Модели и методы классификации и оценки параметров геосистем юга Восточной Сибири

Солодянкина, Светлана Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Модели и методы классификации и оценки параметров геосистем юга Восточной Сибири
ВАК РФ 25.00.23, Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Модели и методы классификации и оценки параметров геосистем юга Восточной Сибири"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ГЕОГРАФИИ

На правах рукописи

СОЛОДЯНКИНА СВЕТЛАНА ВИКТОРОВНА

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ КЛАССИФИКАЦИИ И ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ГЕОСИСТЕМ ЮГА ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ

Специальность 25.00.23 - физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафта

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Иркутск-2005

Работа выполнена в Институте географии Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель доктор географических наук

Черкашин Александр Константинович

Официальные оппоненты доктор географических наук

Конева Ия Викторовна

доктор физико-математических наук Шерстянкин Павел Павлович

Ведущая организация Нижневартовский государственный педагоги-

ческий институт (г.Нижневартовск)

Защита состоится 14 июня 2005 г. в 13:00 ч. на заседании диссертационного совета Д-003.010.01 при Институте географии СО РАН по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1, тел/fax. (3952) 42-27-17, e-mail: post-man@irigs.irk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института географии СО РАН

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим отправлять по указанному адресу ученому секретарю совета

Автореферат разослан мая 2005 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Проблема классификации геосистем давно является одной из наиболее актуальных в географии, поскольку она связана с решением практически всех задач географической науки. Необходимо последовательно развивать теорию и практику классифицирования с учетом потребности в современных методах обработки информации, включая анализ данных дистанционного зондирования для ландшафтного картографирования и формирование географических экспертных систем, основанных на классификациях.

Высшей формой классифицирования является создание естественных классификаций, позволяющих по положению объекта в системе классификации судить о его характерных свойствах и получать новые знания об объектах, рассчитывать разного рода оценочные показатели, базируясь на анализе функциональных связей характеристик геосистем с координатами их классификационной принадлежности.

Цель исследования - разработка моделей и методов классифицирования геосистем и количественной оценки параметров геосистем по их классификационной принадлежности.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1) разработать модели, методы и алгоритмы организации знаний о географических объектах в качественном (классификационном) и количественном (функциональном) выражении;

2) выявить пространственные и классификационные связи геосистем разного иерархического уровня в ландшафтах юга Восточной Сибири;

3) оценить возможности расчета функциональных параметров геосистем по координатам положения геосистем в структуре классификации;

4) разработать методы автоматизированного дешифрирования геосистем по космическим снимкам, основанные на функциональных моделях;

5) составить на основе разработанных методов и космических снимков ландшафтную карту на ключевой участок исследования.

Объекты исследования - таежные ландшафты Юга Восточной Сибири. Натурные работы проводились в провинциях Южно-сибирской горной области: Хамардабанская гольцово-горно-таежная, Окинско-Тункинская гор-но-таежно-гольцовая, Бирюсинско-Ийская гольцово-горно-таежная, Канская остепненно-подтаежная; в Среднеангарской южно-таежной провинции Среднесибирской таежной области. В качестве модельных участков для апробирования методики выбраны 1) горная тайга Лено-Ангарского плато и таежно-болотные ландшафты Хандинской котловины Байкало-Джугджурской горнотаежной физико-географической области; 2) южная тайга Нижнего Прианга-рья (бассейн р. Чуны) Среднесибирской физико-географической области.

Исходные материалы. Для решения задач исследования на территорию Юга Восточной Сибири и ключевые участки использовались карта «Ландшафты Юга Восточной Сибири» (1977), космические снимки высокого и среднего пространственного разрешения, топографические карты масшта-

ба 1:200 000, материалы натурных маршрутных и стационарных исследований, литературные источники и тематические карты разного содержания.

Методы исследования. Работа выполнена с использованием методов комплексных физико-географических исследований, обработки космических снимков, статистического анализа, математического и компьютерного моделирования, геоинформационного анализа и картографирования.

