует свою процедуру интерполяции данных, поэтому сети, построенные по данным с помощью различных методов, могут несколько отличаться друг от друга.
Наиболее популярен метод Kriging. Однако его можно применить разными способами. Чтобы выбрать наилучший способ представления данных мы провели исследования на участке «Дальний» долины реки Яхрома в Дмитровском районе Московской области [1]. В качестве исходных данных выбраны значения электрического сопротивления. Электрические сопротивления измеряли с помощью прибора LandMapper и датчиков, состоящих из 4-х металлических электродов, обеспечивающих контакт с почвой. Расстояния между электродами AMNB обуславливают необходимую глубину проникновения электрического поля в почву [2].
Чтобы оценить качество построения изолиний на карту помещали значения электрического сопротивления, измеренного в конкретной точке.
Kriging наиболее популярный метод, используемый многими исследователями. Однако есть некоторые нюансы его применения.
Если участок прямоугольный, то можно использовать прямоугольную сетку, покрывающую полностью площадь обследования. В программе это делается автоматически, по умолчанию. На практике очень часто участок исследования не является прямоугольным, а имеет произвольную конфигурацию. В этом случае прямоугольная сетка покрывает весь исследуемый участок и выходит за его пределы. То есть, сеточная область покрывает полностью базовую карту, внутри которой находится участок обследования (рис.1). В нашем случае базовая карта (рис. 1А) покрывается изолиниями полностью (рис.1Б).
А Б
Рисунок 1 - Базовая карта - участок «Дальний» с отмеченными точками обследования (А), распределение удельного электрического сопротивления (метод Kriging). Цифрами на карте обозначены значения электрического сопротивления в соответствующей точке (Б)
Такое представление данных не совсем корректно. Произведено интерполирование и экстраполирование данных далеко за пределы участка "Дальний". Сам участок "потерялся" и не виден на рисунке 1Б.
Однако в программе Surfer8 и 13 есть возможность исключить из интерполирования площади, на которых измерения не проводились. В нашем случае это область за пределами участка и той части, где нет точек наблюдения (рис.1А). Для решения подобных проблем в Surfer разработчики создали специальный вид данных - так называемые "бланкованные" области. Чтобы их создать, нужно «оцифровать» ту область,
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №05/2017 ISSN 2410-6070_
которую хотим исключить из гриддинга [3]. Область обязательно должна быть замкнута. После оцифровки этой области сохраняем результат в файл с расширением *.bln.
Для построения "бланкованных" сеток в меню Grid существует специальный пункт - Blank. В этом случае интерполирование осуществляется только на узлы "бланкованной" сетки, что более корректно.
Теперь, если создать по этой сетке карту изолиний, можно увидеть следующий результат (рис.2). Как видно, картинка более соответствует действительности. Распределение свойства представлено в пределах исследуемой области.
Следует отметить, что изолинии, проведенные этим методом, довольно хорошо согласуются с полученными данными. Близкие значения электрического сопротивления попадают в один контур.
Рисунок 2 - Метод Kriging с исключением необследованных участков (Surfer 8 и 13). Цифрами на карте обозначены значения электрического сопротивления в соответствующей точке.
Рассмотрим построение изолиний распределения электрического сопротивления, когда выбирается область, расположенная внутри контура ограниченного крайними точками измерения. Для этого в диалоговом окне программы Surfer 13 отмечаем пункт «Blank grid outside convex hull of data» (рис. 3)
Srid Data - I:\Wofk2017\2017-Suriert2016mbs2-noa6op метода\201б-т...
Data Columns (19 data points)
X: 1 Column A: X *[ Filter Data... [
Y: ¡Column B: Y
T View Data
Z: ¡ColumnEl R-br T1 Statistics В Grid Report
Gridding Method
[Kriging [ | Advanced Options... J [ Cross Validate,.. |
Grid Line Geometry
Minimum Maximum Spacing # of Nodes
X Direction: 0 648 6.612244698 99
Y Direction: 0 774| 7.818181818 100 |rrj
Z Transform: [ Linear
Minimum: None ▼
J Blank grid outside convex hull of data
Maximum: [None ▼ | Inflate convex hull by: o
Output Grid File
Ii \Work2017\2017-Surfer \2016mbs2-nofl6op метода V*-br-krig=out.grd
Рисунок 3 - Выбор гриддинг-метода и способа построения сетки В нашем случае изолинии будут выглядеть следующим образом (рис.4).
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №05/2017 ISSN 2410-6070
Рисунок 4 - Метод Kriging с областью ограниченной крайними точками обследования
В данном случае построение сетки и интерполирование осуществляется внутри области, ограниченной крайними точками обследования. Поэтому, если необходимо воспользоваться таким способом, нужно выбирать крайние точки ближе к границам участка.
