GOSy_po_vsemu_vnutr

очень полезны для проведения пространственного анализа. Пространственный анализ комбинирует пространственную информацию, хранимую в геометрии объектов, с их атрибутивной информацией. Это позволяет изучать, как одни объекты относятся к другим. Существует множество вопросов, на которые отвечает пространственный анализ. Например, Вы можете использовать ГИС, чтобы выяснить, сколько домов с красными крышами находится на определенной территории. Также в ГИС-приложениях существуют математические функции для проведения различных операций с атрибутами (сложение, вычитание, нахождение площади и т.д.)

Вопрос 22: Основные виды пространственной и атрибутивной информации, формируемой на основе государственных информационных ресурсов о сельскохозяйственных землях.

Пространственная (картографическая) информация - основа информационного блока ГИС.

База данных (БД) - совокупность пространственных данных, записанных (сохранённых) тем или иным образом.

Пространственные данные обычно состоят из двух взаимосвязанных частей: координатных и атрибутивных данных.Координатные данные определяют позиционные характеристики пространственного объекта. Они описывают его местоположение в установленной системе координат. Атрибутивные данные представляют собой совокупность непозиционных характеристик (атрибутов) объекта, т.е. определяют смысловое содержание (семантику) объекта и могут содержать качественные или количественные значения.

Примеры:

информация о границах с/х земель (участков, с/х полигонов, контуров), их S, состоянии, виде разрешенного и хозяйственного использования, потенциальной продуктивности; информация о состоянии плодородия почв, показатели, характеризующие морфогенетические свойства почв, их гран.состав, pH, содержание гумуса, макро- и микроэлементов, TM и радионуклидов, степени эродированности, переувлажнения и др., а также характеристики произрастающей на них растительности по геоботаническому составу, урожайности сельскохозяйственных культур, установленной при проведении наземных обследований*.

*показатели для участка определяются как средневзвешенные по площади почвенных разновидностей в составе земельного участка.

другая информация с различными степенями агрегации (Российская Федерация, субъект Российской Федерации, муниципальный район/городской округ, сельское/городское поселение), подготовленная в соответствии с потребностями пользователей, а также программные продукты.

Вопрос 23: Данные и метаданные, типы данных.

Данные – это любые измеренные значения, например рН. Метаданные – это информация о данных, например координаты отбора пробы для рН. Могут быть номинальные (стандартные значения, введенные для сравнения), порядковые, количественные и т.д. Значения в них могут быть представлены текстом, целым, вещественным числом и т.д.

Вопрос 25: Методы ГИС для сбора и обработки пространственно-атрибутивной информации в задачах оценки земельных ресурсов.

Источники информации: топографические карты, ДДЗ (данные дистанционного зондирования),

GPS

Отобрали почвенные образцы на участке в конкретных точках (сделали выборку, она мб регулярной, случайной)>> нужно узнать значения по всех территории, чтобы определить степень деградации по какому-либо признаку и провести оценку>> применив метод интерполяции в гис, мы решим проблему.

Интерполяция поверхностей - процесс прогнозирования значений для точек, где нет измеренных значений, по ограниченному набору опорных точек с известными значениями.

Методы интерполяции:метод обратно-взвешенных расстояний, метод Кригинга (самые распространенные), триангуляция, ближайший сосед, квадрат Шепарда и др.

+можно делать почвенные карты, карты свойств. Это важно для точного земледелия и, в принципе,при принятии управленческих решений не только в с\х, но и в экологии.

+за рубежом активно используют аэрофотоснимки (ДДЗ), обрабатывают их, высчитывают индексы: вегетационные, фотосинтетические, засоления и т.п.

Вопрос 26: Элементарный почвенный ареал (ЭПА).

ЭПА - участок территории, занятый одной почвой, относящийся к какой-либо классификационной единице наиболее низкого ранга (разряд) и ограниченный со всех сторон другими элементарными образованиями. Это элементарная единица почвенного покрова, т.е. больше не делится. Понятие ввел В.М.Фридланд. Участки граничащие с данным ЭПА могут относиться к различным таксономическим уровням, то есть они могут различаться на уровни не только разрядов, но и видов, разновидностей, родов, подтипов и типов.

