Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ДЕШИФРОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ЛЕСОПОКРЫТЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПО ИНОГОЗОНАЛЬНЫМ АЭРО- И КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ. (НА ПРИМЕРЕ ЮЖНОЙ ЧАСТИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОВЫ)

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ДЕШИФРОВАНИЕ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ЛЕСОПОКРЫТЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПО ИНОГОЗОНАЛЬНЫМ АЭРО- И КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ. (НА ПРИМЕРЕ ЮЖНОЙ ЧАСТИ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОВЫ)"

всесоюзная ордена ішна и ордена трудового красного энамш акадвыя СШСКОХОЗЯЙСТЙЕШШ НАУК ШШ в .И,- ШОДА

ОРДЕНА ТРУДОВОГО' КРАСНОГО ЭНШЩ ПОЧВШЦЙ ИНСТИТУТ вмени В.В.ДОШАЕВА

На оравах рукописи ' УДХ 631.47«551.4

шбиштюва галина алекжвлна

лйдадаїїіоваше дочшнного покрова жоошкрытых тврритопш

Ю ^ГОЭОНАЛЫШМ АЭРО- и КОСШЧЕСЮЫ СНИМКАМ . ~ • (на пряноре юхиоН части Нечерноземной зоны)

Специальность 08.01,03 - почвоведение по

географичесяяіі наукам

..'■'. : . аморвдарат

рдосартапяа ва едхюкакм зчеаой стеаекн кандидата географических наук

Москва 1984

Работа выполнена в лабораторий аэрокосмической картографии поч» ордена Трудового Красного Знамени Почвенного института

им. В.В.Докучаева ВАСХНИД. ■ v

j

Научный руководитель - доктор географических наук

В .Л .АНДРОНИКОВ

Официальные оппоненты: доктор географических наук , - И.Н.СКРУННИКОЭА кандидат биологических наук „ Т.В.АФАНАСЬЕВА

' Ведущая организация - Центральний государственный проектний институт по землеустройству (Ценгргилроэсм). "

Защита состоится

1984 г. в ¡Jpfoo. чабі на заседании Специализированного совета Д.020.25,01 при Почвенном институте им. В.В.Докучаева ВАСХЇШ

Адрес: 1090X7. Иосква, Пьиевский пер., 7.

С диссертацией можно ознакомиться а библиотеке Почвенного

института им, В.В.Докучаева ВАСХКИЛ.

■ v

Автореферат разослан

- 1964 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор биологических наук, профессор

-■ " ' ¿К.Щ-ет- ^ в.с.одлщов

Актуальность проблемы.- В современных почвенно-географичес-ких исследованиях а-эрокосмические (дистанционные) методы стали обязательными при анализе почвенного покрова. Использование материалов азрокоомической съемки, в то» числе многозональной, открывает дополнительные возможности получить объективную информации, необходимую для изучения и учета почвенных ресурсов страны.

В Нечерноземной зоне РСФСР одной из главных задач, записанных в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1965 годы и на период до 1990 года" является интенсификация использования земельных ресурсов. Это относится к землям сельскохозяйственного освоения к залесекньы территориям «Для рационального планирования использования земель необходима почвенная жарта. В Нечерноземной зоне проведена почвенная съемка и составлены крупно- и среднеыасштабные карты на эеыли с.-х. использования. Актуальной ста.па. задача картографирования почв лесопокрытых территорий, составляющих Ь7% площади зоны (от 17% до 72% по областям Нечерноземья).

Дя.ч создания почвенных карт залесенных территорий, равных по точности и качеству каргам земель с.-х. освоения, требуется создание специальных методических приемов по использовании различных материалов аэро- и космической съемки для индикации почв под лессм.

Щель и задачи исследования. Цель исследования - распоанава те (дешифрирование) единиц почвенного покроеа иод Лесом но изо бражению на фотоснимка;:, что ведет к постановке и реиэГшю следующих задач; .

I. .Поиск и характеристика дешифрованных признаков единиц почвенного покрова (ГШ по выявляемым связям м*лду почвой (почвенной комбинацией),) типом чеса (г йобота !шч ее ко Н едиппей).

Г ШШ/г

элементом рельефа сс от ветствущсго уровня и их отражением на фотоснимке.

2. Оценка информативности различных фотоматериалов. Сравнение и выбор пленок и зон спектра, обладающих наибольшей информативностью для индикации почв лесных ландшафтов.

3» Картографирование ПП и установление уровней его организации по аэро- и космическим снимкам разных масштабов, выявление* текстур (рисунков) фотоизображения типологических единиц ДО (СПП).

4» Разработка методических приемов составления почвенных карт лесных ландшафтов с использованием аэрокосмических материалов*

. Научная новизна. Впервые для дешифрирования почвенного покрова лесслокрлкх территорий ETC проведен сравнительный анализ широкого набора материалов аэрокосмической съемхи: черно-белых панхроматических, многозональных и спектрозональных*

Установлены новые дешифровочные признаки лесных почв -спектральное образы единиц почвенного покрова - в трех зонах спектра многозональных снимков с выбором наиболее информативных зон для распознавания объекта.

Бперрые при дешифрировании почвенного покрова лесов использованы устойчивые связи пега и сукцесскй производных, длительно-производных и условно-коренных лесов и характера их фотоизображения. До сих пор достаточно подробно рассматривались возможности дешифрирования поче лишь по связям с коренными лесами.

Доведена типизация текстур (рисунков) фотоизображения почвенного покрова анализируемого ландшафта по аэроснимкам. Результаты типизации позволяют создать систему эталонов типологических ецн^уц П11 лесопокршых территорий.

•Практическая ценность. Решение поставленных задач позволило:

- достоверно разделять автоыорфные и полугидроморфные почвы под вторичными лесами по скийкам инфракрасной (ПК) зоны;

- четко дешифрировать почвы гарей и пойм по снимкам красной зоны;

- разработать образцы-эталоны и таблицы-определители дотифроеоч-них признаков почв лесопокрьгшх территорий.

