Ивлев А.М. Дербенцева А.М., Ознобихин В.И., Крупская Л.Т., Саксин Б.Г. Почвенно-экологическое картографирование

Подождите немного. Документ загружается.

Наряду с материальными объектами, картографические модели могут

включать и абстактные представления:

-теории и гипотезы о развитии природных объектов,

-картографический материалы в виде аэро- и космических снимков,

-цифровую информацию, характеризующую качество и количество

природных объектов, в виде таблиц, диаграмм, математических и логиче-

ских формулы, уравнений и символов.

Термин "картографическое моделирование" включает два понятия:

-процесс (или технология) создания моделей действительности, в виде

карт;

-способ (метод, принцип) исследования с помощью картографических

моделей.

К.А. Салищев отметил, что "картографическое изображение - это об-

разно-знаковые модели, воспроизводящие ту или иную часть действитель-

ности в схематизированной или наглядной форме».

И далее он продолжил, что «картографическому моделированию дос-

тупны как внешние формы, так и сущность, внутреннее содержание явле-

ний".

Картографическому моделированию присуще несколько принципов:

1. принцип подобия, означающий соответствие, сходство создаваемой

модели и объекта;

2. абстрагирование - выделение главного, существенного свойства,

характерного для объекта и пренебрежение побочных свойств,

структур и отношений;

3. принцип связи с математическим моделированием - кодирование,

символизация;

4. принцип системности - рассмотрение объектов как целостного

множества взаимодействующих компонентов со всеми их внутрен-

ними и внешними связями.

2.2. Свойства картографических моделей и их типы

Картографические модели обладают целым рядом свойств:

-подобие отношений,

-избирательность,

-синтетичность,

-метричность,

-непрерывность изображения,

-обзорность,

-логичность легенды.

Подобие отношений - это основное свойство картографической моде-

ли, и состоит оно в выражении пространственно-временного подобия. По-

добие отношений требует соблюдения главного условия - правильно ото-

бражать сложные многокомпонентные системы. Они могут отображаться

не обязательно на одной карте, но и на сериях взаимосвязанных карт, по-

священных разной тематики.

Подобие отношений проявляется в подобии связей, во взаимном рас-

положении объектов

Избирательность - следующее свойство картографических моделей.

Суть этого свойства состоит в том, что картографическая модель должна

раздельно изобразить факторы, явления и процессы, которые в реальной

действительности взаимосвязаны, действуют совместно.

Синтетичность картографической модели, наоборот, состоит в уме-

нии отображать совместно явления и процессы, которые в реальных усло-

виях проявляются изолированно. Картографический синтез связан с введе-

нием обобщающих понятий, показателей, условных обозначений, с разра-

боткой синтетических легенд.

Метричность - наиболее явное свойство, обеспечиваемое математиче-

ским законом проекции, точностью создания и воспроизведения карты, об-

ладающей масштабом, классификацией, шкалой и градацией условных

обозначений. Все это позволяет выполнять количественные измерения, как

качественных, так и количественных характеристик объекта (явления).

С этой целью различают следующие виды определений и измерений

по картам:

а) качественные определения, выполняемые на основе принятых

классификаций;

б) количественные измерения, выполняемые в абсолютной и относи-

тельной шкалах (длина, площадь, объем, направление и т.п.).

в) балльные оценки, которые позволяют характеризовать явления ме-

рами, носящими промежуточный характер между качественными и коли-

чественными.

Баллы, как количественная величина, вводятся обычно

- как порядковый номер в упорядоченной классификации (напри-

мер, почвы оподзоленные: балл 3 - сильно-, балл 2- средне-, балл

1 - слабоподзолистые)

- -как оценка состояния объекта, явления, ситуации (например,

оценка условий произрастания культур: хорошие - 5 баллов,

средние – 3 балла, плохие -1 балл).

Непрерывность изображения. Это одно из важнейших свойств карто-

графической модели. Любая карта "не терпит пустоты". В этом отношении

она отличается от многих других моделей.

Обзорность. Это самое специфическое свойство карты, позволяющее

исследователю охватить единым взглядом сколь угодно обширное про-

странство. Именно это свойство позволило открыть многие географиче-

ские и геологические закономерности регионального и планетарного мас-

штабов.

