Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПЛАСТИКИ РЕЛЬЕФА ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗА ПОЧВЕННЫХ КАРТ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПЛАСТИКИ РЕЛЬЕФА ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗА ПОЧВЕННЫХ КАРТ"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР С 1 б ир с и о е отделение Институт почвоведения к агрохимии

На правах рукописи

ДОШАКОВА Нина Александровна

2*9 чг.

УДК 631.471,

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПЛАСТИКИ РЁПЬША ДЛЯ СОСТАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗА ПОЧВЕННЫХ КАРТ

Специальность 06.01.03 - почвоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени : кандидата б иол о гиче с ких наук

Новосибирск - 1968

Работа выполнена в лаборатории картографии почв Института почвоведения и фотосинтеза АН СССР -

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор И.Н.Степанов

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных наук

И.А.Соколов, -

кандидат биологических наук В.М.Курачев

Ведущее учреждение - кафедра картографии.географического

факультета Московского государственного ' университета им. Ы,В.Ломоносова

Защита состоится " iL"

_ 1986 г.на заседании специализированного совета K-0Q2.I5.0I по присуждению ученой степени кандидата наук при Институте почвоведения и агрохимии СО АН СССР ( 630099, Новосибирск, 99, ул. Советская, 18, конференц-зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института почвоведения и агрохимии СО АН СССР .

Автореферат разослан " Qsi^llU J 1986г.

Ученый секретарь специализированного совета) кандидат биологических наук

В.В.Реймхе

.•■^•У/í - Актуально сть.: В начале 180-х годов гипрозеуы серены завершили- "".у.'

; . 1фушомасштабную почвенную съемку сельхозугодийДля её системати- ' -V;- 'зации былорешено для РСФСР издать среднемасштабньге областные (peo- .■.'; ^Упубликанские,нраевые)' почвенные карты. Потребовалась единая-мето-. -'дика генерализации первичной крупномасштабной картографической кн- ^ - ;; формации^ полученной почвоведами разных поколений и по разным кн--у: струкциям. В; её основу положен каркасный (бассейновый, пластики У'УУ Vрельефа," объемно-графический). метод анализа топокарт, разработан- ■ ;1 i ный в лаборатории картографии почвИнститута" почвоведения и. фото-i-;-.,'1синтеза АН СССР.,' Метод пластики рельефа1 в почвенном картографиро-' / У ваниидляцелей генерализации не применялся ранее, повтому выяви- ; >:'г ,'лись методические проблемы, которые и решаются & данной работе, - УУ*.'

- t Нель и~ задачи.'Цель исследования - использование методапласти- ; ■

- Уки рельефа для составления среднемасштабных почвенных картло У

сериалам крупномасштабных почвенных исследований с разработкой,шо- • ^ i Усоба генерализации, позволяющего сохранить подобие форм почвенных ■ : ' вцделов на основе самотождественности узоров кврт пластики рельефа, ■'!;■■■атакже.длявизуельного и!инструментального анализа картографиче-; >/с^структур.'В связи с зтимбыли поставлены ,следующие задачи:;у.У У--•■•VI. Составить карты пластики рельефа детальных,- крупных," средних : '.. ■У и мелких'масштабов для "типичных участков различных регионов страны^ ' и-провести сравнение их структурных узоров,; \ Т У' " " * 'У

1 ; 2; Установить географическую локализацию почв по элементам -рель- У ^ ефа карт пластики:' водоразделам,' склонам, понижениям, их частям. ■ t - ' . 3., Разработать принципы картографической генерализации почвен-*' * ' ных ввделов на основе метода пластики рельефа и апробкровать.кх на . ' 'VY практике.;У. С : у' ■í;;-''7*-^.. yWÍ.¡.V'^ЛУ Л^УУлУ

Использовать оптико-структурныЯ'анализ (преобразование Фурье) . ' -у для картографического изучения структур' земной поверхности к [ поч- у ; ' венного покрова.- Ч'УУ- ; -Л ' У /У Научная наивна." Разработаны принципы картографической генера-улизациипочвенныхвыделов.наоснове которых составлены карты но-У У,вого типа,*; отображащие целостность пространственных почвенных . у у. объекто'в,"сосж>япрпиэвэаиыосвяэан^ . уровней (почвводораэделов, склонов, понижений). * Показаны условия I. ^ инструментального (на огггическом дифрактоыетре) членения картогра- 'У: j ~ фических структур земной поверхности и, почвенного покрова >' с разде-^ ^ ' лением ях' на уровни иерархии.- ->.-'... У; ■ .„-У-У'.УУ Л У:.'; У-- .••..•„ .; у ; Защищается новый способ картографической генерализации для,со— у -1 ставления среди емасттабншспочвенных • карт, который заключается в. у* "Утом,' что обобщение и локализация исходных почвенных ввделов¡ крупно-.У,. " ' .'У'- I " . .. ' ""' .....'

- , ч » , !

Мое*, г,д. Л:гка imí

—/.'У .