Теоретической основой и руководящими принципами данной работы стали идеи развития классифицирования, изложенные в трудах известных географов: Д.Харвея, ДЛ.Арманда, АГ.Исаченко, Ф.Н.Милькова, ААГригорьева, Н.И.Михайлова, Н.А Солнцева, В.Б.Сочавы, В.С.Преображенского, Г.Д.Рихтера. Концептуальная основа работы формировалась на идеях учения о геосистемах В.Б.Сочавы, экспериментального ландшафтоведения А.А.Крауклиса и полисистемного анализа

А. К.Черкашина.

Научная новизна:

- при классификации геосистем юга Восточной Сибири реализованы принципы пространственной и системной организации территориальных объектов;

- апробирована новая методика автоматического выделения ландшафтных границ по космическим снимкам на основе автокорреляционного анализа пространственных связей геоизображений;

- выявлены особенности частотного распределения элементов космических геоизображений по яркости для функционально однородных участков и соответствующие им функции плотности распределения, позволяющие идентифицировать геосистемы на уровне класса фаций;

- показано, что количественные показатели геосистем связаны билинейной зависимостью с числовыми характеристиками положения объектов в соответствующих классификациях.

Практическое значение.

Научная работа выполнялась по темам Института географии СО РАН, по проектам РФФИ № 99-05-64075, № 02-05-65054, № 01-05-06228мас, № 02-05-06331мас, № 03-05-06515мас, ROLL 116GR3/ISN-98, ГЭФ IO10008-S3, интеграционный проект СО РАН № 67-2000.

Личный вклад автора. Основные результаты исследования получены автором лично. Обработка космических снимков территории Лено-Ангарского плато и Хандинской котловины с созданием картосхемы типов растительности проводилась совместно с к.б.н. Ю.О.Медведевым и Е.А.Истоминой. ГИС «Ландшафты юга Восточной Сибири» создана в центре геоэкологических исследований Восточно-Сибирского государственного технологического университета (г. Улан-Удэ). Данные биоресурсной оценки промысловых животных по свойственным угодьям предоставлены д.б.н. П.П.Наумовым.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследования обсуждались на всероссийской конференции "Экология ландшафта и планирование землепользования" (Иркутск, 1999), научно-практической конфе-

ренции "Вопросы изучения биоразнообразия и мониторинг состояния наземных экосистем Байкальского региона" (Улан-Удэ, 2000), XIV и XV конференциях молодых географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 2001, 2003), XI научном совещании географов Сибири и Дальнего Востока «География Азиатской России на рубеже веков» (Иркутск, 2000), международной конференции «География и природопользование в современном мире» (Барнаул, 2001), международной научной конференции «Бореальные леса и окружающая среда: локальный, региональный и глобальный уровни» (Красноярск, 2002), научной конференции «Дистанционные исследования и картографирование структуры и динамики геосистем» (Иркутск, 2002), международной конференции «ИнтерКарто: ГИС для устойчивого развития территорий» (Апатиты, 2000; Санкт-Петербург, 2002; Новороссийск, Севастополь, 2003), всероссийской конференции «Математические и информационные технологии в энергетике, экономике, экологии» (Иркутск, 2003), международной научной конференции «Закон Российской Федерации «Об охране озера Байкал» как фактор устойчивого развития Байкальского региона» (Иркутск, 2003), первой международной конференции «Земля из космоса - наиболее эффективные решения» (Москва, 2003), конференции молодых ученых «Samsung Young Scientist Day» (Новосибирск, 2004).

Основное содержание исследований изложено в 37 публикациях, в том числе в 24 работах по теме диссертации.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и одного приложения, имеет общий объем 173 страницы, содержит 37 рисунков, 13 таблиц. Список литературы включает 132 наименования.

В первой главе рассматривается общие вопросы классифицирования, существующие классификации в географии и новые подходы к классификации. Вторая глава посвящена описанию физико-географических особенностей геосистем юга Восточной Сибири и ключевых участков исследования. Рассматриваются методы натурных исследований и обработки космических снимков. В третьей главе разрабатываются методы выявления структуры классификации с применением геоинформационных технологий для геомов юга Восточной Сибири и фаций Нижнего Приангарья. Обосновывается связь параметров геосистем с кодировкой их классификационной позиции. Четвертая глава посвящена прикладным вопросам классификации фаций и выявлению фациальной структуры ландшафтов по многоканальным космическим снимкам территории Лено-Ангарского плато и Хандинской котловины.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Принципы вариативной изменчивости, иерархической и пространственной организации геосистем определяют теоретические и методические основы естественной классификации географических объектов.