Результаты исследований позволяют более эффективно (в 2-3 раза) и объективно составлять почвенные карты на лесные территории. Образцы-эталоны и таблицы-определители лесных почв могут использоваться при проведении производственных почвенно-карто-графичеоких и лесоустроительных работ.

Апробация работа. Основные результаты исследований были доложены на У и У1 делегатских съездах ВОН (Цкнск, 1977 и Тбилиси, 1961)^ Второй региональном совещании почвоведов (Сыктывкар, 1972); У1 Всесоюзной конференции по тематическому картографирование (Киев* 1975); Всесоюзной конференции по мелиорации« рациональному использование земель и охране почв Нечерноземной зоны (Иосква, ЫГУ, 1979); Всесоюзной юколе объединения "ЛеСпроект" (Москва, 1979); 1У Всесоюзном совещании по структуре почвенного покрова (Кишинев, i960); Всесоюзной конференции "Биосфера и климат по данным космических исследований" (Баку, 1962).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения (выаодоэ). Она содержит 151 стр. машинописного текста, ¡20 таблиц, 46 рисунков и карт (14), составленных автором,,й

списка использованной литературы, включающего 279 названий.

' ' f > *

ОБЪЕКТЫ И иВТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ „

Исследования дешифрируемоеin почвенного покрова эвдесенньлр

территорий проводили в двух основных ландшафтах южнотаелной подзоны Нечерноземья:

I - Воэвдагенныв моренные рачнины с эрозкокно-подзодисто-гид-роморфт"ж сложными сочетаниями почв на покровных отложениях. Структура почвенного покрова представлена: малоконтрастными пятки стостями дерново-подзолистых почв; пятнистостями-комплексами дерново-подзолиста и болотно-поцэолистых и резкоконтрастными компонентами сочетания - торфяными болотным» почвами (Смоленская. Московская и Вологодская области).

,2 - Низменные флювиогдяциалъные равнины с подэ оли сто-гидро-морфкымл комбинациями почв, развивающихся на песчаных и слоистых (двучленных) отложениях» в Рязанской пещере. ' .' .

На восьми клочерых участках в доминирующих ландшафтах проведен сопряженный анализ фотоизображения ПП на снимках с профильным и пространственным изучением почн и структуры почвенного покрова (СПП) в полевых условиях. Площади ключей, на которых сделаны крупномасштабные и детальные проработки по аэроснимкам, - 300400 га. По космическим многозональным снимкам в результате маршрутных и ключевых почвенно-каргографических исследований составлена почвенная карта на территории северной части Рязанской обл. (15 тыс.

км*).

В работе применялась модификация методики, предложенной О.А.Ливероа^ким для почвенных съемок с использованием аэрометодов (1962). Особенности модификации связаны со своеобразием изучения и картографирования почв лесных ландшафтов.

Теоретической основой дешифрирования почв леса является индикационный анализ езязей компонентов лесного ландшафте и фото-изобрчч^чил леса. Морфологические особенности древостоев, размеры и форма контуров лесных сообществ, закономерности экологи-

ческих связей фитоценозов С элементами ГвОГра4дчеСКОЙ Среды, прежде всего с рельефом, становятся индккаторадо яесндо почв, . поскольку лесные почвы не находят непосредственного изображения на фотоснимка* и дешифрируются всегда косвенно, через рисунок леса.

К настоящему времени накоплен 20-летннЙ опыт дешифрирования почв леса. Первые работы по использование аэромэтодои для исследования и картографирования лесных почв появились в 1962-1964 гг.

Развитие методов дешифрирования почв лесопокрытых территорий и использование этих методов в почвенной картографии предшествовало и продолжает сопутствовать в нестояще» ьремя, во-первых* применение аэрометодов при дешифрировании лесовI во-вторых, развитие науки о лесе "как явлении географическом1*, по определение Г.Ф.Морозова; в-третьих, разработка общих методов использования дистанционных материалов в географических исследованиях (Сукачев, 193Г, 1972; Зонн, 1954, 1983; Погребняк, 1963; Самойлов««, 1953; Киреев,ь 1977; Сухих, 1977).

• Методические особенности дешифрирования почв под лесом по лесотиполсгкческнм признакам с учетом таксационных характеристик насаждений и региональных детифровочных признаков отражены в работах многих исследователей (Афанасьева, 1965; Толчельников, 1967; Березин с соавт., 1969; Симакова, Шершукова, 1971; Корсу-нов, 1979; Шлейнис, 1981; Шалькевич, 1979; Константинов, 1982).

Отметим, что в почвенно-картографических работах последнего десятилетия при дешифрировании снимков П1 «меняется анализ пространственной структуры компонентов ландшафта (Хридланд, 193}, 19^7; Сочава, 1972; Виноградов, 1976; Андроников, 1979).

Наиболее трудным при почвенном картографировании лвснш ландшафтов остается: I) дешифрирование ПЛ под втортчными разно--'

1

6 . *

возрастнучи лесами, *гго связано не только со сложностью учета степени антропогенного воздействия, но и с недостаточной выяс-нонностью системы экологического взаимодействия мечсду ПОЧВОЙ И сукцесскями восстана»л;швощихся лесов; 2) разделение автоморф-ных и полугидроморфмых почв в условиях, когда лесорастительные свойства почв оказывается благоприятными для возникновения сплошного покрова леса, как это происходит вдоль п*ноП границы бореальной зоны.

