| » Меню сайта |
| » Подразделы страниц | ||
|
| » Музыка для души |
| » Теги по сайту |
| Главная » Файлы » Книги |
МОЖЛИВОСТІ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ ОДЕРЖАННЯ ПРОСТОРОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ ПРО ПАРАМЕТРИ ҐРУНТІВ
| [ Скачать с сервера (151.8 Kb) ] | 25.02.2010, 00:37 |
МОЖЛИВОСТІ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ ОДЕРЖАННЯ ПРОСТОРОВОЇ ІНФОРМАЦІЇ ПРО ПАРАМЕТРИ ҐРУНТІВ А.Б.АЧАСОВ, кандидат сільськогосподарських наук Представлено результати різних методів одержання просторової інформації про вміст гумусу в ґрунтовому покриві. Проведений порівняльний аналіз використаних методів: дистанційної гумусної індикації, крігінгу й геоінформаційного аналізу рельєфу. Грунт, вміст гумусу, дистанційне зондування, крігінг, геоінформаційний аналіз, рельєф. Існує розрив між потребою сільського господарства в об’єктивній континуальній інформації про властивості ґрунтів і можливостями ґрунтознавства, традиційна методологія якого дозволяє отримувати переважно дискретні дані. Вирішення цього питання можливе за умови використання сучасних методів одержання просторової інформації, а саме: дистанційного зондування (ДЗ); геоінформаційного аналізу рельєфу, як матриці ґрунтоутворення; геостатистичного аналізу дискретних даних [2]. Метою дослідження є порівняння можливостей вищезгаданих методів щодо отримання інформації про такий важливий параметр ґрунтового покриву, як вміст у ньому гумусу. Матеріали і методика досліджень. Об’єктом дослідження слугував ґрунтовий покрив Люботинського експериментального полігону (Харківська обл., Харківський р-н), який репрезентований чорноземами опідзоленими й темно-сірими опідзоленими ґрунтами різного ступеня змитості. Територіально полігон складається з двох полів, розташованих на протилежних схилах і розділених річковою заплавою. В ході досліджень в 2000 р. було відібрано "Наукові доповіді НАУ” 2007–2 (7)http://www.nbuv.gov.ua/e-Journals/nd/2007-2/07aabasc.pdf 54 зразки з верхнього шару ґрунту (0-10 см) за регулярною мережею з кроком 100 м. В усіх зразках визначали загальний вміст гумусу (Н) та гранулометричний склад ґрунту. Згідно з поставленою метою обробка отриманих у ході польових досліджень даних проводилась за трьома варіантами. Перший варіант – використання даних дистанційного зондування для вивчення гумусованості ґрунтів полігону. Використовувались архівні дані космічної зйомки, одержані за допомогою приладу КФА-1000, супутник "Ресурс-Ф1". Час проведення зйомки – 27.05.1989. Матеріали космічного зондування були надані ДНВЦ "Природа”. Під час камерального дешифрування встановили, що на момент зйомки з двох досліджуваних полів лише одне було не зайняте рослинністю. Це типова ситуація для дистанційного ґрунтознавства й одна з причин обмеження використання даних ДЗ. Вивчення архівних даних метеостанції й господарства показало, що на момент зйомки поверхня ґрунту перебувала в умовно повітряно-сухому стані, що дозволило зняти питання про вплив вологості на забарвлення ґрунту. Регресійний аналіз дозволив встановити, що залежність між яскравістю зображення ґрунту на знімку (G) та вмістом у ньому гумусу (Н) характеризується r = – 0,74 і описується такою формулою: Н = 7,3-0,045G. (1) Абсолютна похибка складає 0,35%, відносна похибка визначення вмісту гумусу за цією моделлю – 10,5%, що задовольняє вимоги щодо точності традиційного аналітичного методу визначення вмісту гумусу [3]. Відповідно до встановленої моделі, шляхом геоформульного перетворення знімка КФА нами була побудована електронна картосхема гумусованості ґрунтового покриву досліджуваного поля. Другим варіантом відтворення квазіповерхні гумусованості ґрунтового покриву полігону було обрано геостатистичний метод крігінгу. Для "Наукові доповіді НАУ” 2007–2 (7)http://www.nbuv.gov.ua/e-Journals/nd/2007-2/07aabasc.pdf моделювання полуваріограми, як основної міри просторової безперервності даних, використовували експоненційну модель. Перевагою геостатистичної інтерполяції є її незалежність від агротехнологічної ситуації, яка склалась на полі на момент