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

Подождите немного. Документ загружается.

ского риска на уже действующих разработках, так и на предполагае-

мых к освоению.

На карте суммирована информация о возможных экологических

последствиях, возникающих в процессе деятельности золотодобы-

вающих горных предприятий в регионе. Информация должна быть из-

ложена в удобной для принятия управленческих решений форме.

рис.31.

Условные обозначения:

1 – глобальный водораздел, разделяющий бассейны аккумуляции

планетарного уровня (бассейны Тихого и Ледовитого океанов);

2 – региональные водоразделы, оконтупривающие водосборные

бассейны морей (Охотского, Берингового, Яполнского);

3 – водоразделы, оконтуривающие водозборные бассейны рек (II,

III, и более высоких порядков);

4-6 – региональные природно-горнопромышленные системы (про-

гнозируемые): 4 – контуры провинций, 5 – контуры областей, 6 – кон-

туры районов загрязнения, возникновение которых возможно при пол-

ном освоении ресурсов рудного района и рудного узла. Цифра с боку

соответствует максимальному балу экологического риска;

7-9 – локальные природно-горнотехнические системы: 7 – место-

рождения благородных металлов, 8-9 – техногенные пустоши и зоны

влияния;

10 – направление преимущественного сноса;

11 – промежуточные бассейны аккумуляции.

Составление эколого-геохимических карт, дают возможность ос-

мыслить уже сложившиеся представления, и по новому взглянуть на

прогнозируемую экологическую ситуацию на Дальнем Востоке.

Применение системного подхода составить в решении этой зада-

чи позволяет составить генеральный план освоения золотодобываю-

щих районов.

Глава X

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАРТ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И

ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

10.1. Картографическое прогнозирование

Прогнозирование - одна из фундаментальных проблем в науках о

Земле и обществе. Научное предвидение становится логическим про-

должением и целью многих исследований.

Еще в древние времена по картам предсказывали положение неиз-

вестных земель, горных хребтов, островов. Считается, что даже вели-

кий Магеллан, заранее предполагал существование пролива, соеди-

няющего Атлантический океан и Тихий. Этот прогноз он сделал, яко-

бы, изучая карты, составленные знаменитым космографом Мартином

Бехаймом.

Известно, что А.П. Карпинский по картам предсказал положение

горных систем в неизученной тогда Антарктиде.

В.Ю. Визе (1912) - полярный исследователь и океанограф, при на-

несении на карту маршрута дрейфа шхуны "Св. Анна", и направления

ветров, обнаружил их резкое расхождение. Он высказал предположе-

ние о существовании земли (острова) между 78

и 80

N к востоку. На

основании этого, он нанес на карту положение предполагаемого ост-

рова. В 1930 году, ледокол "Седов", под начальством О.Ю. Шмидта,

прошел от северной оконечности Новой Земли на северо-восток и от-

крыл остров, предсказанный Визе. Остров был назван именем В.Ю.

Визе.

Прогнозирование, как научное предвидение, будущих тесно связа-

но с оценкой состояния динамических и статических систем. Отраже-

ние этих состояний на картах и позволяет, как логический вывод, со-

ставлять прогнозы на развитие явлений (процессов) в будущем.

Прогнозированию, как научное исследование, использует карты на

всех этапах работы, начиная со сбора информации, ее обработки и

преобразования, и заканчивая составлением итоговых прогнозных

карт.

Использование карт для получения знаний о явлениях и процес-

сах, недоступных по каким-либо причинам современному исследова-

нию, называют картографическим методом прогнозирования.

Различают следующие виды прогноза по картам:

-прогноз во времени;

-прогноз в пространстве;

-пространственно-временной прогноз.

Прогноз во времени наиболее применим для составления метео-

рологических, климатических и многих других динамических явлений,

обуславливающих развитие таких процессов, как эрозия почв и акку-

муляция осадков, современная тектоническая активность, урожайность

сельскохозяйственных культур и т.д.

. Хорошо известны синоптические карты, позволяющие предска-

зать развитие быстро меняющихся во времени циклонов и антицикло-

нов, фронтов воздушных потоков, зон осадков, ветров. Такие карты

составляют обычно или на каждые сутки, или на каждые 3 часа или

даже чаще.

Прогноз медленно меняющихся явлений можно составлять на де-

сятилетия вперед.

Прогноз в пространстве по вертикали применяется в геологии и

геоморфологии, в основном для предсказания о местоположении по-

лезных ископаемых, артезианских вод, тепловых потоков в недрах

земной коры. Он связан с экстраполяцией взаимосвязей между явле-

ниями, изображенными на картах, посвященных разной тематики.