масштабных карт проводится на основе установления подобия узоров"' ■ ; рельефа, ' полученных путем сопряженного анализа горизонталей крупно. ; к средцемасштабных топокарт по методу, пластики, ' - ' ':. '

.С* Практическое значение и реализация работы. Использование метода у • пластики рельефа при почвенном картох^афировадаи;. позволяет едикооб-

; разно отображать границы выдедов,в 'едином ключе сопоставлять поч-. венные карты разных территорий, объединять материалы полевого об. ' следования разных лет и масштабов, упрощать согласование границ ' '-■■■"', почвенных' ввделов смежных административных единиц,' наиболее рацио- , нально проектировать природопользование'« охрану земель на базе бо-' лее информативных и структурно-цело стных тчвенно-вартографических ■■' 'образов.,"- о'.-'ч;"1:'■■ ' ' ■:'■■■ -л- V; '; ' .-г7■'•"

- . 1Основные положения диссертации по генерализации крупномасштабных карт используются многими институтами Росзеыпроекта цри составле-:» кии ;среднемасштабных почвенных карт, что подтверждается соответству-- вдими документами. • -'.>■■;' 'У.• ~ ;>' '.■ "■■ -;'■' ;■■'.■..Я ' ' /;•• •

Апробация. Результаты-исследований 'представлялись на ВДНХ СССР *. (1975 г. бронзовая и 1987 г. серебряная медали) , обсуждались на"; ; *- совещании по структуре почвенного покрова (M. , 1976) ; Всесоюзной . конференции, по почвенно-экологическим и мелиоративным ' проблемам' ' мекбассейнового перераспредедения стока рек (Пущкно,-1983); Всесо-' юэной конференции по истории развития дач» СССР в голоцене (Дущино, '1964) ; двух рабочих совещаниях институтов Росземгфоехта соучастием '"'.-" представителей ГИЗР, Почвенного института, МГУ; ИПФС АН СССР (Пущи-

но," 1985); заседании Научного Совета "по 'проблемам почвоведения и . мелиорации почв АН СССР (11., 1966); зональном совещании почвоведов ■. ■ !.. Севзапгипрозема {Архангельск, 1967); Межзедомсгвенном.'координацион-' ном совещании "Проблемы прогнозного почв енно-мелиоратквно го карто- ' . гравирования" (М,5; 1987); Всесоюзной ночной конференции "Картогра-

фия в эпоху НТР: теория, методы, практика" (М., I987);1 Научно-техни-": : ' чёском совете Главнечерноземводстроя (II., .1987). ■ 1 ;

, ' •* . * Исходный материал и методы исследований.' Использованы рукописные и опубликованные карты: .топографические, геоморфологические, 'геоло-: - ^ ■■'■'.;^гические, почвенные, лачщаафтные, пластики рельефа," а также аэрокос: моснимки. Применялись методики: пластики рельефа (Временная методи-'¿а... ï 1984; Пособие к'ВСН, 1985) . генерализации почвенных карт' и ; • .V ■ ' оптико-структурного анализа их (разработаны с участием автора)» ,"- ; ■ ■ -.Проводились оценка, анализ, сравнение'материалов "и полевое карто- \ -V 'гУ. гравирование почв.' *'\у "' " '", ' ■ ■ ■ ■■?" ■■■

' ..■-■ - г Объем работыц Диссертация состоит, дз введения; 4 глав, э шитче-

кия, списка литературы из 107 названий; она изложена на 148 страницах машинописного текста, в т.ч. содержит 54 рисунка.

ГЛАВА I* Краткая история развития представлений о роли рельефа : в картографическом отображении границ почвенных ареалов

Проблема сопряженного картографирования рельефа и почв возникла ухе в начале развития отечественного почвоведения, В то время (Труды Почв, комис..., 1691} постановили при составлении почвенных карт ."рельеф наносить при малом масштабе стрелками, ... при большем же масштабе ...изогипсовыми линиями (горизонталями)". В настоящее время горизонтали топокарт применяются в исходном крупномасштабном и детальном почвенном картографировании на основе методик» где их применение в ввделении границ толкуется неоднозначно:*а) "пользуясь горизонталями и повторяя их очертания" (Методика составления* 1976); б) "по соответствующим горизонталям,или параллельно им,или пересекая под некоторым углом" (Садовников, 1954), Отсутствие научно-обоснованных правил проведения почвенных границ по .топокартам (параллельно или под углом к горизонталям) приводит к неопределенностям в почвенной картографии. Сравнение фрагментов почвенных карт одних и тех же территорий одинакового масштаба (рисЛ) показывает* что формы, размеры и расположение ареалов на картах одного типа (А-Д) сильно отличаются от карт другого типа (Е-Л), что связано с разночтением рельефа топокарт и различным пониманием'связи свойств почв с рельефом. Таким образом, существует два способа проведения почвенных границ: I) с привязкой почв к элементам рельефа (водоразделам! склонам» понижениям), в настоящее ершя основанный на анализе топокарт по методу пластики рельефа (Сассейновьы, каркасным); он» как видно из карт,,применялся В.В.Докучаевым и его последователями: Н.А.Димо, М.Ы,Филатовым, С.А.Захаровым, В.Р.Волобуевым, В.А. Ковдой^ Н.Ф.Шшьковда, А.И.Перельманом, П.М.Новиковы«, Н.П.Костенко :и др.; 2) с обобщением по геоморфологическим районам (агрогруппаы) почвенных видело в; он. берет начало скарт В .И.Чаславского и распро-странен'Р.В.Риэположенскш, А.Я.Гордягинш, А.В.Нечаевым, получив статус традиционного,-Оба способа» по-своему» важны, но первый предпочтительнее в тех случаях, когда требуется тщательное сопоставление свойств почв с элементами рельефа, контролирующего свойства почв, являющегося "вершителем-почвенных судеб", А.Ф.Цыгакенко (1967) считает, что закономерные изменения почвенного покрова "определяются многими факторами, но контролируются они в основном рельефом" который : к тому же "легче всего воспринимается, измеряется и наиболее объективно оценивается" картографически. По картам пластики рельефа

Рис.1. Сравнение двух типов узоров почвенных карт, где на Е-Л отображена, связь почв о рельефом.