дослідження. Звичайно, мається на увазі наявність рослинного покриву, що як було показано на попередньому прикладі, заважає дослідженню ґрунтів дистанційними методами. Для одержання просторової картографічної інформації про вміст гумусу або інші характеристики ґрунтового покриву методами геостатистики, необхідно лише дотримуватись загальних вимог щодо відбору зразків [4] та оптимізувати систему їх відбору відповідно до поставленого завдання. В той же час суттєвим недоліком геостатистичних методів є неможливість просторової екстраполяції даних, на відміну від тих же самих дистанційних методів, які при наявності встановлених математичних індикаційних залежностей дозволяють коректно досліджувати території, на яких підпольотне обстеження не проводилось взагалі, або проводилось в скороченому варіанті. Третім варіантом моделювання квазіповерхні вмісту гумусу в поверхневому шарі ґрунтів Люботинського експериментального полігону було використання запропонованої нами раніше [1;2] концепції ландшафтно- індикаційної ролі рельєфу. Її суть полягає в формалізації гідротермічних умов ґрунтоутворення шляхом врахування локальних змін радіаційного балансу та річної кількості опадів залежно від мезорельєфу місцевості. Результатом цієї процедури є створення картосхеми коефіцієнту ксероморфності (Кк), що дозволяє кількісно й об’єктивно оцінювати екологічні умови місцевості. Раніше нами було встановлено, що залежність Н-Кк для ґрунтів чорноземного габітусу характеризується такою математичною моделлю [1]: Н =10,3 - 4,9Кк. (2) Коефіцієнт кореляції (r) становив 0,72. Важливою особливістю Кк є його фізичний характер [1], що обумовлено врахуванням сутності природних енергетико-речовинних процесів у ландшафті. "Наукові доповіді НАУ” 2007–2 (7)http://www.nbuv.gov.ua/e-Journals/nd/2007-2/07aabasc.pdf Це дозволяє використовувати зазначений коефіцієнт для оцінки гідротермічних умов будь-яких територій та з певними застереженнями екстраполювати на них раніше встановлені ландшафтно-індикаційні закономірності на кшталт рівняння 2. Результатом такої екстраполяції стала електронна картосхема Н у верхньому десятисантиметровому шарі ґрунтового покриву полігону. Необхідно відмітити, що в результаті ми отримуємо інформацію щодо "ідеального” гумусного стану ґрунтового покриву досліджуваної території, тобто умов близьких до цілинних, за відсутності деградаційних процесів [1]. Отже, пропонуються три методи моделювання квазіповерхонь гумусованості ґрунтів, кожен із яких має свої переваги та недоліки. Проведемо порівняльний аналіз одержаних результатів. Для цього був проведений попіксельний кореляційний аналіз всіх трьох електронних картограм, результати якого такі: Картосхема побудована К1 К2 К3 К1 – методом крігінгу 1.00 0.69 0.75 К2 – за матеріалами космічного зондування 0.69 1.00 0.58 К3 – методом геоінформаційного аналізу рельєфу. 0.75 0.58 1.00 Як бачимо, статистичний аналіз довів, що результати дистанційного визначення вмісту гумусу тісніше корелюють з результатами, одержаними методом крігінгу r=0,69, ніж із картосхемою, побудованою методом геоінформаційного аналізу рельєфу – r=0,58. Отже, якщо вважати, що космічний знімок майже стовідсотково характеризує гумусованість ґрунтового покриву, що доведено в ряді публікацій, то наступним за інформативністю буде метод крігінгу. Геоінформаційний аналіз рельєфу, як матриці розвитку автоморфних ґрунтів, згідно з результатами аналізу, посідає останнє місце за інформативністю. Однак необхідно враховувати той факт, що він являє "Наукові доповіді НАУ” 2007–2 (7)http://www.nbuv.gov.ua/e-Journals/nd/2007-2/07aabasc.pdf ідеальну картину ґрунтоутворення взагалі й гумусоутворення в верхньому шарі ґрунту зокрема,. Отже, в цьому випадку геоінформаційний аналіз рельєфу може бути ефективно використаний при моніторингових дослідженнях ґрунту, а також при розробленні грунтоохоронних заходів. На рисунку представлені криві, що характеризують варіювання значень вмісту гумусу на електронних картосхемах, що побудовані різними методами. Як бачимо, лінія, що характеризує геоіфнормаційний метод рельєфу, майже не має варіювання, що