Естественная классификация (ЕК) - это способ упорядочения таксономических (типологических) единиц (ТЕ), когда место в классификации

(классификационная позиция - КП) однозначно определяет все свойства классифицируемого объекта. Для формирования ЕК необходимо задать порядок (структуру, топологию) на множестве ТЕ и кодировку каждой КП. Структура ЕК восстанавливается по двум принципам: системной и пространственной организации ТЕ.

Системная организация базируется на процедуре утроения: существования трех взаимно дополнительных логических категорий (тезис, антитезис, синтез). Ф.Н.Мильков (1984) отмечал, что свойства географического объекта меняются от одной его границы к другой, что позволяет различать в нем три

части - срединную и две окраинные. Этот принцип нашел широкое применение в географическом анализе и рассматривается как выражение процедур векторно-

комбинаторной фрактальной логики (Черка-шин, 1997, 2005): любая логическая категория утраивается, формируя локальную систему координат частных категорий, которые также утраиваются и т.д.

Анализ базовых положений структурно-динамического подхода в географии (Сочава, 1978) с позиций принципа системной организации выделяет два признака классифицирования, на которых строится ЕК геомеров:

1) иерархическая организация геосистем - природные объекты различных масштабов организуются в иерархические системы соподчинения таксономических единиц разного ранга; 2) варьирование геосистем - каждый геомер на любом уровне иерархии является вариантом геомера вышележащего уровня иерархии. Множество вариантов А,В,С геомера базового уровня О (рис.1) объединяются в эпигеомер (А,В,С), где каждый вариант связан с инвариантом А - коренной геосистемой нижнего уровня, в наивысшей степени соответствующей содержанию базового геомера О, а через него — зональной норме. Варьирование геосистем от места к месту - результат факторной трансформации инвариантов и выражается в появлении на каждом уровне иерархии триады изменчивости геосистем (названия по: Сочава, 1978): коренные (тезис А), серийные (А—>В — антитезис) и мнимокоренные (С—синтез двух полюсов А,В) (рис. 1). Помимо этой упорядоченности триада ТЕ организуется по признаку факторной изменчивости (в скобках указан троичный код изменчивости 0,1,2) или обратно направленной восстановительной динамики А*-С<-В - от серийных геосистем к коренным.

Схема на рис.1 отображает базовую ячейку отношений в иерархической классификации (рис.2), которая переходит в линейно-упорядоченное множество геосистем по характеристике факторной изменчивости (0-26).

А( 0) С (1) В( 2)

Рис.1 Логика развертывания базовой ячейки пространства классификации по принципу системной организации ТЕ (пояснения в тексте).

Уровни иерархии

о | а а ♦ * в ' * » «о и II 1* и «в I» я* и и э» м а«

-в-

Рис. 2. Многоуровневая классификация геосистем и переход к линейной модели вариативной изменчивости

Иерархическая структура классификации переводится в треугольную (рис.3) с барицентрическими координатами КП (х, у, г) (изменяются от 0 до 6), когда х+у+г=6, т.е. один из показателей является зависимым. С помощью других преобразований иерархическая структура превращается в круговые, и другие модели ЕК.

Рис. 3. Переход от многоуровневой и линейной моделей классификаций к треугольной модели, позволяющей парамегрнзировать положение объектов в структуре классификации в барицентрических координатах (х, у, г). Номера 0-26 соответствуют обозначением на линейной модели (рис. 2).

1 2 3 4 5

л:

Каждая из моделей имеет свой способ кодирования КП, например, в линейной схеме — это порядковый номер КП (число от 0 до 26). В иерархической классификации к порядковому номеру добавляется уровень иерархии — число от 0 (верхний уровень) до 3 (нижний уровень) (см. рис.2). Троичный код задается многозначным числом из цифр 0,1,2 (см. рис.2), например позиция Л имеет код 011 (см. рис.2), а порядковый номер 19 соответствует троичному коду 0201. Все кодировки эквивалентны друг другу, но лучшей из них является та, которая задает КП большим разнообразием чисел.