Технические возможности в настоящее время определяют большое, разнообразие материалов фотосъемки поверхности Земли. В предлагаемой работе вопрос» дешифрирования почв залесенных территорий рассмотрены на следующих материалах съемки: многозональных черно-белых (б каналов спектра, полученные камерой МКФ-6 и А4А-39); спектровональных (СН-б); черно-белых, интегрирущих ви-дчмую часть спектра (пленка панхром и аэопанхром-17). Исследовались фотоснимки серии масштабов съемки от 1:10000 до 1:2 илн. и сканернье мелкомасштабниз. Поскольку фотопленка вь^сохого и среднего разрешения позволяет получить изображение с многократным увеличением, была проечалиэируема девмфрируемость почв леса в масштабах, принятых в детальной, крупно- и среднемасштабной картографии почв.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Анализ информативности многоэональшх а.эЕЭС>г'мков при дешифрировании почэ лесопокрытнх .территорий Многозональная съемка является инструментом дискретного анализа спектра изобретения с выделением нужной тематической информации о природной среде. Это становится возможным, так как снимки, «слученные одновременно для нескольких узких зон электромагнитного спектра, дают рапличнкй оптический л$фвкт гля едчгх и

тех хе объектов, выражающийся в тональных различиях широкой вмиитуды.

Сравнение степени информативности проведено на снимках трех 8он спектра: зеленой (0,49-0,59 мкм), красной (0,64-0,69 мкм) и инфракрасной (0,84 ыкм), дающих наибольшие контрасты в изображении лесных ландшафтов.

Выбор и оценка зон спектра, дающих фотоизображение наибольшей информативности для индикаїрш единиц почвенного покрова проведен для следующих ландшафтов Мещерской низменности: &) лесоболотных с характеристикой подзоллсто-гидроморфных СПП -

зандровых равнин под разновозрастными вторичными лесами; б) лесоболотных с подзолисто-гидроморфнііми комбинациями ночи иоренно-фшвиогляциальных, озерных и террасово-закдровых рав-нкн под молодыми вторичными лесами;. »> гарей с характеристикой почвенного покрова террасоао-зандро-вой равнины;

Г) пойменных, типичных для Пещеры, слабоосвоенных долин мелких . рек.

Многозональные снимки позволити на характеризуемой террнто-■ рии дешифрировать подзолистые и бологно-подзолистые почвы,.основываясь на связях, существующих между коренными и вторичными , (восстанавливающимися) лесами и почаенно-груитовыш условиями,

В инфракрасной зоне спектра получены наилучшие результаты дешифрирования комбинаций дерново-подзолистых к бодотко-подзо-листых почв под молодыми лесами, индицируемых по резнеконтрастному изображении хвойных (сосна) и лиственных (береза) пород по темно-серому и светло-серому тону. Как было установлено в наземных работах, сосна и береза,*являясь доминантами вторичных лесов, индицируют автоморфнне и пояугидроморфные почли. Это сяяза-

'I

но с закономерностям:! развития возрастных сукцессий леса ландшафта зандровой равнины* Обычно на дерново-подзолистых песчаных почвах холмов сосняки лишайниковые восстанавливаются тем же типом

л

леса. С межхолмовых понижениях и на плахорах березняки чернично-долгомошные на болотно-подзолистых почвах надолго занимают местоположение ряда типов коренных сосковых лесов. Таким образом* березняки становятся одним из устойчивых элементов яандавафїа и индикаторами полугидроморфных почв.

Экстраполяция пространственная для найденного эффекта сохраняете а, пока сложность почвенно-гидрояогических условий для восстановления леса остается высокой, т.е. в условиях бедных почв флювиогляциальноП равнины и переувлажненных почз морен*«* равнин, где значителен разрив в скорости восстановления коренных или условно-коренных типов леса на автоморфних и полугидроморфных почвах.

В красной зоне спектра, далией наибольшую контрастность изображения (из-за наибольшей разрешающей способности пленки), отсутствуют тональные различия хвойных и лиственных пород. Основой разделения почв является зернистость рисунка леса, полмота или сомкнутость крон, размеры крен. В коренных лесах эти признаки, связанные с бонитетом леса и зависящие от лесорастмтельных свойств почв, служат индикаторами почв резной степени увлажнения, гранулометрического состава и т.д. Во вторичных лесах снимки в чрасной зоне спектра, как и в других зонах видимого диапазона, однозначного ответа при дешифрировании почв не даят.

Почвенный покров гарей и речных пойм, индкцируеууК изображением травянистых и моховых растительных группировок, наиболее четко дегидрируется в красной зоне спектра.

й пеленой зоне спектра наблюдается значительное снк*е(с!е

лЖИЦ^ЙДЧГППСТ» ¿ДЭСбрВЖПШ*, ГШ «Ь ОКНСрОЯМОМ тоиахьнсш фона особенно четко выделяются некоторые десныэ сообщества, например, .. ольховые леса плоских ложбин стока, индицирующие нловато-торфя-но-глеевые почви. На снимках г других зонах спектра по тону, сомкнутости древесного полога они близки к березнякам, что затрудняет их выделение.

Третий непременный компонент почвенного покрова лесоболот-кых ландшафтов - торфяные почвн болот - хорошо дешифруются во всей серки апробированных снимков.

Оценку информативности многозональных снимков, определяемую по количеству контуров ИЛИ СООТНОПЮг(ИЮ площадей искомых оЛъ-ектоэ в разных зонах спектра, необходимо дополнить понятием ее качественной ценности - достоверностью дешифрирования, Последнее заключается в индикационной значимости ландшафтно-почвенных связей и фотоизображения, достоверности определения почвенно-гео-графических единиц в пределах найденных спектральных образцов. Девгифровочные признаки почвенн<ь-географических единиц (СПП) лесопокрытых территорий и пшнцнгш выбора аэроснимков-»талонов пеагифрирования

Дешифровочные признаки почвенных комбинаций, в состав которых входят виды и роды дерново-подзолистых, болотно-подзояистых, , .дерново-глеевых и торфяных низинных и верховых почв лесных ландшафтов, установлены в наземных работах на ключах. Пределом экстраполяции признаков является единообразное фотоизображение СПП в условиях природного района.

Эталонирование является методическим приемом исследования, создающим базу для накопления н систематизации деаифровочных признаков искомого объекта. Ьно проведено в нашей работе пр** ис-' пользовании снимков крупномасштабных, оптимальных сяэ&чов стеики.