й не дивно враховуючи, те, що обраний профіль характеризує рівний схил східної експозиції із середнім ухилом 3 градуси. Одночасно, варіограми, побудовані іншими методами, по-перше, дають значно нижчі результати щодо вмісту гумусу, по-друге, показують його значні просторові коливання. Отже, з’являються підстави говорити про те, що різниця між значеннями картосхеми К3 з одного боку та картосхем К1 і К2 з іншого, характеризує деградаційні зміни, які зазнали ґрунти полігону. Це підтверджується даними ґрунтового обстеження, яке показало слабкий та середній ступінь еродованості ґрунтового покриву. Ґрунтоутворення, як і метеорологічні явища, належить до категорії стохастичних процесів, які дуже важко прогнозувати через їх природу. Однак навіть приблизний прогноз первісного стану ґрунту безсумнівно необхідний і дуже корисний при вирішенні безлічі як наукових, так і суто прикладних завдань. Висновки. Методи дистанційного зондування та геостатистики дозволяють отримувати точну картографічну інформацію щодо вмісту гумусу у верхньому шарі ґрунтового покриву. Таким чином, ми отримуємо реальну сучасну картину щодо гумусного стану ґрунтів. Метод геоінформаційного аналізу рельєфу дозволяє оцінити гідротермічний потенціал території і через нього спрогнозувати "первинну” гумусованість досліджуваних ґрунтів. Порівняння гіпотетичних значень вмісту "Наукові доповіді НАУ” 2007–2 (7)http://www.nbuv.gov.ua/e-Journals/nd/2007-2/07aabasc.pdf гумусу (лінія 2, рис.) із реальними даними (лінії 1 і 3, рис.) показує, наскільки змінилась ситуація під впливом деградаційних процесів. Отже, ми маємо два задокументованих найважливіших моменти розвитку ґрунтового покриву досліджуваної території – існуючий та оптимальний. Перший показує нам можливості просторового використання цього земельного ресурсу за наявних умов, другий – верхню межу потенціалу земель, якого можна досягнути. Надалі, залежно від можливостей та завдань, які вирішуються, обирається та чи інша стратегія використання земель. Рис. Варіювання значень вмісту гумусу (Н) на електронних картосхемах, що побудовані різними методами: 1- метод крігінгу; 2- метод геоінформаційного аналізу рельєфу; 3- за матеріалами космічного зондування. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Ачасов А.Б. Деякі аспекти формалізації гідротермічних умов ґрунтоутворення. // Вісник аграрної науки. – 2006. – № 9. – С.17-21. "Наукові доповіді НАУ” 2007–2 (7)http://www.nbuv.gov.ua/e-Journals/nd/2007-2/07aabasc.pdf 2. Ачасов А.Б. Сучасні методи передпроектного обстеження території /глава в книзі С.Ю. Булигіна "Формування екологічно сталих агроландшафтів”, – К.: Урожай, 2005. – С.202-242. 3. Методи аналізів ґрунтів і рослин/ За ред. Булигіна С.Ю. та ін. – Харків: ІГА, 1999. – С.13-41. 4. Методика суцільного грунтово-агрохімічного моніторингу сільськогосподарських угідь України / За редакцією О.О. Созінова, Б.С. Пристера. – К., 1994. – 162 с Возможности современных методов получения пространственной информации о параметрах почв АЧАСОВ А.Б., кандидат сельскохозяйственных наук Представлены результаты различных методов получения пространственной информации о содержании гумуса в почвенном покрове. Проведен сравнительный анализ использованных методов: дистанционной гумусной индикации, кригинга и геоинформационного анализа рельефа. Почва, содержание гумуса, дистанционное зондирование, кригинг, геоинформационный анализ, рельеф. Modern methods possibility to obtain continual information about soil characteristics Achasov A.B., PhD The results of different methods obtain continual information about humus content in soil cover are presented. The comparison analyses of such methods are carrying out: remote humus indication, kriging and geoinformation relief analysis. Soil, humus content, remote sensing, kriging, geoinformation analysis | |
| Просмотров: 2946 | Загрузок: 228 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 5.0/1 | |
| Всего комментариев: 0 | |
| » Наш опрос |
Как Вы оцените состояние экологии на Украине?
Всего ответов: 144
|
| » Статистика |
Онлайн всего: 3 Гостей: 3 Пользователей: 0 |