Характеристики ЭПА:

Содержаниеареала (определяется классификационным названием образующей его почвы);

Геометрия ареала (размер, форма и изрезанность границ ареала). Размеры ЭПА имеют важное значение с точки зрения оценки однородности почвенного покрова.

По размерам ЭПА:

- мелкоконтурные( с 1 га) – располагаются в большинстве случаев на территориях с развитыми солонцовыми почвами

-среднеконтурные (1-20 га)

-крупноконтурные (> 20 га) -черноземная зона с хорошо выравненным рельефом

Формы ЭПА:

-изоморфные (округлые) отношение контура к ширине менее 2

-вытянутые, отношение 2-5 -линейные, отношение более 5

-разветвленные (древовидные)

-лопастные

Вопрос 27: Перечень типовых слоев ГИС и источники их получения.

Слои ГИС - это самый первый уровень абстракции в ГИС. Каждый слой содержит объекты определенного вида, объединенные общими характеристиками.

Типы (5 стандартных):

-точечные – содержат объекты, которые можно абстрагировать до точки (скважины, города и др.)

-линейные – можно абстрагировать до ломанной или гладкой линии (реки, дороги и др.)

-полигональные (площадные) – находятся в пределах некоторого полигона (не менее 4х точек), могут состоять из нескольких контуров (полигон с дыркой).

-изображения- растровые графические изображения, привязанные к географическим координатам (космоснимки, отсканированные карты)

-сеточные модели- структурные карты или карты параметров.Смысл: непрерывное представление параметра на определенной площади. Изначально основывались на прямоугольной сетке, где в узлах указано значение Z (параметра), теперь строение моделей более сложное, но их продолжают называть сетками или гридами, гриды могут содержать разломы, области уточнения или основаны на сплайнах. Сетка сплайнов отличается от обычной сетки тем, что ее поверхность идеально гладкая.

Специальные виды слоев- существует 5 типов стандартных слоев, но могут существовать другие, специальные, обусловленные областью применения данной системы (разломы, растровые карты, 3д модели).

Вопрос 28: Операции пространственного анализа, способы расчета атрибутивных данных в задачах оценки земельных ресурсов.

Выбор объекта - позволяет находить объекты на карте и работать далее с ними (с помощью мыши, атрибутивные запросы (выбрать объект с опр.значением) и др.)

Поиск объектов по пространственным критериям (пространственный запрос) - используется для решения задач соседства, смежности и вместимости (объекты могут пересекаться, один в другом и т.д.)

Операции наложения (оверлейный анализ) - пространственные операции наложения 2х или более слоев с целью создания новых производных объектов, возникающих при наложении исходных (вырезание, пересечение, объединение и др.)

Агрегирование объектов – построение новых более крупных объектов (зон), однородных по выбранному критерию путем объединения объектов с одинаковыми значениями указанного атрибута.

расчет длин линий (ломаных), параметров полигонов, площадей, измерение масштаба, генерализация изображения, перевод из одной системы координат в другую, определение точности изображения.

Анализ сетей – это операции, исследующие топологические и геометрические свойства линейных пространственных объектов, образующих сети (гидрографическая сеть, сети коммуникаций). Пример: поиск наикратчайшего пути между двумя точками,расчет маршрута движения с минимальными издержками (например временными).

Можно строить цифровые модели рельефа

Способы расчета атрибутивных данных в задачах оценки земельных ресурсов- смотри вопрос № 31

Вопрос 29: Информационная система ПГБД России и специализированные программы в оценке земельных ресурсов.

ИС ПГБД РФ является программным средством и интернет-ресурсом, предназначенным для формализованного сбора данных по почвенным профилям. С помощью программы Soil-DB (это программа локального ввода данных) специалист вводит первичную почвенную информацию, через интернет происходит отправка введенных данных на центральный сервер Системы, где формируется ПГБД России.