Прогноз в пространстве по горизонтали применяется в случае, ко-

гда материалом служат карты-аналоги, т.е. карты, на которых изобра-

жены одни и те же явления, но для разных территорий. Например, из-

вестно, что аналогичны по геологическому строению районы алмазо-

носных месторождений в Африке и Якутии, так они имеют схожий ге-

незис. Именно подобная аналогия служит основанием к детальным

геологоразведочным работам, приводящим к открытиям месторожде-

ний полезных ископаемых. Так, например, были открыты в Сибири

кимберлитовые трубки, богатые алмазами.

Пространственно-временные прогнозы - это синтетический вид

прогнозирования, позволяющий предсказать развитие и эволюцию яв-

ления в прогнозируемом пространстве. Например, к пространственно-

временным прогнозам можно отнести прогнозы изменения природной

среды, под влиянием хозяйственной деятельности человека.

10.2. О прогнозных картах

Прогнозное картографирование - это один из новых разделов те-

матической картографии.

Прогнозные карты являются продолжением и развитием оценоч-

ного картографирования, или индикационного картографирования.

Индикационные карты предназначены для выявления не отобра-

женных, но распространенных явлений. Выявляются они по косвен-

ным признакам, путем установления зависимостей между ведущими

факторами.

В основу составления индикационных карт положены представле-

ния о тесной взаимосвязи явлений (служащих индикаторами) с про-

гнозируемыми (индицируемыми) явлениями.

Например, индикационные карты растительности дают возмож-

ность прогнозировать поиски полезных ископаемых. Эти же карты

дают возможность судить о химическом составе грунтовых вод.

Оценочные карты также очень близки к прогнозным. Это позво-

ляет говорить о единстве процесса оценочно-прогнозного картографи-

рования.

Для оценки и прогноза часто используют одни и те же методы.

Они служат продолжением один другого, хотя их назначение, роль в

познании и достоверность различны.

Прогнозные карты можно классифицировать по разным основани-

ям: по охвату территории (региональные, локальные), по времени

(краткосрочные, среднесрочные, долгосрочные), по тематике (трудо-

вые ресурсы, опасные природные явления).

11. КАРТОГРАФИЯ И ГЕОИНФОРМАТИКА

В наши дни информатизация коснулась всех сторон жизни обще-

ства. В науках о Земле, информационные технологии породили геоин-

форматику и географические информационные системы (ГИС).

Первые ГИС были созданы в Канаде и США, в середине 60-х гг.

Сегодня, в промышленно развитых странах существуют тысячи ГИС,,

используемых в экономике, экологии, управлении ресурсами и охране

природы, кадастре и т.д.

В создании ГИС участвуют международные организации, такие

как ООН, ЮНЕП, ФАО и др.. В каждой стране этим занимаются мини-

стерства и ведомства, картографические, геологические, земельные и

другие службы.

Во многих странах образованы национальные и региональные ор-

ганы, в задачи которых входит развитие ГИС и автоматизированного

картографирования.

Федеральная программа России предусматривает создание цифро-

вых и электронных карт, различных масштабов, от 1:10000 до 1:1000

000. Создаются банки данных для этих карт, разрабатываются геоин-

формационные системы для различных территорий, например по Се-

веру, по Байкалу и другим регионам.

В Москве сформирован первый Российский научно-

производственный центр геоинформации (Росгеоинформ). Важной це-

лью для него является вхождение в международные информационные

сети. Это нужно для того, чтобы ввести собственные геоинформаци-

онные ресурсы в международной научно-практический оборот, а также

для получения доступа к зарубежным базам данных.

В картографии выделилась новая научная дисциплина, получив-

шая название «картографическая информатика». Эта научная дисцип-

лина изучает, и разрабатывает, методы сбора, хранения и выдачи по-

требителям информации о картографических произведениях и их ис-

точниках.

Геоинформатика и картография имеют шесть аспектов их взаимо-

действиях (Берлянт, Кошкарев, Тикунов, 1991):

-общегеографические и тематические карты и атласы, как главный

источник пространственной информации о природе, хозяйстве,

социальной сфере, экологической ситуации;

-картографические координатные системы, (включая разграфку),

как основу для географической локализации любой пространственной

информации, поступающей и хранящейся в ГИС;

-карты дистанционного зондирования и другой некартографиче-

ской информации, используемой в ГИС;

-картографический анализ - один из наиболее эффективных спосо-

бов выявления пространственных географических закономерностей,

связей, динамических тенденций, используемых в базах знаний;

- математико-картографическое моделирование и геоинформаци-

онное картографирование - одна из основ ГИС-технологий, применяе-

мых при принятии решений, управлении, проведении экспертиз, со-

поставлении прогнозов;

- картографическое изображение - самая целесообразная форма

представления информации пользователям ГИС, так что создание

электронных карт и атласов рассматривается как основная функция

ГИС.