Логичность легенды. Под легендой понимается совокупность всех ус-

ловных обозначений и пояснений к карте. Легенда неотрывна от карты,

служит ключом к ней и ее логической основой. Известно, что составление

карты начинается именно с разработки легенды.

Легенда карты поясняет условные знаки, содержит таксономические

подразделения разных рангов, показывает их соподчиненность, дает опре-

деление.

Нередко, для наглядности, легенды строятся в табличной форме. Ус-

ловные знаки, штриховки, цвета, принятые в легенде, выбираются с таким

расчетом, чтобы подчеркнуть значение, соподчиненность или общность

изображаемых явлений. Пользуясь картой, исследователь получает в свое

распоряжение не только образно-знаковую, но и логическую модель.

Для удовлетворения разнообразных потребностей общества, в настоя-

щее время строиться большое количество разнообразных картографиче-

ских моделей. Их можно объединить в следующие типы (табл. 1), каждый

из которых включает ряд подтипов.

Таблица 1

Типы картографических моделей

Признаки типизации Модели

По основному содержанию модели Топографические

Географические

Геологические

По апробированности и точности Государственные

Отраслевые

Ведомственные

По основной направленности Многоцелевые

Тематические (или специальные)

По масштабности Обзорные

Мелкомасштабные

Среднемасштабные

Крупномасштабные

Детальные

По отражению времени события Статические

Кинематические

Динамические

Например, географические модели разделяются на ряд целевых:

физико-географические,

климатические,

лесоустроительные,

почвенные,

административные,

политические,

народонаселения,

исторические,

экологические,

морские,

железных дорог,

ландшафтные и т.п.

2.3. Картографическая информация

Понятие «картографическая информация» было предложено А.М. Бер-

лянтом

Под термином "картографическая информация" понимают содержание

карты (или сведения) отображенное различными условными знаками на

самой карте, и на прилагаемой легенде.

В список сведений, включенных в понятие «картографическая инфор-

мация», входят такие показатели:

-количество условных обозначений,

-вероятность появления того или иного знака;

-разнообразие знаков,

-способ графической передачи тематического содержания.

Картографическая информация включает два взаимодействующих

компонента:

-карту, как носителя информации и

-получателя информации, в лице читателя.

Отсутствие взаимодействия «носителя» информации с ее потребите-

лем, лишено всякого смысла. Картографическая информация не существу-

ет сама по себе, отдельно от читателя, а возникает только в системе "карта

- читатель карты".

Карта всегда содержит множество знаков. Это дает возможность при-

менять пространственные комбинации их (знаков) путем сложения, взаим-

ного перекрытия, объединения, пересечения и т.п.

Картографическая информация не исчерпывается нагрузкой карты.

Она проявляется еще и через отношения между изображаемыми явления-

ми. Часть картографической информации присутствует на карте как бы в

скрытом виде, и поэтому не поддается формально-информационной оцен-

ке. Между тем, именно скрытая картографическая информация представ-

ляет порой наибольший интерес для потребителей карты. Например, на

крупномасштабной геоботанической карте картограф показывает расти-

тельные ассоциации, их сочетания. А геоморфолог, анализируя эту карту,

умеет увидеть на ней информацию о составе и свойствах поверхностных

отложений, о режиме подземных вод и даже размещении полезных иско-

паемых, индикаторами которых служат те или иные растительные сообще-

ства.

Почвовед, на основании информации о растительном покрове, априори

делает заключение о характере почвенного покрова, что затем проверяет

собственными почвенными исследованиями.

2.4. Характер и назначение топографических карт

ер

По определению Лебедева П.Е., топографическая карта - это умень-

шенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, по-

строенное по определенному математическому закону. Топографическая

карта, с помощью условных обозначений показывает присутствующие на

местности объекты, как природные, так и созданные руками человека.

Шилов П.И. дает такое определение: топографическая карта - это

уменьшенное изображение на плоскости значительной части земной по-

верхности, полученное с учетом кривизны земли.

Топографические карты являются основой для построения других ти-

пов карт (ландшафтных, почвенных, климатических и др.) Топографиче-

ские карты исполняются строго инструментальными методами, и поэтому

точно пространственно привязаны к местности.