Использованы две системы выбора н построения эталонов. Первая -региональная, когда анализируется территория типичных ландшафтов (ядра типичности, по Арманду, 1975), размер которой доджем быть не меныне площади выявления систематических (классификационных) единиц почв и пространственных единиц ПИ, составляющих содержание карты. Вторая система - типологическая, в основу которой положена возможность индикации типологических единиц СПП по текстуре фотоизображения с использованием оптико-геометрических характеристик СПП.

Региональные эталоны дешифровочных признаков Ш рассмотрены идя следующих территорий:

1. Крупнохолмистая моренно-эроэионная равнина. По тональным изменениям, контрастности границ, текстуре изображения древостоя, форме и размерам лесных сообществ, а также по характеру земледельческой освоенности дешифрируется трехчленный рисунок;

а) дерново-подзолистых почв по наиболее крупнозернистому изображении елового и смешанного леса высоких бонитетов или пашен на холмах; б) дерново- и торфянисто-яодэолисто-гдееватызс и глеевых почв плоских участков равнм:ш; в) торфяных почв болот западин и лещин с резкими границачи растительных сообществ и округло!* или протяженной формой контуров.

2. М^якохолиистая ароаионно-суйфознонная равнина. Размерность единиц ПП меняется, они невелики (десятки квадратных метров); пятнистости дерново-подзолистых и дерново-подзодисто-глее-вьх почв дешифрируются по пятнисто-кольцевой текстуре фотоизображения и чередованию крупно- и мелкозернистого рисунка полога леса. Наложенная эрозионная сеть с комплексом овражно-балочных почв определяется слабодревовидной формой контуров.

3. Пологоводнистая моренная сл&бочгекигованная гшвнина. Дешифрирование ГО1 усложняется, так как нет резких границ форм

рельефа и, соответственно, границ кореннъя: древостоев. По тональна различили хвойных и лиственных пород легко дешифрируются „ почвы под вторичными лесами* Степень заболоченности леса изменяется постепенно. С трудом определяются границы верховых залесенных болот, которые четко определяются 8 иных условиях рельефа»

4. ГЬлогоуралистад моренно—эрозионная равнина. Это ландшафт четко определяет овражно-балочная сеть, хорошо видимая на снимках. Размер зернистости и форзд рисунка фитоценоэов, степень сомкнутости и количество пятен - "окон" с травянистой раститэяь-мосты) - на залесенной территории позволяет выделить: а) пятнистости дерново-подзолистых почв; 5) моякоконтурнш сочетания и пятнистости дерново-подз олистьи и дерне.чо-подэолистых глееватьа и глеевых почв; а) комплексы мелкоторфянистых и дерново-подзолистых почв.

5. Бугристо-заладинная зандровая равнина. Сложное сочетание микрокомбинаций почв равнины характеризуется обилием замкнутых ареалов. Дешифрируются: а) слабодерново-подзолистыз песчаные почвы на буграх и грядах - по изображению сосняка лишайникового высокого бонитета; б) подзолы тэрфчнисто-глееватые и глеевые

• ялдовиальна-келезистые - по мелкозернистому рисунку и высокой •сомкнутости лиственного леса; в) торфянистые почвы замкнутых эа-падин и ложбин стока - по форме ареалов, мелкоточеччому рисунку залесенных верхозых болот и гомогенной текстуре травяниетих низинных болот* Смена-глубоких песков слоистыми отложениями определяется появлением ели (самый темный теп) и изменением формы конруров.

6* Целкозападинно-бутртстая .террасовая зандровая равнина. . Резкоконтрастный трехчленный рисунок этого ландшафта создается ' сочетанием пятнистостей дерново-по дэокистых слчбоиллювиально- . железистых почв кикрохолмов, мелксп орфянистых ПОЧВ злладин М ;

12 * .

фоновых подзолистых кллюаиадьно-желеэисто-гумусовых, в разной степени оглееиных почв плоской равнины. Дешифрирование проводится по тем же признакам, что и поча собственно зандрсвой равнины.

7. Озерно-зандровая равнина. Это наиболее заболоченная территория низменных равнин. Болотные ландшафты замкнутых котловин и ложбин стока представлены сложной системой почвенных комбинаций олиготрофных выпуклых верховых торфяников и евтрофной каймой .' низинных торфяных, торфяно-глеевых, иловато-торфяно-глеевых почв (в ложбинах стока). Они дешифрируются конфигурацией, размерами, внутриконтурным рисунком (грядово-мочажинная структура верховых, гомогенный рисунок низинных болот).

8. Слабоволнистая флрвиогляциальная равнина. Почвенный покров равнины, сложенной слоистыми супесчано-суглиниссыми (двучленными) отложениями, дешифрируется неоднородным тоном и зернистым рисунком изображения вторичных хвойных и лиственных лесов, занимающих соответственно автономные и слабодренируемые позиции. Текстура рисунка, слабодревовидкал сеть узких мелких современных зрозионнпс ложбин резко разграничивает почэенные комбинации на двучленных отложениях от СИЛ зандровых равнин.

Типологическая система эталонов, построенная с использованием т.]лов текстур, определяемых формой, размером, многоуровеиными параметрами фотоизображения леса на крупномасштабных снимках, дешифрирует типологические единицы СП. Сна разработана нами для ряда почвенных комбинаций: сочетаний неупорядоченно-пятнистых двухкэмпонентных {ПдПб); сочетаний крупнопятнистых двухкомло-ненткых (ПчжПожГ); сочетаний мелкопятнистых трехкомпоненпадс (ПД5ТГПСЛГ); элементарных почвенных структур многокомпонентных кольцелкх и лопастных (БтвБтгБптПб); сочетаний древовидных лот-бинно-с,епрессионных (ДГП^ГПЯ) и эрозионных (Д°~бПдэ) и др.