ИС позволяет осуществлять: 1) Сбор данных по почвенным профилям (есть для этого атрибутивный блок: вводится вся имеющаяся информация о разрезе, его классификационное положение, горизонты, можно загрузить авторские фотографии разреза и т.д.), 2) Корректировку и экспертную оценку введенных данных (можно сохранить, изменить, дополнить, удалить информацию), 3) Отображать введенные профили на карте (для этого есть картографический блок: это географические координаты профилей, карты РФ, карты интернет-серверов), 4) Возможно подключение «на лету» пространственных и атрибутивных данных от интернетсерверов (таких как Росреестр, Яндекс.Карты и т.п.). Информация о географических координатах почвенных профилей в ИС позволяет отобразить их на картах России (почвенной М 1:2500000, административной, почвенно-экологического районирования), содержащихся в ИС ПГБД в векторном виде. Еще ИС ПГБД позволяет формировать поисковый запрос (например, нужно найти разрезы с содержанием гумуса от…до…%). Результаты поиска м.б. выгружены или отображены на карте. Еще позволяет производить вычислительные операции для пространственных объектов (например, хотим узнать высоту над ур.моря для разреза или может вычислить площадь, которую занимает чернозем).

Вывод:ПГБД России и другие программы являются необходимыми для создания научнотехнической основы государственной стратегии устойчивого рационального землепользования, мониторинга состояния почвенного покрова, охраны почв, формирования государственных стандартов качества и систем сертификации почв.

Вопрос 30: Пространственный анализ для практической оценки земель с\х назначения.

Оценка пригодности земель под угодья. Существуют различные интегральные индексы продуктивности земель (почвенно-экологические, показатели качества земли и т.п.). По вычисленному значению определяется их продуктивность. Например, ниже представлены формулы индекса ФАО и индекс Рожкова:

Присвоение рейтингов градациям показателей проводится на основании спец.исследований или экспертно.

Диалоговая система LAND и ее картографическая реализация ADAPTER - эта система предназначена для определения пригодности земель для целей с\х назначения, под угодья. В основе как раз модифицированная методика ФАО определения индекса пригодности почв (см. уравнение Рожкова).

На мониторе высвечиваются поочередно признаки с соответствующими градациями их значений. Для каждой градации предлагается интервал рейтингов, который может устанавливать пользователь. Например, св-ва рельеф, контурность:

После присвоения рейтингов каждому признаку на монитор выводится итоговая таблица с категорией пригодности (например, пригодна под пашню/пригодна под сенокос/под кукурузу и т.п.). Потом в этой системе возможна пространственная визуализация.

Есть оценка пригодности земель для целей орошения (INDEX), осушения (DRAIN), под с\х культуры (PLANT). Алгоритм такой же.

Вопрос 31: Алгоритмы расчета показателей пригодности и оценки земель с\х назначения.

Оценка пригодности земель под угодья. Существуют различные интегральные индексы продуктивности земель (почвенно-экологические, показатели качества земли и т.п.). По вычисленному значению определяется их продуктивность. Определяется такая оценка обобщением совокупности показателей, имеющих отношение к поставленной цели. Для расчета индекса выбирается список показателей, определяющих пригодность земель. Значениям этих показателей присваивается рейтинг (балл), исходя их того, накладывает оно или нет какие-либо ограничения при использовании земель. Рейтинги могут быть получены экспертным путем на основе обобщения отечественного и зарубежного опыта:

Например: диалоговая система LAND и ее картографическая реализация ADAPTER - эта система предназначена для определения пригодности земель для целей с\х назначения, под угодья(смотри вопрос № 30)

История и методология почвоведения.

1. Истоки знаний о почве. Аграрные мифы. Зарождение земледелия. Почва и ее плодородие

всочинениях античных авторов. Знания о почве в различных уголках мира в средние века и

вЭпоху Возрожденья. Поместный учет земель в "Писцовых книгах" в России XV -XVII вв

2. Развитие знаний о почве в XVII-XIX веках в России и за рубежом. Вклад М.В.

Ломоносова в развитие знаний о почвах. А.Т. Болотов — основатель опытной агрономии в России. Деятельность Вольного экономического общества в области агрономии и почвоведения. Опытное дело и агрохимия в России XIX в. Роль Тэера, Либиха и Буссенго в становлении агрохимии. Изучение химии гумусовых веществ. Начало систематических исследований физических свойств почвы. Исследования Дарвина. Агрогеологическое направление в науке о почве. Зарождение картографии почв в связи с кадастровыми работами. Первые сводные почвенные карты Европейской России