10 11 13 14 16 17 19

Принцип пространственной организации выражает следующую закономерность: смежные в пространстве географические объекты должны быть смежными и в структуре классификации. Этот принцип имеет самые разные интерпретации, зависящие от модели представления ЕК. В линейной модели он очевиден: смежные по категориям факторной изменчивости (серийности) или по стадиям восстановительной динамики должны соседствовать друг с другом в пространстве или времени. Вместе с тем возможны дальние связи, когда линейно несмежные ТЕ могут соседствовать в ландшафтах, порождая нелинейную двумерную плоскостную классификацию. Это свойство обусловлено триадной топологией соседства ландшафтных вы-делов (контуры выделов по степени соседства группируются по три), что в итоге переходит в треугольные классификации. Принцип пространственной организации реализуется лишь тогда, когда классифицируемые объекты принадлежат одному эпигеому (совпадают по уровню иерархии и относятся к ветви одного таксона более высокого ранга).

Для проведения такого анализа использовалась ГИС «Ландшафты юга Восточной Сибири», созданная по одноименной карте (1977) для бассейна оз. Байкал. На основе ГИС в автоматическом режиме построена матрица соседства геомов этой территории, рассчитаны коэффициенты смежности и восстановлена структура графа соседства геомов (рис.4): вершины - геомы, ребра - отношения разной степени соседства. Наиболее сильные пространственные связи у гольцовых и подгольцовых байкало-джугджурских и восточ-носаянских геомов (I-VI). Однако наибольший суммарный показатель смежности двойственен геому горно-таежных сосновых лесов W(XX)=20, который соседствует с большинством других геомов, т.е. формирует своеобразную инфраструктурную сеть геосистем территории. Именно этот геом положен в основу пространственной организации классификационных связей (рис.5). На следующем уровне дифференциации по критерию W к числу организующих географическое пространство отнесены гольцово-тундровые геомы W(ll)=15,87 , два геома класса горно-таежных байкало-джугджурских геосистем (горно-таежные лиственничные ограниченного W(IX)=7,95 и оптимального W(XI)=9,15 развития) и два геома класса горно-таежных сосновых лесов (горно-таежные темнохвойные ограниченного развития W(XV) = 9,04 и горно-таежные сосновые W(XX)=7,57). Во всех классификациях

IV IX

Рис. 4. Граф основных отношений соседства наиболее значимых в пространственной организации геомов (1-ХХ) территории бассейна оз. Байкал. Условные обозначения: степени соседства: 1 - очень сильные; 2 - сильные; 3 - слабые.

групп геомов хорошо прослеживается три комплексных фактора (векторы-оппозиции) дифференциации геосистем: светлохвойные - темнохвойные, горные - подгорные, таежные - подтаежные геосистемы.

Рис. 5. Схема классификации геомов бассейна оз. Байкал по показателям пространственной смежности. Геомы: I - Гольцовые альпинотипные, II - Гольцовые тундровые, III -Подгольцовые кустарниковые, IV - Подгольцовые лиственнично-редколестные и камен-но-березовые, V - Подгольцовые темнохвойно-редколестные, VI - Горно-таежные лиственничные редуцированного развития, VII - Межгорных понижений и долин таежные лиственничные редуцированного развития, VIII - Межгорных понижений и долин таежные темнохвойные редуцированного развития, ГХ - Горно-таежные лиственничные ограниченного развития, X - Межгорных понижений и долин таежные лиственничные ограниченного развития, XI - Горно-таежные лиственничные оптимального развития, XII -Подгорные и межгорных понижений лиственнично-таежные оптимального развития, XIII - Подгорные подтаежные лиственничные, XIV - Горно-таежные темнохвойные редуцированного развития, XV - Горно-таежные темнохвойные ограниченного развития, XVI - Подгорные и межгорных понижений таежные темнохвойные ограниченного развития, XVII - Подгорные и межгорных понижений таежные кедрово-лиственничные ограниченного развития, XVIII - Горно-таежные темнохвойные оптимального развития, XIX - Подгорные и межгорных понижений таежные темнохвойные оптимального развития, XX - Горно-таежные сосновые, XXI - Подгорные подтаежные сосновые.