ІЗ

Таким образам, дешифровочные признаки, полученные на крупномасштабных снимках анализируемого региона, индицируют пятнистости видов дерново-подзолистых ПОЧВ, пятнистости и комплекси ВИДОВ и родов болотно-лодзолисткх почв, микрохомбинации и ЭПА торфяных болотных почв разного генезиса и сочетания этих почв, т.е. единицы ГШ, которые являются основными объектами картографирования при составлении крупномасштабных почвенных карг. Установление уровня организации почвенного по ігрова лесояокрытмх территорий по аэроснимкам разных масштабов. • Особенности генерализации почвенного покрова На основе сопоставления к анализа фотоматериалов разного масштаба становится возможным изучение и картографирование пространственной смены почв лесных территорий на разных уровнях организации ПП по системе, предложенной Фридландом (1977)4и разработанной для условий Нечерноземья Сорокиной (1980), Ильиной и др. (1983).

Фотоснимки Разных масштабов на одну и ту яе территорию позволяют интерпретировать ПП разного уровня организации в связи с: I) оптической генерализацией, интегрирующей многие природные границы в результате изменения разрешающей способности снимков разных масштабові 2) визуальным определением нескольких уровней организации ПП по многостепенной текстуре, наблюдаемой на одном снимке. В результате определяется масштаб, в котором оптимально дешифрируется конкретные формы неоднородности ПП, являпциеся объектом картографирования.

Сравнение рисунка СПП на фотоизображении и на почвенных картах эандровой равнины Мещеры, составленных автором, позволяет отмстить следугщее;

На керте цеталъАого'масштаба (1:4000), составленной по

*

аэроснимку того же масштаба, наиболее низким таксономическим

уровнен единиц ПП оказались пятнистости (или вариации) дерново-подзолистых и подзолистых кллюви&льно-железистых почв. Только виды торфяных почв выделена как ЭПА. Дальнейшее укрупнение масштаба снимка не дает возможности разграничить, почвы, например, по глубине оподзоленности - т.к. однородный рисунок древостоя свидетельствует об однозначности лесорастительных свойств видов дан» них почв* Компонентный СОСТАВ по„в пяткистостей получен при наземных работах.

Крупномасштабная почвенная карта (1:10000 масштаба) отражает те же. виды пятнистости и ЭПА, что и карта детального масштаба, но, кроме того, дает возможность по текстуре снимка провести границы почв, связанные с элементами не только микро-мезорельефа, но и мезорельефа, т.е. на крупномасштабной карте дается изображение двух уровней организации СПП.

Стеднемасдтабные карты, составленные по АДС {масштаб 1:40 ООО и 1;100 ООО) позволили отразить сложные мезоструктуры, индицируемые по изображение лесных сообществ с интегрированном изображением структуры полога леса. Тональные контрасты и слож-ньй текстурный рисунок позволили: а) выделить как микроразмерные комбинации, так и ПК более высоких уровней, а также б) предложить разное по детальности отображения СПП варианты почвенной .

карты. Например, мелкопятнис^ыА рисунок микропятнисто-эалади:«гой

* * *

закдровой равнины позволяет передать сочетание П^П*ГБпт единым контуром иди редуцированным с вычленением и показом на карте некоторых почв этого сочетания.

Таким образом, текстура фотоизображения и другие дешифро-вочные признаки при сравнении аэроснимков залесенных территорий разного масштаба-дает возможность визуально определять почвенные-границ, что служит обоснованием при работе,по генерализации почвенных карт с использованием типолого-пространетвенного метода

соотношения таксономических единиц СПИ и масштаба карга (Фрид-ланд, Будина и др., 1960).

Дешифрирование почв лесопокрытых территорий по многозональным космическим снимкам

Использование космических снимков является одним из новых направлений в изучении и картографировании почвенного покрова. При передаче изображения в узких спектральных интервалах многозональные космические снимки даст возможность определять геометрические и спектральные признаки дешифрируемых объектов, изменяя или усиливая спектральные (тональные) характеристики географических объектов (Многозональная аэрокосмическая съемка..*, 1901; Космическая съемка и тематическое картографирование. 1978 и др.).

Проведенная оценка информативности многозональных космических фотоснимков (МКФ-6) при почвенноЯ интерпретации южной части . лесной зоны и северной окраины лесостепи (Мещерская низменность и правобережье р. Оки) показала неоднозначность изображения в узких зонах спектра. Наибольший эффект при изучении и картографировании почв получен в НК и красной зонах: количество почвенных контуров, дешифрируемых резко, в красной зоне составляет 40!?, ясно - 40% и сомнительно - 20£, в ИК-зоне эти величины равны соответственно 46%, 54£, сомнительно дешифрируемые контуры почв отсутствуют (табл. I). Выявлены почвы» границы которых До-, статочно резко распознаются во всех рассмотренных зонах спектра. Так, высок пограничный контраст методу дерново-подзолистыми су-песчано-суглишстыми и дерново-подзолислам песчаннми, аллювк- • альныки и дерново-подзолистыми.

Дешифровочлые признаки почв, полученные при использовании многозональных космических фотоснимков н при анализе фотоэ!вкт-роцщ-х (сканерных) снимков с ЖЗ системы "Метеор" и американского спутника "Ланясат" (диапазон волн 0,^-1,1 мкм)цчгт «некой

"ТабхицаЧ

Оценка достоверности дешифрирования почвенного покрова южной части Нечерноземной зоны по многозональны* космическим снимкам

•Спектральные зоны съемки^ мкм Пограничные почвы ¡р.^о.м'о.бо'о.бб'о,^^

Дерново-подзолистые супесчано-су-глинистые и дерново-подзолистые

песчанке*

Дерново-подзолистые супесчано-су-глинистые и подзолистые иллпви&ль-

но-железис то-гумусо в ые* ++ -м- +-♦■++ ++

Дерново-подзолистые песчаные и

подзолистые иллювиально-жвлезисто-

гумусовые (болотно-подзолистые) + + +

Дерново-подзолистые песчаные и

торфяные (низинные и верховые) * + + + +

Подзолистые иллпвиалько-железистые (болотно-подзолистые) и торфя-

но-перегнойно-гл еввые ----- +

Светло-серые лесные и дерново-подзолистые*

Сьетдо-серые и серые лесные освоенные .