Топографические карты - один из видов географических карт общего

содержания, дающие точное и подробное (допускаемое масштабом) изо-

бражение местности. Они являются своеобразным хранилищем ценных

сведений о местностях, пригодных для самого разнообразного и широкого

использования. Их применяют для геологических и инженерных изыска-

ний, в землеустройстве, мелиорации и др. целей (рис.5).

Современная топографическая карта должна отвечать следующим тре-

бованиям:

-содержать достоверную информацию,

-информация должна быть точной,

-информации должна быть полной и подробной

-информация должна быть наглядной

-информации читаемой

-иметь условные знаки.

Достоверность информации .Это набор изображений на карте, соот-

ветствующий реальной обстановки на местности на момент съемки (или на

момент исправления ее первоисточников).

Точность информации. Это сохранение геометрического подобия объ-

екта, его местоположения и размеров, в соответствии с назначением и

масштабом карты.

Полнота и подробность информации. Представленные на карте изо-

бражения должны полностью отображать характерные особенности мест-

ности, показ которых определяется назначением и масштабом карты.

Наглядность информации. Изображения, показанные на карте, долж-

ны быть отображены в таком виде, что читатель с первого взгляда мог вы-

делить все наиболее важное и существенное в ее содержании. Это одно из

главных требований к свойствам карт.

Читаемость информации. Это одно из основных свойств карты, вы-

раженное качеством изображения информации, позволяющее легко разли-

чать все детали содержания карты при подробном ее изучении.

Условные знаки или топографические знаки. Это графическая форма

изображения объектов, надписи, а также цифровые показатели, отобра-

жающие количественную и качественную характеристики объектов мест-

ности.

Условные обозначения являются языком карты. Они дают возмож-

ность уменьшать размеры изображаемой земной поверхности. При этом,

сохраняются все объекты местности, даже те, которые в силу уменьшения

не получают отображения в масштабе карты, но которые по своему значе-

нию должны быть показаны.

Рис.5. Фрагмент топографической карты масштаба 1:50 000.

Условные знаки, как правило, по форме напоминают внешний вид

изображаемого предмета (вид сбоку или сверху) или отражают его харак-

терные особенности.

Так, неровности земной поверхности (рельеф), на топографических

картах изображают горизонталями или изогипсами.

По геометрическим свойствам и назначению, условные знаки разде-

ляют на три группы:

а) масштабные (пашня, луг, озеро, болото, лес, кустарник);

б) внемасштабные (жилые постройки, километровые столбы, указате-

ли дорог, пункты государственной геодезической сети, отдельные курганы,

отдельно лежащие камни);

в) пояснительные (характеристика леса: еловый, березовый; направле-

ние и скорость течения реки; глубина болота; название реки;

глубина обрыва и т.д.).

Глава 3.

ИЗУЧЕНИЕ ПО КАРТАМ СТРУКТУРЫ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ И

ДИНАМИКИ ЯВЛЕНИЙ

Картографическое исследование, направленное на изучение каких-то

вопросов, по информации, изложенной на картах, включает 4 этапа:

1 этап - постановка задачи, которую необходимо решить при помощи

информации, изложенной на карте;

2 этап - подготовка к исследованию;

3 этап - проведение исследования;

4 этап - интерпретация полученных результатов.

Этап - постановка задачи. Исследование по картам начинается с со-

держательного формулирования задачи. Способы постановки задач раз-

личны - от интуитивного поискового предположения (гипотезы) до четкой

математической формулировки.

Этап - подготовка к исследованию. Начинается с выбора картографи-

ческих источников и технических средств. Подбирая карты, оценивают их

полноту, точность, современность, степень генерализации, взаимную до-

полняемость.

Важным условием, на этом этапе, является определение (оценка) оп-

тимального набора карт. При этом нельзя забывать, что для части карт, со-

держащих ту или иную необходимую информацию, потребуется провести

предварительную подготовку к комплексной интерпретации. Прежде все-

го, это касается приведения всех используемых материалов к единому ра-

бочему масштабу. На базе отобранных карт, строятся специальные наклад-

ки, в которых главное внимание акцентируется на ведущих факторах.