- 11.1 Модели взаимодействий в геоинформатике

Существует несколько моделей соотношений. Рассмотрим модель

доминирования картографии:

Согласно этой модели, дистанционное зондирование и ГИС вхо-

дят, в качестве пересекающихся подсистем, во всеохватывающую сис-

тему картографии (рис.32):

(ДЗ ∩ ГИС) ⊂ К

ГИС ДЗ

Рис.32. Модель соотношения картографии (К), дистанционного

зондирования (ДЗ) и ГИС (по Fisher P.F., Lindenberg R..E.,1989)

Другими словами, и дистанционное картирование, и ГИС, являются

составляющими элементами общей системы картирования. Без уча-

стия этих двух составляющих, никакое картирование не проводится.

При проведении любого вида

картирования, используется информация

как дистанционного картирования, так и информация ГИС.

11.1.1 . ГИС и телекоммуникационные сети

Определение места ГИС в системе современного научного знания,

выявление ее роли в интеграции с картографией, и в информатизации

общества, было бы неполным, без рассмотрения взаимодействия гео-

информационных технологий и телекоммуникационных сетей.

Реализация этого взаимодействия является необходимым услови-

ем для пользования геоинформационных ресурсов, включая картогра-

фические.

Телекоммуникационные сети относятся к классу сетей передачи

информации. Они состоят из звеньев и цепей передачи данных, обес-

печивающих ввод и вывод информации. Основное назначение теле-

коммуникационных сетей состоит в обеспечении доступа к информа-

ционным ресурсам, для осуществления свободного и оперативного

обмена данными по всем отраслям знаний.

В России наиболее распространенной является телекоммуникаци-

онная сеть РЕЛКОМ, представляющая собой российский сегмент

(часть) международной сети INTERNET.

С помощью электронных карт, передаваемых по телекоммуника-

ционным сетям, решаются задачи мониторинга, оперативного прогно-

за.

По данным дистанционного зондирования со спутников, создают-

ся карты состояния и температуры облачного покрова, ожидаемого

распределения дождей и состояния растительного покрова, которые

затем распространяются среди заинтересованных пользователей по ка-

налам INTERNET.

Другими словами, в теорию и практику составления различных

карт, активно вошло телекоммуникационное картографирование, - то

есть составлениям по сетям дистанционной связи.

11.1. 2. Геоинформационное картографирование

Геоинформационное картографирование (ГК) является результа-

том прямого взаимодействия картографии и геоинформатики. Оно

формируется как узловая дисциплина на пересечении автоматизиро-

ванного картографирования (АК), аэрокосмических методов (АКМ) и в

их широком понимании, системное картографирование (СК) и

ГИС(рис.33):

Геоинформационное картографирование можно определить как

особое новое направление в картографии, суть которого составляет ав-

томатизированное информационно-картографическое моделирование

природных и социально-экономических геосистем на основе ГИС и

баз географических, геологических, экологических знаний.

Традиционная картография испытывает сегодня перестройку, со-

поставимую с теми изменениями, которые сопровождали переход от

рукописных карт к печатным полиграфическим оттискам.

ГК

АК

СК

ГИС АКМ

Рис. 33. Геоинформационное картографирование как узловая кар-

тографическая дисциплина

Проблематика геоинформационного картографирования и ГИС

вбирает в себя основные аспекты составления, редактирования, обнов-

ления, издания и использования карт, автоматического изготовления

карт на основе обработки материалов дистанционного зондирования.

Словарь терминов

Абстрактность геоизображений

- свойство графичес

ких образов передавать

формализованные, обобщенные и упрощенные характеристики и взаимосвязи

реальных или идеальных объектов, исключая их частные свойства и связи, не-

которые индивидуальные черты. Абстрактность часто является следствием

генерализации геоизображений. В наибольшей степени она присуща картам.

Автоматическая (автоматизированная) генерализа

ция - формализованный

отбор, сглаживание (упрощение), фильтрация геоизображений в соответствии

с заданными алгоритмами и формальными критериями.