3. Возникновение и формирование генетического почвоведения. В.В. Докучаев и его последователи. Формулирование Докучаевым основных принципов генетического почвоведения. Научное и практическое значение земельно-оценочных работ под руководством Докучаева. Особая лесная экспедиция по борьбе с засухой в степных областях России. Учение Докучаева о зонах природы. Организация почвенной комиссии и журнала «Почвоведение». Первая в России кафедра почвоведения. Дискуссия Докучаева и Костычева. Вклад Н.М. Сибирцева, П.А. Костычева, Г.Н. Высоцкого, К.Д. Глинки в развитие почвоведения. Почвенно-картографические работы в Азиатской части России в связи с земельной реформой П.А. Столыпина

4. Почвоведение в России и зарубежных странах в первые десятилетия XX в. Развитие науки о почве в Московском университете, Петербургском лесном институте и Петровской сельскохозяйственной академии. А.Н.Сабанин, П.С.Коссович, Д.Н.Прянишников. Роль научнообщественных организаций в развитии почвоведения в России. Становление и развитие генетического и агрономического почвоведения в США. В. Гильгард, К. Марбут. Распространение идей докучаевского почвоведения в зарубежных странах. Первые агрогеологические конгрессы и международные конгрессы почвоведов

5. Развитие почвоведения в СССР до Великой Отечественной войны 1941-1945гг. Вклад В.И. Вернадского в становление и развитие почвоведения. Организация Почвенного института имени В.В. Докучаева. Роль К.Д. Глинки, К.К. Гедройца, Л.И. Прасолова, Б.Б. Полынова, И.В. Тюрина, А.А. Роде в развитии мирового и отечественного почвоведения. Учение В.Р. Вильямса о ведущей роли биологического фактора в почвообразовании и его значение в земледелии. Дискуссия Вильямса и Прянишникова по проблемам плодородия почв. Почвоведение в годы войны

6. Российское почвоведение во второй половине XX – начале XXI в. Сталинский план преобразования природы. Отрицательное влияние сессии ВАСХНИЛ 1948 г. на развитие биологии и почвоведения. Создание классификации почв СССР и Государственной почвенной карты. Освоение целины. Развитие почвоведения в МГУ имени М.В. Ломоносова. В.А. Ковда и И.П. Герасимов. Достижения отечественного почвоведения в различных областях. Актуальные проблемы охраны почв. Международные документы и соглашения по предотвращению деградации почвенного покрова. Учение об экологических функциях почв Г.В. Добровольского

7. Развитие почвоведения за рубежом в ХХ веке. Основные научные школы.

Особенности научных почвенных школ в США, Германии и Франции. Краткий обзор развития почвоведения в Европе, Австралии, Канаде, странах Азии и Латинской Америки. Основные приоритеты современного почвоведения

8. Организация почвоведения в России и за рубежом. Организация почвенных исследований в СССР и в современной России. Университетская наука. Почвенные службы. Особенности почвенных исследований в разных странах. Консультативная группа международных сельскохозяйственных исследований

9. Общества почвоведов в России и мире. Роль Международного, Всесоюзного и Российского (Докучаевского) общества почвоведов в развитии науки о почве. История почвенных организаций в России. Международное общество почвоведов

10. Мировые почвенные классификации. Современные принципы классификации почв в отечественном, американском и международном почвоведении. Мировые классификации почв (Soil Taxonomy и WRB for Soil Resources)

11. Методологические вопросы современного почвоведения. Периодизация истории науки о почве. Методологическое значение научных дискуссий в истории почвоведения и агрохимии. Исторические и методологические особенности развития почвоведения.

Генетическая методология. Почвоведение как аграрно-ориентированная и экологическая дисциплина. Место и роль почвоведения в системе естественных наук

1. Истоки знаний о почве. Аграрные мифы. Зарождение земледелия. Почва и ее плодородие

всочинениях античных авторов. Знания о почве в различных уголках мира в средние века и

вЭпоху Возрожденья. Поместный учет земель в "Писцовых книгах" в России XV -XVII вв.

Аграрные мифы.

Древний Египет, миф об Осирисе: для египтян он был олицетворением природного, и в частности

– с/х цикла. Он отучил египтян от каннибальства и помог освоить культуру земледелия.

Финикия, миф об Адонисе: в него была влюблена Венера (греки переименовали её в Афродиту), и, когда он погиб на охоте, она никак не могла смириться с его потерей. Бог загробного мира Плутон