Если такие точки выбраны далеко от границ участка, как в нашем случае, то области, близкие к границе участка, оказываются непокрытыми изолиниями, что тоже не совсем корректно. Выводы
Таким образом, если участок прямоугольной формы, то нет никаких проблем с картированием в программе Surfer. Это делается автоматически, по умолчанию. Если же участок произвольной формы, то есть два варианта: либо с выделением "бланкованной" области, либо с построением сетки внутри области, ограниченной крайними точками обследования. Мы считаем, что первый вариант лучше и в своих исследованиях чаще всего применяем его.
Список использованной литературы:
1. Поздняков А.И., Ковалев Н.Г., Поздняков Л.А., и др. Торф и эутрофные торфоземы при длительном сельскохозяйственном использовании. -Тверь: ТвГУ, 2014. - 356 с. ISBN 978-5-91229-86-2.
2. Golovko L., Pozdnyakov A., Pozdnyakova A. LandMapper ERM-02: Handheld Meter for Near-Surface Electrical Geophysical Surveys // J. FastTIMES (EEGS), 2010. Volume 15, Issue 4 - Agriculture: A Budding Field in Geophysics, pp.85-93
3. Позднякова А.Д., Анциферова О.Н. Особенности работы в программе Surfer при картировании мелиорированных участков //Инновационные агро- и биотехнологии в адаптивно-ландшафтном земледелии на мелиорированных землях: материалы Междун. научно-практ. конф. ФГБНУ ВНИИМЗ, г.Тверь, 15-16 сентября 2016 г. -Тверь: Твер. Гос. Ун-т, 2016.- с.285-289.
© Позднякова А.Д., Поздняков Л.А., Анциферова О.Н., 2017
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №05/2017 ISSN 2410-6070_
ИСТОРИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 929
О.В. Богданова
к.и.н., доцент Факультет гуманитарного образования Самарский государственный технический университет г. Самара, Российская Федерация
КАРАМЗИН ОБ ИВАНЕ ГРОЗНОМ Аннотация
В статье анализируется некоторые главы «Истории Государства Российского Н.М.Карамзина, повествующие об одном из самых противоречивых и неоднозначных российских монархов - Иване IV Грозном. С позиций выдающегося русского историка автор пытается дать оценку личности первого русского царя: начиная с реформаторской деятельности и заканчивая установлением режима его личной власти. Вслед за Карамзиным, автор анализирует причины смены политического курса, делая вывод о воспитательной роли истории, извлечения из нее уроков.
Ключевые слова
Концепция «двух Иванов», Избранная рада, реформы, опричнина, опричный террор, компромисс.
Молодой Пушкин так писал об «Истории Государства Российского» Н.М.Карамзина: «В его «Истории» изящность, простота /Доказывают нам без всякого пристрастья,/Необходимость самовластья - /И прелести кнута» [1, с. 112]
Личность великого князя и царя Ивана Васильевича IV Грозного вызывала во все времена больше антипатий, чем симпатий, поэтому доказывать преимущества самовластного способа правления на примере его царствования чрезвычайно сложно. Тем более интересно проследить, как это делает один из величайших современников Пушкина - Н.М.Карамзин - литератор и историк, впервые открывший глаза российскому читателю на историю его отечества.
Н.М.Карамзин в предисловии в своему многотомному произведению пишет: «История передает деяния великодушных царей и в самое отдаленное потомство вселяет любовь к их священной памяти» [2, с.5 ].
Ивана IV трудно назвать великодушным царем. Какую же оценку дает его деятельности Н.М.Карамзин, посвятивший свой труд монарху - своему современнику -Александру I?
Историк пошел по пути компромисса, взяв за основу своей оценки концепцию «двух Иванов» князя А.М. Курбского. Суть ее заключается в том, что на исторической арене во второй половине XIV в. действовали как бы два Ивана: один мудрый государственный деятель, реформатор, заботящийся о благе государства - в первую половину своего царствования; другой - тиран и деспот - во второй период правления. Условной границей между двумя временными отрезками деятельности «двух Иванов» Карамзин считает смерть первой жены Ивана Грозного - царицы Анастасии. Но концепция Курбского взята лишь за основу, в нее были внесены существенные дополнения.
Если за теоретическим построением князя Курбского скрывается «личный» интерес - показать историческую значимость того периода царствования Ивана IV /1549-1560 гг./, активным участником которого был сам А.М.Курбский, то Н.М.Карамзин в этом смысле беспристрастен. Характеризуя правление молодого царя , он пишет: «Он любил показать себя царем, но не в делах мудрого правления, а в наказаниях, в необузданности прихотей, играл милостями и опалами, умножал число любимцев, еще более умножая число отверженных, своевольствовал, чтобы доказать свою независимость» [3, с.59 ].
Раздел о приближении к трону Сильвестра и Адашева Н.М.Карамзин называет в своем труде «Чудное исправление Иоанна». Когда молодой царь взирал на то, как гибла в огне пожара его столица, к нему со смелой проповедью обратился священник одного из московских монастырей, который хотел преобразований