Теино-сегив и сэетло^-серьге Лесные освоенные

Черноземы оподзоленные и светло- . серые лесные освоенные *

Чернозема оподзоленные и темно-серые лесные освоенные

Аллювиальные (пойменные) и подзолистые иллпвиально-железистые

Контуры дешифрируются резко (+■+) , ' ясно (+)

' ' сомнитальяо (-) 37

++ ++ ++ +

- - - - +

- . - + + _ ■ +

- * + +

- - - + +

++ ■м- ++ ++

а процентах

23 23 30 40 23 46

40 40 46 40 46 54-

37 37 Zi 20 31 •

* В лй«цв1Афтах, где одни *поч»н сохраняется под Я^еом, а вторые -

зоны Следящие: а) изображение леса, б) изображение земяедельчео-ки освоенных массивов и в) характер расчлененное^ территории,* Устойчивые ландтафтно-индикационные связи с почвой аткх "физиономических" признаков рисунка на космических сшибках-позволили: I) дать качественные характеристики картируемых единиц Ш (табл, 2), 2) определить генетико-геометрические форм СПП, 3) определить почвенные границы, проводимые по девифровочным признакам, 4) определить пределы экстраполяции полученных результатов для ландшафтов-аналогов. .

Использование многозональных космических снимков позволило выбрать зоны спектра с наиболее выразительным изображением картируемых единиц ПП и сохранить на мелкомасштабной почвенной карте (с высокой степеньо генерализации) географическое соответст-, вив изображения почвенного покрова. *

Эффективность аэрокосмических моторов » почвенной картографии Нечерноземной аокц

Применение оптимальных для данного ландшафта аэрокосмкчес-ких материалов существенно влияет на точность почвенных карт залесенных территорий, критериями которой являются точность нанес«' ния границ, полнота и правильность отражения содержания контура * (Методика..., 1962; Общесоюзная инструкция..., 1973; Составление..., 1977; Фридланд и пр., 1930).

IIa снимках лесных ландшафтов границы резкие и ясные на' местности, как правило, совпадение для всех компонентов ландшафта, передаются резко и ясно. Они изображаются с высокой степенью объективности и с предельной графической точностью (0,10,2 мм),

В случао неясных границ, когди нчблюячлтея постепеннь-? rte-р^хедь* <wrmw-.i, ttотoiпо хпраитяризуптся 1ЙЬ"-1НО расхождени-

ем границ стольких комлолгнтоэ л а: :дшофта (Арманд, снимки

їавлица 2

Дешяфров очные признаки по® южной части Нечерноземто! зоны по космическим многозональным снимкам

Ио&ы кли СПВ

Дешфровочные праэнам

Особенности дешф-

-гекстура. тон, размер, фо^ыа

| взаимосвязь почв с {хозяйственная дея-j E^iS46 в факторами почвооб- тельность (антро- } |разования }погекный фактор) j ^

Т

Т

2

Л

Дерново-поцзшшс-ктые почзы; пятнистости видов дешог о-подэслис-тых суглинистих почв

Сочетаете дерно-во-подэолисткх СУГЛИНИСТЫХ и десново Іторфянис-

ТО")-ПОДЗОАИСТ0-ГЛ&е^ЯХ ПО'-Э

Сл ьСоаерново-сда-

бОПОДЗОЛ.'СТЧв

пгс4ан"с почвы (Зорсвке пески)

Освоенные - светлый Положительные фор-тон, маловонтраст- «ы мезорельефа во-ная текстура полей; доразделов морен-залесенные наибо- них равнин. Хорошо лее темный тон выражена эрозионная сеть

Характерно чередование пятен освоенных к залееенних пассивов. Степень освоенности средняя

Под ДёССи - серы?, Мезспонкжекхя ко- Степень освоен-тон, иелкопятнистый ре иного ландшафта, ности низкая ргсунок; освоенные Обычно под лкст-- серый ток с ясной венными березово-текстурой п0л€ 1 осиновши лесами

Под лесом - темно- Дюнн современных Степень залесен-серый тон, гояоген- и перигляциальных ности высокая »тая текстуре; кон- речньк долин. Сое- (сосна) туры вытянутой ил;) новые леса высокосерповидной формы го бонитета

В красной зоне контрастны распаханные массивы. Для залесенных участков информативна ЙК-эона

Под лесок контрастность единиц Ш усиливается в Ж-эоне, что связано с различиями спектральной яркости ХВОЙНЫХ к лиственных ПОРОД, индицирущих 1г> и Пб почвр

Дешифрируются четко во всех зонах в связи с обособленностью форм рельефа я однозначностью связи с растительность»

Продолжение таблицы 2

Л 1 к

I

Сочетания дерна- Под лесом массивы го-юцэолистых крупны* размеров, (с^йокллсвиаль- темно-серый тон, номд озимых) а мелкопятнистая торфяжсто-аодзо- структура лието-глеевых ил-лювиально-хеле-зистух почэ

Уеэоповшения флю- Сохраняется высо-виоглици&лмшх кал степень зале-

низменных равнин под сосняками ли-тайниково-моховыми. Покров леса сплошной

сенносгк. Молодые сосновые:и березовые леса

Сочетания болот-ио-подзолистых (подзолистых ил-лсйиально-желе-з истьсс Ї и торфяно-глеевых почв

Яопаст но-пят кистые формы, контуры с малоконтрастноЯ текстурой в пределах ксктура

Дерново-подзолистые с широким участием коигакт-но-глееватых су-зесчано-суглинис-тых почв на слоистых отложениях (на двучленах)

Дернево-глеевые ПОЧЗЫ

Дешифрируется по светлим пятнам освоенных массивов на залесенной территория, Граница резкие, ыадохонтраст-ная текстура пахотных угодий

Контуры вытянутой формы темно-серого тока и гомогенной текстур»