! В каждом случае фрыыенты сведены к более мелкому масштайу. : -

можно проводить унифицированное "овеществление" выделенных элеыен-' V : гов рельефа)(водоразделов, склонов* понижений, террас и т.д.) со-иответствупдош почвага. Применение приэтом аэрокосмических сниы- \ * ков повышает.значение.топокарт,.высвечивая первичную роль.послед-; - ^ них при анализе рельефа. . . .у v • -' ,'>,-. ■ '..г' у v V

■ -i У,; '.'V .■■ГТ.-.^ ..-■.* v, "Л;;;* -л.>■..'■.; V. :■..';> : ГЛАВА-2;1Составление средне-и мелкомасштабных почвшгаикартУ;: •*

4 /.'с использованием метода пластики рельефа . . •' ,г

:' Обычно в почвенном картографировании применяется поэтапное фотомеханическое объединение виделов от первоначального крупного до за-. .

■ ''заданного среднего масштаба с выбраковкой и укрупнением их. каждый ,

; ■ - -* ч ■ ■ . ■ . И

ЩМ|р »am #SBrMi! -

Рис,2. Технология - - / составления • • ■ средиемасштаб-: ' , ^ной почвенной * у' карты Ленинград- .Л* -ской области ■: - г ..(Ы 1:300 ООО) * --

■ фотомеханиче- • ',-■ : ским уменыпени- -

ем исходных X

вццелов (А) с *

4 -дальнейшим :. ■ ■""

■ ^единением их- V . у

- В результат- - ■

:системной гене-. . ,:■ ралиэации по ■■ Лпластике релье- - ; , -'Фа.- ' . а,б,в - увели- --ченные почвенные ' V ареалы, извле--. ' ; ... ченные соответст- - ; венно из Фраг- .■>.■ - ментов А,Б»В.

Л-.; Су-.'.й •> ® .

5 ., „

у.; * д d

•.i'XvV*'-

* < • г + '-

'^ исходных двух-трех десятков (рис.Еа) выделов на конечнойкарте ис- ' . кусственно создается один ввдел (рис.26) с неопределенной конфигу-■рацией и одним-двуыя индексами преобладающих почв. Для повышения

информативности почвенных кефт при такой генералиэации'применяется " , . сложная система индексов в ввде сочетаний и комплексов^ а также ус-. ,ховных знаков, причем для полноты размещения часто умышленно увели-, чивапт размеры генерализованного выдела путем объединения большего ; их количества.. Обилие индексов и' знаков загружает карту^ затрудняет, ее чтение, поскольку большая доля картографической информации перенесена в легенду. г . • . 'V: "-V,.. ^ '..;';■ Совмещенное картографирование рельефа и почв (рис.2В) позволяет . уточнить и дополнитьрассмотренную выше почвенную карту.(рис.2Б) пу-ч тем отображения основных сведений о почвах на фоне рельефа посредст-./Г вон разнообразия границ ицветовой гаммы. При этомсильно различает, ея узор карт (рис.2Б,В) , т.к. на последней он показывает структуру , почвенного покрова~,котораяна первой представлена в легенде в виде Ч;; текстового описания. '■•,'■■. . ■V■ .

• • Метод пластики обеспечивает единообразный тщательный' анализ рель: ёфа по горизонталям топокарт (рис.ЗГ). Его преимущество'в том, что'. при этой однозначно разделяются рлпряпи повышений (выпуклостей), и 1 инвариантно связанных с ними понижений (вогнутостей).Эти площади ■■' '-'далее могут использовать специалисты для наполнения их специальным содержанием по единым принципам. V , '

•• Рис.З. Основные ; ' • • ••. способы отобра-■ • ' жения рельефа • ' на картах:: . » А -горизонта- ;

- .■:,, - Б -гашюр :■ (штри-, . хами по шкале Лемана); .--.■.■■.' В -отмывкой и : ■, •• .4- горизонталями; " ,; Г -по методу ,■-.* пластики и горизонталями. -.

4 Суть применения метода пластики при-составлении.средне- и,мел-комасштабных почвенных карт состоят в проведении на.егог основе ге-' нерализации почвенных выделов крупномасштабных карт. Предлагаемый

способ генерализации основан на свойстве■самотождественности узора :; ; рельефа топокарт разных масштабов на. одну иту же территорию, :>,е. ' ' "одинаковости схемы при изменении масштаба".■Генерализация.рельефа - заложенная в горизонталяхтопокарт (рис.4А,Б,В), наиболее выявляет ; ся и становится применимой для почвенного картографирования только

• "после анализа их методе« пластики (рис*4а,б,в). Генерализация здесь

• '; отображается и понимается, глубже, чем простое уменьшение размеров'

: ; до нужной 'величины^ Происходит процесс сохранения структурных тиш-'- ;

ческих черт территории посредством узора; Такая картографическая Ч.'\; абстракция .целесообразно упрощающая рельеф и связанный с ним поч- . -Л'венный покров; способствует более глубокому познании действитель- :':"■'. ^ ности, т.к.'-выделяет обще признаки и свойства тождественно на всех ! '. масштабах. Узор рельефа^образуется,системным сочетанием выпуклостей ';, : ; и - вогнутостей _ (рис.4), На картах пластики рельефа .разных. масштабов; ■ (рис.4а,б,в) видно;-какиепроисходят количествшные и"качественные -изменения црианализе горизонталей'топокарт (рис.4А,Б,В) по ыетоду ,'*..' : :;:пдастийи.' Например,' меньше'различий в количестве основных^структуро-'^ •'ч у ■ образующих понижений между картами;'а-б .