Иногда необходимо предварительно выполнить авторское районирование

территории, с учетом информации, содержащейся на карте.

Часто, изучая сложное явление, стараются учесть как можно больше

воздействующих факторов и компонентов. Для этого обычно стремятся

привлечь большое количество карт: отбирают карты, отображающие раз-

ную тематику, карты разных времен изготовления (составления), карты

разных масштабов. Но это не всегда оправдано. Наоборот, это может быть

серьезным организационным и методическим просчетом. Установлено, что

для оценки какого-либо явления, достаточно учитывать лишь ¾ всех воз-

действующих факторов. Остальные факторы учитываются опосредственно

(косвенно). Поэтому и нет необходимости их учитывать.

Использование множества карт лишь увеличит трудоемкость работ. А

главное, может направить исследователя по ложному пути.

Чтобы этого избежать - необходимо проводить сортировку карт, раз-

делить их на главные, и второстепенные

На этапе «подготовка к исследованию», должен быть точно и одно-

значно определен метод снятия с карт исходных данных – это:

-сплошной метод, или

-ключевой метод, или

-выборочный метод.

Одновременно характер необходимых преобразований картографиче-

ского изображения, и порядок (очередность) их проведения.

Этап - проведение исследования. Собственно исследовательская часть

работы состоит в обосновании приемов, и способов достоверного выделе-

ния главных факторов по выбранным материалам. Главные факторы могут

выделяться (выбираться) раздельно, по сочетаниям, по трансформирован-

ным картам.

Для оценки правильности выбранных факторов, используются карты

хорошо изученных участков, принимая их как эталонные. На эталонных

участках опробуют альтернативные варианты, дающие возможность вы-

брать из них наиболее эффективный для предстоящего исследования. Ис-

следование продолжается после корректировки методики, пополнения

(или, наоборот, сокращения) набора карт.

Таким образом, исследование по картам - это процесс, в ходе которого

осуществляется ряд последовательных приближений к искомому итогу.

Этап - интерпретация результатов. Это завершающий (и самый от-

ветственный) этап исследования. Он начинается с оценки точности состав-

ленных карт, графиков, таблиц. При этом следует иметь в виду, что верное

научное объяснение, полученное с меньшей точностью, более важно, чем

неверно истолкованный результат, хотя и более точно отображенный.

Суть интерпретации полученных результатов состоит в установлении

соответствия между формализованными данными (добытыми в итоге кар-

тографического анализа), и некоторой системой фактов, закономерностей и

содержательных концепций.

Из общих требований, предъявляемых к качеству интерпретации, наи-

более важны полнота и возможность распространения полученных зако-

номерностей на другие аналогичные объекты и территории.

3.1. Анализ структуры

Изучение по картам структуры объектов и природных явлений имеет

задачу выявить существующие закономерности в их взаимосвязях динами-

ческого развития природных процессов. С этой целью проводится анализ

ситуации, для чего выявляется все множество объектов, их расположение в

пространстве, существующие связи, а также уровни иерархического со-

подчинения.

Картографический анализ наиболее эффективен при выявлении про-

странственных закономерностей, т.е. объективно существующих, повсеме-

стно проявляющихся устойчивых структур. Примером является открытие

на земном шаре системы планетарной трещиноватости. Тектонические,

геологические и гипсометрические карты сыграли выдающуюся роль в вы-

явлении протяженных линий или дугообразных, структурных элементов на

нашей планете. Это спрямленные, и четко ориентированные горные хреб-

ты, уступы, разломы, глубоководные желоба, океанические хребты, доли-

ны крупных рек, резкие береговые линии и окраины шельфов и т.п.

Система этих географических элементов хорошо дешифрируется при

анализе разномасштабных геологических и топографических карт, а также

на геофизических материалах и аэрокосмических. Более глубокое исследо-

вание структуры явлений нередко требует трансформирования самого кар-

тографического изображения, т.е. перевода его в иную форму, более удоб-

ную для извлечения новой информации

Назовем некоторые наиболее распространенные виды преобразований

структуры картографических образов:

-вычисление

-схематизация и детализация

-перевод качественных показателей в количественные, и обратно

-континуализация