Иеэоповыпедая фдю- Сохраняется высо-виогляциальных кая степень зале-(зандровых) равнин сениости. Леса под березняками мелколиственные травянистыми к (береза, ольха) траеяно-моховымк ценозами. Дрени-рованноеть низкая

Иезоповшения фин Высокая степень виогллця&льных рав-ссвоенности - ос-нин в окружении НОВНОЙ ПахоТНьЧ лесчамых массивов, фонд флввиогляци-Слабо развита эро- альных равнин знойная сеть

Узкие ВОЛОСУ лож- Степень освоеннос-бин и долин ручьев ти вязкая - почвы и мелких рек морен-под естественными ной равнлны лугами

Наиболее контрастно депгафрируются в ИК-эоне по резким различиям спектральной яркости сосновых и березовых лесов, ин-дифирущих ПА и Пб почвы вторичных лесов

Наиболее контрастно выделяется в Щ-эо-не по усиливающимся спектральным различиям фитоценозов

Хорошо дш!фр.1ру15ТС* во всех зонах, границы почв совпадал* с границами леса и пашни. Наибольшая контрастность - в, красной зоне

■ Слабая дешифрируемое« во всех зонах спектра

позволяют дать ясные границы всей переходной полосы или сложного почвенного контура с конкретной СПП в пределах ясных границ фотоизображения следующего, более высокого таксономического уровня СПП*

Что касается геометрической точности границ, т.е. географического соответствия генетико-геометрических форм единиц ПП на местности их отражению на карге, то в анализируемом ландшафте две наиболее информативные картографические основы - топографическая карта и снимки - могут давать разный пространственный рисунок единиц ПП ("геометрический мотив*, по Фридланду, 1960).

Точность почвенных карт лесных территорий с применением, снимков увеличивается так«2 за счет возможности дифференцированного выделения'многих мелких контуров почв, связанных с формами рельефа, не отраженными на топографических картах равнин.

Таким образом, использование фотоснимков как высокоиифориа-ТИ9Н0Й основы повшает точность почвенных карт в связи с-объективизацией почвенных границ, увеличением а 1,5-2 раза количества выделоз ц отражением на карге СПП залесенных территорий. Однако следует отметить, что информация, заключенная в почвенной карте, составленной ло высотным снимкам, как и по другим картографическим осноиам, несет случайную составляющую, является в разной мере вероятностной, что связано о различиями в степени жесткссти ландпафтно-индикационных связей, выборочным характером полевого' обследования и т.д.н,

С применением дистанционных материалов методика почвенной съемки лесопокрытых территорий меняется, что связано с возможностью анализа ряд« характеристик ПП по снимкам. При этом а) усиливается "роль камерального дешифрирования чвизуально-ин- ■ стру^енТального), б) увеличиваетсл значение кличелых наземных ; 'мсслеаованиГ прт картографировании во всех ыазиЬгабах; в) упень-

• ■ М

оается общее количество точек опробования за счет воеможности экстраполяции ключевых данных (на 10% для характеризуемого региона); г) изменяются правила заложения почвенных разрезов, связанные с изменением соотношения ключевых и маршрутных исследований. Разработанные в результате ключевых работ эталоны дешифрирования увеличивают возможности экстраполяции данных о ПП в пределах природных районов.

Методика выбора и оценки детифроэочныг признаков почв залесенных территорий, предложенная в работе, показывает необходимость привлечения ландшафтно-икдикациокнцх характеристик, получаемых в наземных исследованиях, геоботаничесхих данных регионального характера и анализа степени устойчивости связей разновозрастных ценозов леса (динамики леса) с единицами ПП, проведет кия анализа форм рельефа и степени гидронорфности по ^топографической карте, учета характера антропогенного воздействия по материалам лесоустройства.

Сочетание камерального дешифрирования и наземных работ с* маршрутно-ключевыми исследованиями с возможностью »кстр&поляции полученных результатов упрощает проведение съемочных работ в сложкнх условиях лесного ландшафта.

Результатом применения дистанционных методов является почвенная карта лееопокрытых территорий высокой информативности и . точности, раскрываха)ал специфические особенности структур«* почвенного покрова, повшаючая качество районирования и типизации земель для их хозяйственного использования.

выводи

I. Проведен срс.рннтельннй анализ широкого набора матер!алсв «г>ро- и ко-^мичгской съемки для дешифрирования ПО"ВСНЧОГО покропл лесолскрнтих территорий БГС (ючной чясти Нечорнг>яеиноЙ'зйнн)..

Выявлена индикационная значимость дешифровочпых признаков на многозональных, панхроматических и спектроэональных снимках для определения почв по установленным экологическим связям между почвенными комбинациями, типами леса и элементами рельефа соответствующего уровня.

2* Использование нового дещифровочного признака лесных почв - различил изображения одной к той же почвы в узких зонах многозональных снимков - показало значительные различия информативности снимков для целей почвенной картографии. Установлено, что оптимальными для анализируемого ландшафта оказались снимки двух зон спектра: а) инфракрасной зоны, позволившей расчленить группы почв автоморфньи дерново-иодэолистых и полугидроыорфных болотно-подэолистых под сплошным покровом молодых вторичных лесов и б) красной зоны, позволяющей надежно дешифрировать единицы ЛП под луговой растительностью гарей, пойм .мелких рек и незалесен-ншс травянистых болот.

3. Установлены дешкфровочные признаки почв лесопокрьггых территорий возвышенных моренных и низменных фливиогляциальыых равнин Средне-Ясской почвенной ПрОВИНЦИ'1 по крупно- и средне-месотабнш аэроснимкам оптимального врем^ни^эалета. Разработаны таблицы-определители почв лесопокрытых территорий, которые могут быть использованы % практических почвенно-хартографических и лесоустроительных работах.