и б-в, чем а-в. Узор рельефа упрощается за счет такого количественного пре-• *".'•'образования более мелких ложбин, >что ; -/*. ./.сохраняетшграфическое.'подобие основ-;/

ише структурных черт, позволяющее.узна-? \ч. вать образ анализируемой территории на всех этапах генерализации. При этом ко-личествекное. отношение суммы площадей / понижений к. сумме площадей повьепений ." остается на любом масштабе в одних пре- '

делах. На крупномасштабных почвенных V т- картах зафиксирована тесная связь почв •, (рис.5А) с рельефом (рис.5а), что и ■ < • .' -позволило в основу генерализации поло- -

жить тщательный анализ рельефа' по; тако-. му методу. Подучив тождественный узор ,':, ^рельефа (рис.5а,б,в)для одной итой.же/ • территории по топокартам разных масшта- -.' •бов, далее под его контролем проводится / 'Рис.4. Генерализация релье- процесс генерализации почвенных'выделов

: ^ (Ао'К.А.Щ^4" (рнс.5А,В,В). При зтом автоматически., : . с у • 1982)*;. а,б,в - по методу ■ * происходит географическая локализация,

1 * АЛа°™ЫИ1 * 2§0 ООО ' *•>-> т.е.. согласование почвенных в уделов

V Б,б - М 1:500 ООО <:>■■': У, - крупномасштабной карты с. элементами„ -- V1 ° : рельефакарты. пластики '(водоразделами,

1: ложбинами,склонами различной. крутизны и экспозицииит.дО средне- г го или мелкого масштабов. Обобщение'почвенных'выделов карты.крупно- . то масштаба основано на установлении закономерностей географическо-;';"го распространения почв по элементам рельефа. Поэтому^водораздельная

<1^ ::

г - 7',

■""■'■¡и

поверхность крупномасштабной карты (рис»5А) Солее высокого, иера|ь-'. ^; у ? хического уровня ь о темно-серой почвой (Л3) ''сохраняется в'пределах" ' ; ,генерализации легенды на промежуточной (рис^бБ);и'конечной;(рис. ЕВ) ' ^ - среднемаештабных картах соответственно' в таком'же местоположении."^

Нижележащие водоразделы являются в своо'очередь* часты)" склонов по ^-( . отношению к рассмотренному, и'по принятой легенде, их почвенные вы- ' ;_ . дела обобщены в единый 'контур серых'Ч преобладающих) и светло-серых - -: ■ лесных' почв' (Л2* |); - По, прилегающим к: водотокам склонам логично объе- " ::дккены вместе почвы разной степени смытости (Л3 К'Понижения на дан- ; " ном участке' карты' заняты овражно-Салочными и пойменными почвами . • " _ 'которые и разнесены соответственно. Карта пластики рельефа промеяу- -1 точного (рис.56) масштаба помогает сохранить и'обобщить прц/рочен-

' Г * - ■ '' ■ * ■ ■ -' * . ' " ■■ . 'х % * V ' ■

ч ' " ' , » ь г Л г- н. . ^ .*:■*>. ^ V ■ г .'"■"■■ ■ ч:- С,"4 ^ \ " ' ^ ; ' '" ^

: ность почв' ; к рель ефу..: до I кон ечно й карты (рис. 5в ,В). Общий характер - -: у■ узора; рельефа .территории по^^ртвы пластики разных масштабов легко -• прослеживается визуально^ (рис! 5а, б ,в) Г Генерализация почвенного^ ' "

■ > содержания с помощью карт пластики рельефа проводится по: принципу ¿У/

' /¿объединения почв в общности выпуклостей (повышений) и вогнутостей у';' :(понижений);4 т.е. автономным и подчиненные. Такие морфологические'- ^' : ^ карты (пластики)1 рельефа помогают выявить закономерности строения "<;>■■; * почвенного покрова,, т.к.* на всех масштабах остается постоянны*-со--. С": - отношение' элементов рельефа в пространстве и соответственно. связан- >;

■ -шк с ними почв. Сохраняются главные закономерности распределения < -„' почв по: рельсу - карт крупного масштаба г но обьеданяясь^ они транс -.';

7 -с формируются в новые,' присущие иному. и ерархич е с кому уровню,"1 отражен- _ у У ному Ю€ш (срёдшш или ыелким) масштабом. почвенной карты.При таком подходе карты'мелких масштабов являются моделями"гёосистем,^а " : У' более крупных - их частей.'-Предложенная генерализация способствует^ .у вццелению напочвенных-картах систем и подсистем,'.их частей,' а так- * V -. -Г же . ведущих элементов и связей. При такой генерализации почвенных -.у* ;-*ваделов под контроле« рельефа становится неприемлемым простое фото-V*1; механическое уменьшение'Линейных размеров^ которое преобладает в у ;

'..-почвенном картографировании и больше'всего сказывается на выпаде-у у ууниипочв понижений, Поэтому на многих почвенных.картах аллювиальные

I: почвы по длине даже крупной реки с широкой поймой показаны только -У у ^в:тех местах,1 где уменьшение позволяет'изобразить' выдели в*данном; ■V -умасштабе. Показ пойменных почв такими отдельныминесвязанными." " 'Г -;У между собой "кусками"; снижает наглядность, выразительность и читае- . " . мость карт; лишает их - цельности в отображении природы гидросетиид", • . - ^речного бассейна,' хотя вработе И.П.Заруцхой и Н.В.Красильниковой \у . (1978)*есть четкие рекомендации, что при генерализации нужно ?упро-'у ,Уу щаяочертания ареалов,. согласовывать - границы почвенных разностей; с V рисунком рельефа и гидрографической. сети на географической основе > ' ' ■ составляемой карты", а также "сохранять подобие форм" почвенных,-, у - ареалов и возможно преувеличивать ширинуареалов»приуроченных днищам долин; и балок".' Генерализация почвенных' выделов .по картам '. • о-""-пластики рельефа позволяет руководствоваться данными указаниями - У _У ; - ' единообразно, дает возможность" не' только показать цельность строе-.У гу^-ния почвенного^покрова^ сохранить выявленные в поле закономерности, -:» 'но и значительно 'дополнить, обобщить их на более выооком уровне'.и -*! УV:выразить графическиГ^Сравнение одкомасштабных фрагментов рис.6 - У приводит к"выводу,:что на дярте'А использована не вся информация У;;У У У топокарты.которая отражена на кг^те Б после анализа горизонталей ';7-'У.-методом пластики и-введением структурной иерархии цутем'разнообра- .-* ■