Анаглифическое геоизображение (анаглиф) -

карта или

снимок, отпечатанные

двумя взаимно дополняющими цветами (сине-зеленым и красным) с некото-

рым параллактическим смещением, „так что оба изображения образуют сте-

реопару. При бинокулярном рассмотрении через специальные очки-

светофильтры с красным и сине-зеленым стеклами читатель воспринимает

единое черно-белое стероизображение. Методы машинной графики позволя-

ют получать экранные анаглифические геоизображения.

Анаморфированное геоизображение (анаморфоза) -топологически пре-

образованная карта (картоид) или другое геоизображение, в проекцию кото-

рого кроме географических координат, входит и сам картографируемый пока-

затель (например, количество населения, удаленность от центра и т. п.)

Анаморфометрия - часть морфометрии, занимающаяся измерением и вы-

числением количественных показателей объектов по анаморфированным

геоизображениям.

Анимация — динамическая последовательность экранных геоизображений

(кадров), создающая при демонстрации эффект движения. Различают плоские и

объемные (стереоскопические) анимации.

Аэрокосмические методы — совокупность методов неконтактной съемки

(дистанционного зондирования) и изучения Земли и ее частей путем регист-

рации и анализа их собственного и отраженного излучения с летательных воз-

душных и космических аппаратов. Одни из основных методов получения

геоизображений.

Аэрокосмическое зондирование

— неконтактная (дис

танционная) съемка

Земли с летательных воздушных и космических аппаратов, часть аэрокосми-

ческих методов изучения Земли. Термин иногда неточно употребляется как

синоним дистанционного зондирования.

Блок-диаграмма- трехмерный картографический рисунок, совмещающий

перспективное изображение поверхности с продольным и поперечным раз-

резами.

Визуализация — способ преобразования невидимых глазу физических па-

раметров или кодов объектов в видимое черно-белое или цветное изображе-

ние — снимок, карту и др.

Восприятие геоизображений - процесс получения (приема), преобразования

и осмысления геоинформации, обеспечивающий читателю (пользователю)

понимание содержания геоизображения, ориентировку в окружающем мире,

решение научно-практических задач.

Временной масштаб - для динамических геоизображений (анимаций, карто-

графических фильмов) отношение, характеризующее соотношение времени

демонстрации изображения и реального времени (например, временной мас-

штаб 1:86 400 означает, что 1 секунда демонстрации равна суткам и т. д.).

Географическая информационная система (ГИС) -

автоматизированная

аппаратно-программная система, осуществляющая сбор, обработку, хране-

ние, отображение и распространение пространственно-координированной гео-

информации. ГИС предназначена для решения научных и прикладных задач

инвентаризации, анализа, оценки, прогноза и управления окружающей средой

и территориальной организацией общества. Основу ГИС составляют автома-

тические картографические системы, а главными источниками информации

служат различные геоизображения. Результаты работы ГИС также чаще всего

визуализируются в виде геоизображений.

Геоизображение — любая пространственно-временная масштабная генера-

лизованная модель земных (планетных) объектов или процессов, представ-

ленная в графической образной форме.

Геоикоиика — научная дисциплина, разрабатывающая общую теорию гео-

изображений, методы их анализа, преобразования и использования в научно-

практической деятельности.

Геоиконометрия — раздел геоиконики, который объединяет систему дисци-

плин, изучающих общую теорию, методы и средства измерений по геоизо-

бражениям.

Геоинформатика — 1. Научная дисциплина, изучающая геосистемы (их

структуру, связи, динамику, функционирование в пространстве-времени) по-

средством компьютерного моделирования. Средство моделирования и позна-

ния геосистем. 2. Технология (ГИС-технология) сбора, хранения, преобразо-

вания, отображения и распространения пространственно-координированной

информации с целью решения задач инвентаризации, оптимизации, управле-

ния геосистемами. 3. Производство (геоинформационная индустрия) аппа-

ратных средств и программных продуктов, включая создание баз и банков дан-

ных, систем управления, стандартных, коммерческих) ГИС-оболочек разного

целевого назначения и проблемной ориентации.

Геоинформационное картографирование

- отрасль

картографии, занимаю-

щаяся автоматизированным составлением и использованием карт, как моделей

геосистем, на основе ГИС-технологий и баз географических (геологических,

экологических, почвенных, социально-экономических и др.) знаний. Геоин-

формационное картографирование — один из главных способов построения

геоизображений.

Геоинформация - 1. Совокупность пространственно-координированных

данных и (или) знаний о геосистемах или их элементах, существующих между

ними отношениях, зависимостях. Рассматривается как один из видов ресурсов,

используемых в научно-практической деятельности. 2. Результат восприятия