4. Предложены две системы эталонов дешифрируемых объектов -: единиц почвенного покрова: I) региональная, в которой »талон дешифрирования вюшчает минимальную площадь выявления систематических и пространственных ССПП) единиц, составляющих содержание

• карты; £) типологическая., в которой по геиетико-гооматриуескоцу и спект палы ючу принципям типизации текстур (рисунков) фотоизо-

.23

Сражения даются характеристики основных типологических единиц СПП лесопокрытых территорий подзоны дерново-подзолистых почв. *

5. Установлена возможность с помощью оптико-электронной аппаратуры {Квант:1мет-720} проводить тональную дискретизации изображения, почв лесопокрытых территорий, имеюаую большое значение для почвенной картографии при получении количественных показателей с учетом компонентов почвенного покрова и для подсчета площадей многих единиц ГШ, индицируемых тональными различиями.

6. По космическим многозональным мелкомасштабным снимкам выявлена специфика дешифрирования почвенного покрова анализируемого региона. Узкие зоны спектра дали значительные различия в изображении лесопокрытых территорий, что зависит от изменения спектральной яркости хвойных и листвекньсс древесных пород домм-. нирующих лесных сообществ, травянистых и облесенных болот* сте- . пени земледельческой освоенности, характера расчлененности и других дешифровочных признаков, индицирующих почвы. Наиболее резок контраст между изображением лесов и почв на космических снимках в красной (0,64-0^68 мкм) и № (0,64-1,1 мкм) зонах спектра;

7. Эффективность использования азрокосмических методов при * картографировании ГШ лесопокрытых территорий заключается в:

а) рационализации методики почвенио-картографических'работ, связанной с использованием камерального дешифрирования, снимков*

Е эталонов и таблиц дешифровочных признаков; б) видоизменении программы наземных работ в связи с возможностями экстраполяции по-материалам аэро- и космической съемки и в) увеличении информа-

ч

тивности и точности составляемой почвенной карты.

Список работ, опубликованных по тепа диссертации

1. Дешифрирование почвенного покрова по аэроснимкам в подзоне

дерново-подзолистых почв Европейской части СССР. - В кн.: Крупномасштабная картография почв. - У,; Наука, 1971, с. 36-56 (в соавторстве с U.С.Симаковой).

2. Этапы развития крупномасштабной картографии почв в СССР. -

В кн.: Крулномасвтабнал картография почв. - U.: Наука,

1971, с. 144-166,

3. Возможности дешифрирования по as рос кликам лесных почв под

вторичными лесами в подзоне дерново-подзолистых ПОЧВ. -В кн.: Тез. докл. II регионального совел), - Сыктывкар,

1972. с. 103-104.

4. Элементарные структуры почвенного покрова целинных дерново-

подзолистых почв Сыоленско-Ыосковской и Вологодской возвышенностей. - Бил. Почв, ин-та им. В.В.Докучаева, 1975, в.УШ| с. 17-47 (в соавторстве с Т.И.Павловой). 6. Использование еэро- и космических снимков для изучения структуры почвенного покрова. - В кн.: Исследование природной среды космическими средствами. - II., 1976 (в соавторстве с В.Д.Андрониковым и а.Г.Сишщыной). -

6. Применение Многозональных аэрокосмических снимков для изуче-

кия поча. - В кн.: Тез. докл. У делегат, съезда ВОП. - ■ Минск, 1977, с. 26Ь-26? (в соавторстве с*В.Д.Андрониковым и Ы.Г.Синицыной).

7. Диагностика лесных почв Мещеры по составу вторичшос лесов с

использованием дистанционных методов.- В кн.: Почвы и их биологическая продуктивность: Тез, докл." кснф. ЭСХА. — Тарту, 1979, с. 24-25. * 8* 0 почвенно-географическом районировании южной части Нечернл- . эешой зоны с использованием дистанционных методов. - В кн.: Мелиорация, использование и охрана почв Нечерноземной зоны. - М,: Изд-во ¡Я7, I9S0, с. 02-83. 9. Применение дистанционных методов при картографировании СПП залесенных территорий, - В кн.: Структура почвенного покрова и ее знанение для картографирования почв, утета и ис-) пользования почвенных ресурсов. - Кишинев, Т9В0, .109-110, ■ДО. Притопы и методц почиенной картографии. - В кн.: Картография почв и структура почвенного локро/ia, - И,, IM30, . с. 3-2П. (в соалторсгве о И.Л*,Сорокиной ;1 И.Ц.Фридландом).

II. Оценка инфорыйтианости аэрофотоматериалов п|5к дешифрировании У . почвенного покрова залесенных территорий, -,8 кн.: Тез. . ¡1 докл. У1 делегат; съезда ВОП, т. 4. - Тбилиси,'1901, о.' 145.

Картографирование почвенного покрова лесопокрытых территорий ¡1 Нечерноземной зоны по космическим многозональным снимкам. -)I В кн.: Тез. докл. I Всесоюэ. ко)ф. Биосфера и климат по • данным космических исследований. - Баку: Здм, 1902,'-с. 496/ 190. ' • . ' .

13. Применение многозональных космических фотоснимков при карто-

графировании почвенного покрова лесопокрыгюс территорий. - • В кн.: Современные методы исследования почв: Тез. докл. Всесоюэ. ко>ф. - И.; 1Ъд-во МГУ, 1983, с. 126-127.

14. Использование дистанционных методов при картографировании

структуры почвенного покрова лесолокрытых территорий. - В сб.; Структура почвенного покрова и организация территории. -Ы.: Наука, 1983, с. 88-94. - ,

Подписано к печати I5.tI0.84. ЛГ-70327 . Сдано в печать 16,10.84. , ^ррг/лт 60x84 1/16. Печ. л. I. Тлр. 100 экз. Заказ И зет

• ■■ ■ _Гесплзтно_ -_"

Почвенный :шс!т'1тут'им. 3.В.Докучаева. 109017, Москва, Ж-17, ■. • ' Цнтззек^Й'нер., л. 7 г

^иогртГт В.^СШП ЛС7514, ГСП, Б-78, Б.Хяритсн^чипгГ,

' • £0М 21 . • -