"•'. .' -V. -'Л . У -V'•'V• ^'.Л •:

зия ланий и: цветового; фона» Границы почвенных_ввд8лов/.совпадающие с гра-' • */' ницеЙ-раздела^основных форм рельефа ; карты пластики. (повышений и. пониже- ;, кай)/.проведены сплошной. лакией,?' а.: . ;т -остальные '- точками; .почвы'понижений;.'; ■г" зачервены"(в цветовой вариантеюнн'-;;* закрашиваются более холодными оттен-,/ками).' Та кчерез линию и цвет, сохра-: няется структура!рельефа, а локалиэа-1',' - Ция" по чве иных ^ выделов* наибо ле е.. нагля- _ ■■ .У' дна, достоверна;"объяснима и увязана; , с генезисом (степенью-увлажненности' . почв.покижений'и частей склонов, эро- • ; -; Ч' дированноотыо_и т.д.). п ; ■ г:

-'-Ч'/ -;1 Пространственные изменения свойств • •-'почвпо элементам.рельефа, .'обнаружи- ;. ^■.¡и ваемые при полевом, картографировании;'. ' К"'';- отмечены во"многих работаххВ.В.Докуча-1 : . ева, * Н.М.Сибирцева М. Фи латова,; С.С.~ ■>'■ Щульца,; А.А.Красюка.УЛ.И.Прасолова, ■ ; у'.-'С.С.нёуструева; В.М.Ф£»длавда, М.А.Гла-эовской и:др.;Все/они фиксируются ра--"■зрезами, полу ямами. и" прикопками, \ з ак- „-.'.*Й5С.6.' Фрагменты сраднемас-- ,ладываешш на:наиболее характерных и V. V " ^тко выр^ншд ^ементах рельефа. - Я

■ тавленных: А - по тради-.! .Улавливаемые'морфологические измене-;; : 1 лм<|3 В * ' свойот^очвейого профйля затем; :

; зуально геометрический ■ ..проверяются лабораторными анализами,.' ^: ОТк^К^Т*®' ^ • '; но существуют трудкостив установлен ;, ■;■■ ■■■ ■ .. ".■У'-;;.'> .-•//ч 1-у'нии.границ распространения свойств (• -■ этого профиля в пространстве^: Обычно этоделавт.натопокартахили ; '-аэрокосмоснимках;' ко,правила оконтуривания выделов ёп$ недостаточно ^разработаны.;Морфологические описания' почвенных профилей■ могут, не •полностью соответствовать данным анализов,;по'визуальным и'аналити-; ческим материалам - бывают расхождения в . градациях признаков. ' В таких ' ' случаях дополнительным критерием,:позволявшим;наиболее. объективно *.. * установить границы выдела", являются элементы 'рельефа, которые легко . читаютоя по топокартам и аэрокосмо снимкам.;. Более тонкие раопознава-. .тельные теоморфологические признаки выявляют различия в свойствах.; ^ючв даже самых незначительных понижений'или повышений.,Например/ .

1 Г , , %

" -4' .' - ' т ^ V

, при изучении серых лесных почв - (с участием автора) установлено ¡;, что"'

почвенные ферменты могут' служить, критерием 'более дробного деления -"■*;■'■;; ; . • почв по степени эродароваииости (Алифанов и др.,1976),т.е. по кру-.

тизне;склона.: отображения' на карте результатов таких топких ис- • ^; ; следований необходимо'совершенствовакие почвенных классификаций и V -. принципов установления границ почвенных виде лов,-, что возможно путем ; V введения "дополнительных.геоморфологических, ■ критериев^ Вданкой .д,-, N работе рассматривается'применение метода пластики для определения " границ,: которые обычно выделяет "пользуясь горизонталями и повторяя \"¡'"-их очертания" "(Методика..*,,1976), или "по сочетание признаков"-(Об- '

;; щесоюзная лнстрз'кция..,,1973), а' такжепо "горизонталям,;или парад-/ ; : -л-'дельно=им,'*или.*пересекая";под1некоторым,углом"?;(Садовников, 1954). Ш^-атому граница'одного*почвенного;выдела проходит;сразу.по нескольким

■ разноименным и неравнозначным*точкам горизонталей.о ориентированием; ■ * ; на сгуще ни ей ли - ра зрежива ние' последних.: Соверше нко различные абрисы'

имеют, ввделы" разкых авторов при проведении границ - "по' горизонталям • или параллельно им%'Синтетическое "сочетание признаков"., базируется ■ V на одновременном учете данных по климату, горным породам, "рельефу, -'растительности.и т.д.-(Красюк,1931). Но порядок и степень учета та-;

■ ких:признаков предлага ется:решать каждому картографу самостоятельно.^' Разное понимание способов(Проведения границ приводит к тоод, что ком. -.нтурность почвенных■карт одной и той же территории сильно различает- -

>.■ - ся (рис.1). А если нет'единообразия в пространственном рисунке поч- у V. венных карт, то нельзя изучать изменения.свойств почв и структуры V; \ ; почвенного покрова ВО времеш. -рН ;ДЧ:'-. . • •„ ■ 1 -_;.. К существующем? правилу проведения почвенных границ параллельно . . горизонталям по степени, их сгущения, т.е. по существу.по крутизне ' ¿склона, бйтод ш1аотш(а-рельефа'добавляет;ещё одно - пересечение;го-/ ' Еизонталей ко.нормали к ким в точках нулевой кривизны. При необхади- \

- мости можно использовать^и другие точки сопряжений {Васмут,1983), , что особенно важно при:детальном и крупномасштабном картографирова- :

,: . нии. Путем сочетания двух вышеперечисленных правил'(параллельно го-.;.

-ризонталям й по нормали к ним).можно отображать на топокартах всё ' • , разнообразие границ почвенных' выделов." Привлечение-аарокосмоснимков.. " с способствует'уточнению границ.в пределах отрисованных методом' плао-;. \'. ^к0 рельефа элементарных бассетов стока. Как показывает практика, .карты пластики рельефа' и а эрокосмосщшки- дополняют друг друга и этим -:\ обогащают -почвенное картографирование,*; В структурный узор карт плас-'.тики органично^вшсывавтся выделы аэрокосмоснимков. При этом подчер-:

- > кивается целостность а структурная организованность почвенного про- . '

. странства... г.-; -., . . ', . • . • .■. . < ■

/. '' . -/ „ - С: 7 - '-^д-г -;:' - • п,: ■- -

" ~: ".." -' : ■";■■■. \ "V ->- -.V1-:'■ ■ '-V .'''''-; V, .*. ■ V : '..■./

: - /с Качество генерализованных 'карт- оценивается;по. степени сходства^ V-первичных (исходных) образов-с;обобщенным!,!Поэтому при генерализа- , -.'-*оди;стараются максимально;сохранить геодатрическуп форму первичных Л 'виделов, что наглядно показано'в работах.И.П;Заруцкой, Л.И,Долговой, -V;"- А; М. Берлянта ,.И. М, Кошсо аровоЯ ,А. А. Води пой и гдр.': Это зависит от вы-'," ^Ушеописанных правил проведения границ почвенных виде лов. • Главное, при К-; генерализации -.создание единообразного тождественного картографиче- ;

ского каркаса. Обычно' его "сюставляот^геоюрфологи.'Некоторые из них V . ".'(Ю.А*.Скворцов,^ШШКостенко, А.А.Спиридонов,В. П.ФилософовН» Лао-;-'Уточкин и др.)' очень близки к идее,;заложенной-в методе пластики ре-. , льефа.'По их методы трудно воспроизводимы.^ШМ^ВВШ^ШНМШМ: '

■: , Введение: строгих правил1 анализа горизонталей топокарт • по метсдупла- -- • стадо позволяет "получать тагаешр^тотаадсгае карта ;зеыной; поверх-Ч - '- Шоти, к6торые можно■наполнять различишспециальнш содержанием," а

"также на 'основе: самотождествешости геометрйче ских - образов -рельефа V. ; " '. проводить'генерализацию' исходного" картографического.материала._' ; Ч - ЛТаким образом достигается унификация гёометрических'форм;выделову;:

• : почвенных карт, но в то же время усиливается■ несовершенство диагяос-/, У;:' тики; и классификации'почв."Выясняется',: что'неравномерен' уровень'дро-

;' бности . классификации . почв. при;четком'делении 'их ;по; элементам релье- *:; фа. Оказалось;: что детальность , разбиения почв понижений на всех 'так- г Г о; сономических уровнях гораздо ' выше,: чем почв склонов и водоразделов. . ; -« 'г' Это выражается в разновеликостй площадей.почвенных выделов.^На рис.

6Б такая.разница хорошо видка:,на повышениях'выдели более крупные, !Ч^хотя масштаб карты:позволяет отразить разнообразие почв склонов и ; \ водоразделов. Видамо,"'диагностика и классифдкацяя почв склонов и во-'

• 'V ДОразделов-нуждается в'дополненша;" .отражающих;их геохимическую со- '4 ^ -V прякенность,- целостное .'единство по чв^ по ^элементам 'рельефа геосистем.. ';

•ГЛАВА ■ 3." Картографический.метод исследования структуры' - =г^•' ;'" -:>!

/л, ••• :•' • . почвенного покрова ' -У.-

. . . - -г; ' .. -■ «-■■г-. ' - . -. -' -'" . ■ ■ ', V- и - . — - .' ■ - >... ■ '

- - ■ЛТ" ' * ■■'■■■■ • ■ ■ - ; - - _- .- -. - у V " ' ' -ц ь ' .. -- "^ Г ^ : - _ - 1ч

;Существует-два-сшсоба'изучения почвенного ^покрова" по картам:; -- *:. ■■■■'

- *;:1)-вязуальное опиоаиЙ»,,2)инструментальный анализ^^Традиционным явля-л; .- ^■'ется первый^'хотя в нем велика доля субъективизма, ,т.к.. описания ' .

-обычно, громоздкинеконкретны. Г Инструментальный: способ в картогра- - : "л фии; только развивается,.(Салищев;1982;; Еерлянт,1986; Лютый,1981; Ко- • ;,.-.эдовский,Королюк,1980-и дрЛ.и'связан с - преобразованием,- вычленени-^ .ем свойств, отношений,; исключением побочных 'фактов,? разделением це-у'лого на. части с. помощью тсхгаческих средств. Для анализа-структур. . . ■-."

''■'■Л. (ЛЛЛ,.:,. ■ ' - ■ - ■ - ■■■-»■ - ' - ■ ■

''почвенного покрова, составленных по пластике рельефа карт, в нашей работе использованы оба1способа. При визуальном анализе обнаружилось, что по! линиям, водоразделов, тальвегов,' террас, одноуровенных развилочно-тальвеговых точек (узлов кущения) картографический узор можно представить в виде различных геометрических образов: прямых,' эллипсоь, онружностей, спиралей и т.д.Чрие.бВ). К геометризации образов природы в целях познания её законов исследователи обраща-' ются постоянно:Я.Н.Афанасьев (1930), Н.А.Гяазовская (1964), К.В.- ■ Курдсков(Х95?),В.М.Фридланд (1972, 1984)^ И.И.Шафрановский (1968), Б.А.Федорович'(1983),.А.Н.Ласточкин (1987) и многие другие. Труд-поста геометризации-связаны со сложным строением объектов природы,; не позволяющим однозначно сводить'их к:тем или иным правильным фигурам. ,Использование метода пластики рельефа способствует такому единообразному графическому отображению структур" земной поверхнос- -ти и почвенного покрова, которое на основе подобия ареалов дает . возможность абстрагировать картографические структурные образы до ' геометрических фигур. На рис. 6В предложен вариант преобразования ' выделов почвенного покрова в кольцевые структуры, которые четко выражены на карте Б. При этом можно непосредственно оценить степень су^ективности в их выделении.

Анализ составленных по пластике рельефа почвенных карт подтвердил наличие трех основных видов структур: полигональных (прямоугольных,.квадратных, ромбических, шестиугольных, косоугольных), |фиволинейных (окружности, эллипсы, лемнискаты и др.), ветвящихся (древовидных) (Степанов, 1986)Отмечается преобладающий криволинейный (кольцевой, спиральный) характер почвенных структур/ (рис. 6В) . : ''. ; '•. ■ /

■В визуальном вычленении структур земной поверхности и почвенно- -го покрога велика доля субъективизма,"поэтому применен метод инст-\ рументального выявления пространственных структур.

ГЛАВА 4. Оптико-структурный анализ строения земной поверхности . .

'/■ ■. ■ и почвенного покрова . '

/"Картографическое отображение структур почвенного покрова предложенным в работе способом генерализации выявляет их общность с ■■■■'■ графическим изображением морфологии объектов других каук, что ведет к изучению почвенного покрова физическими методами. Структур- : ный анализ мнкрообъектов в биологии, медицине и кристаллографии_ проводится на оптической дифрахтометре посредством Фурье-преобраэо-ваний. Для этого отображение микрообъектов (клеток, кристаллов) , . увеличивают через электронный микроскоп в сотни и тысячи раз, а - 13 .■ '/. ■ '

макрообъехтов (земной поверхности, почвенного покрова).- соответственно необходимо уменьшить до таких же размеров* Далее при оптиче-' ской дифракции все мелкие детали картографических вьщелов предыдущего уровня иерархии сливаются (<£ильтруптся) и за счет этого полу- • ; чают структурное ведение заданной ступени,-которая определяется потребностями исследования и выражается вподборе^фильтров требуе-. мых размеров (рис.7). При этом становится невозможным (как при визуальном анализе) смашгвание разных пространственных иерархических уровней. Карта пластики рельефа среднего масштаба (рис. 7А)при' выявлении упорядоченности структур размером 3-5 км показала более "хаотичную картину (рис.ТБ), чем 8-13 км (рис.7В). Возрастание степени упорядоченности.особенно заметно'при последующих фильтрациях.- •

- -- Рис.7. Фрагмент среднемасштабной карты пластики (А) и первая (Б)

и вторая (В) его фильтрационные картины.-.Территория дерново-подзолистой зоны Среднерусской возвышенности, .:

.. Совмещением полученной фильтрационной -картины с соответствующей ей почвенной картой "овеществляются" выявленные при анализе структуры земной поверхности* Так, структуры первой фильтрации (рис.ТБ) состоят из водораздельных поверхностей шириной до I км с дерново-слабо- и среднеподэолистыми почвами"(тёмные просветы) и того же типа разной степени эродированными и увлажненными почвами склонов и понижений на них (светлые образования). V ■">

Такого вида фильтрационные картины далее можно обрабатывать автоматически с помощью ЭВМ. Использование оптико-структурного ыето7 да анализа для картографического исследования структур является од' ной из ступеней процесса формализации в почвенной науке.. ' ■ ^

т"\:' 4,Выводы- ¿'<.'■ '■ - :" *■'■'" -■' 1 . • /

'-у ,I. На'основе'метода"пластики рельефа составлены среднемасштаб-, ные почвенныекарты нового типа с графическим отображением связи , :почв е рельефем,-а'также различных;видов геохимических сопряжений . почв ¿ ландшафтами водоразделов, склонов, понижений и структурных ^ /"^особенностей почвенного покрова.'-Прк'этом разработана картографи-, Г, ческая генерализация выделов крупномасштабных почвенных карт, кото' рая.заключается в следующем:'а) .выявлении локализации почвенных . : вадалов. по'.элементам рельефа (водоразделам, склонам, понижениям, * ' террасам и их частям) в крупном масштабе; б) установлении подобия ; - 'узоров рельефа крупно- и средиемасштабных карт пластики; в) объеди-' нении почвенных вццелов крупного масштаба в общности повышений и ' * инвариантно связанных с.ними понижений (автономных и подчиненных)-'

- - - средн©масштабной карты пластики рельефа на основе закономерностей

- * географического распространения почв. - * ,. : ■ ;'.'"/ .

" 2. При составлении почвенных карт,нового типа* выявлено, что тре-• '--Суется соответствующая генерализация генетических свойств; ущюще-. ние.системы индексов » знаков в связи с возможностью достаточно '■■■'.. дробного деления почв на карте; отображение на карте.иерархии поч-.'■'V- венно-геоморфологических образов посредством границ; приведение в .'V,'*"'соответствие'уровню дробности вадеяов?классификацию почв понижений, ,

склонов; водоразделов и террас: ■■ *-а -; • *;; ^

' I."; З.Пров едено инструментальное (на.оптическомдифрактометре) вы-. ■' деление картографических структур эемной' поверхности и почвенного./ .покрова для их формализации, при этом выполнено разделение структур V ' ■ "по уровням иерархии;с получением для'каждой'ступени устойчивого индикационного образа. "". -^'-.'/У'"С.'-,!■.'■■■■".'.^ '„. V- " ; " , 4,- Установлено, |что.почэенные карты нового■ типа способствуют: . * * *а) разделению саяьхозутодий с учетом свойств почв по элементам .рельефа на три основные группы: водоразделов,'.склонов и долин, что'; ; ,." ¿связано с обслуживанием их совершенно самостоятельными,' но планово ■/у 1 согласованными системами мероприятий; б) ведению мелиоративного И; г 1 . другого'проектирования, а .также планированию и.кониролю' мероприятий ■ по охране почвенных ресурсов от различного вида загрязнений с уче- 1 '-¿'<<* ...том четко:выраженных на картах почв бассейнов стока (жидкого, тяер-ДОГО, 'ионно-солевого).; -'¿-'л- ' ;' ■.;■■. I : ' '''. ■ ' На основе-сопряженного анализа различных карт показано, что 'применение метода пластики рельефа повышает достоверность/ точность,. ; обоснованность • и объективность границ'почвенных карт; упрощает " ' . согласование'их для смежных административных территорий, облегчает ' . /.*. обобщение картографических материалов разных лет.• > -. ' ■*-'" /"'' 1

^'У, По материалам диссертации; опубликованы: следу «отеработн:, Г.: ,4;V : . I.; Ашфанов В, М.;' Лошакова' H.A."Опыт "детального ¡картографирования ^ -'»радированных почв. . Оснсшныеч"проблемы .охраны .почв.*" Штериалы у'; N-!кояф.' молодых ученых вузов,'НИИ а проектных институтов г.Моек-'•'" . .М.,;ИГУ,'-1975, с'.32-34. / у ^-У • '

' :,4. 2.Алифанов В,М.:, Лошакова H.A. Опыт детального"картирования.эро-^;! ' '*-:: . - -дарованных почв: Нечерноземной зоны POSCP. Проспект'ВДНХ СССР."'

.ЧЗ.Алифанов В.М.,' Лсшкова H.A. - Особенности строения почвенного - .• • •-' , - ,•покрова; правобережья широтного

отрезка р.'' Оки.' Тез.; докл. • XXX • " -• совещания ®) 'структуре; почвенного покроваШу: 1976с.S6-B7.г * ~' - ^ 4.. Алифанов^В.М., Лачко Р.П., Лошакова;H.A.V-Степу тина ,В. К'Фер-^ г% • меитатквная активность серых лескых почв,*г- Почвоведекие,, 1976, ;, -

v ; V ...* и,'с. 127-132.-Г^ '.v -Г-.:' V^H^~'

', Лошакова. Н. А".' О'связи" структур почвенного^ покрова. Гусской • рав-^;..

^ НШШ О ППИООПИЫМИ ИЙМЙиеНИЯМИ В .TV1ЛЛГГА. ТвЧ ТГПТГЛ. Йг>оЛ' ■ - :

< 6. Степанов И.Н.; : Лошакова H.A. С СаталкикА.И.', ■ Андронова МЖ . V-1 Составление почвенных'карт 'с использованием системного' карто-' ;-' ';

; '; графического метода - ' пластики 'рельефа Л В " cö.l "Метод пластики; ' .¿V.■■■'■ рельефа в тематическом картографировании"^' Пущино^: ОНГИ НЦЕИ-':' "Л АГСССР, 1987,хс.7-22. •• '• V'V л; ' Y: *_ Vе.; V -у":, г,'". ',7- Лошакова Н.А;. О: картографиче скомотображении связи почв рель-V?' ■ - i/--'ефом. 'Там ее, с*.77-89. ^ ' V ^ - ^Vy У У У ; v-' * :8.'Степанов И.Н. . ^Лошакова;H.A. Опыт изуче^шя форм земной коры и г' , , - почвенного покрова с пошщьо оптико-структурного анализа.' Там ; • »>' ;*s; c.iii-iX6. * ;•"• • ur.'VLг ..;..,.:.-;: . 'v-:—-. 9* ■ЛйШЙКЮВЯ HJA-4 OrTMintfU-riTri'UffTVnmjft АНАТОМ ига' и^плитгст "ifrte-bJbiimrt-

. ,t 0.54-55. •.-.;.:. . .. : V' '

г ;I0VСтепанов И.Н, ."/Лошакова H.A. , Орлова Е.В., Оптико-Структурный /

■ ■ "X-'-yV:"' ...-" :; - 'Ч - -. У v i i) / - *

■ - ■ --.я... ..y i " -■.v-c- .

1 - ■ _ _ . • . л у- ■ . ■ . ' - -- ■. _ ' ,- - - ^ ь

T-I0S3Q g8.03.es г, Зак.ЭТОР Тир.125 а из. Уя.гея.л.-1,0 Отпечатано на ротапринте в ОНТИ НЦЁИ