По показателю Ж в пределах класса геомов выделяются те геомы, которые не относятся к данному классу. Например, в классе горно-таежных байкало-джугджурских геомов у геома межгорных понижений и долин темнохвойной тайги редуцированного развития (VIII) показатель соседства всего Ж=0,94, т.е. он может считаться экстраобластным включением.

Классификация геосистем в виде схем разной структуры позволяет кодировать классификационные позиции геомеров, т.е. получить набор координат х, у, г, которые могут быть сравнены с количественными и качественными характеристиками геосистем для получения уравнений связи.

2. Количественные показатели геосистем и кодировочные характеристики их положения в классификации функционально связаны билинейной зависимостью.

Наличие связи показателей геосистем с кодировкой КП устанавливалось по данным из различных источников. Сначала методом утроения воспроизводится иерархическая схема классификации, которая переводится в одну из возможных моделей классификации для получения кодировочных значений И=(х, у, г).

Для проверки гипотезы связи теоретических кодировок с эмпирическими характеристиками геосистем использовались данные, полученные в 70-х годах на полигоне-трансекте Приангарского южно-таежного стационара (Природные режимы.., 1975) для 36 пробных площадей, относящихся к разным переменным состояниям (а - активизация, с - стагнация, н - нормализация) таежных фаций субгидроморфного, сублитоморфного и субкриоморф-ного факторально-динамических рядов (классов фаций). Группы фаций выделяются по категориям серийности (коренные, мнимокоренные, серийные), фации - по степени проявления свойств фаций каждой группы (О - оптимальное, П - промежуточное, Р - редуцированное) (Крауклис, 1979).

Таблица 1.

Связь количественных значений признаков геосистем с классификационной пози-_цией_

Показатель Ro Rl Rz Rj R» r5 Ri

Относительная высота 0,62 0,64 0,27 0,65 0,68 0,81 0,66

Суммарная радиащя под пологом леса 0,62 0,36 0,52 0,54 0,54 0,78 0,49

Суточные максимумы температуры воздуха 0,72 0,37 0,7 0,61 0,71 0,68 0,55

Суточные минимумы температуры воздуха 0,71 0,66 0,41 0,67 0,72 0,89 0,69

Температура почвы на глубине 20 см 0,90 0,65 0,37 0,59 0,7 0,85 0,69

Количество дней с суточной температурой £ 0° 0.45 0.71 0,26 0,73 0,43 0,94 0,52

Количество дней с суточной температурой S 15° 0,71 0,63 0,54 0,52 0,75 0,94 0,77

Влажность почвы в слое 0-20 см 0,86 0,61 0,37 0,58 0,44 0,74 0,38

рН почвы в слое 0-20 см 0,92 0,48 0,73 0,59 0,29 0,92 0,35

Запас биомассы 0,83 0,14 0,80 0,52 0,55 0,87 0,6

Количество деревьев 0,48 0,33 0,81 0,56 0,82 0,84 0,61

Зеленая биомасса травянистых и кустарничковых растений 0,45 0,7 0,64 0,65 0,33 0,67 0,39

Зеленая биомасса мха 0,7 0,51 0,64 0,34 0,61 0,89 0,66

Масса отмершей почвенной органики 0,81 0,41 0,37 0,41 0,41 0,27 0,3

Коэффициенты множественной корреляции связи характеристик: Ио- участков субгидро-морфных фаций с барицентрической координатой (БК) у при х-0; Я] - участков субги-дроморфкых фаций с БК (х, у, ¿); Я2 - участков сублитоморфных фаций с БК (х, у, г); Из -участков фаций всех классов с БК (х, у, г); Я« - участков субгидромсрфных фаций с троичным кодом; 1^5 - сублитоморфных фаций с троичным кодом; Я« - всех классов фаций с троичным кодом. Жирным шрифтом выделены значимые коэффициенты корреляции с уровнем достоверности 0,95.

Использование разного рода нелинейных зависимостей р(х,у,1) не приводит к существенному увеличению корреляции между реальными и расчетными значениями по сравнению с линейной схемой расчета:

р-р0=а,х+а2у + агг , (1)

где а =((¡¡,02,03) — коэффициенты множественной регрессии, р0 -свободный член уравнения. Поскольку коэффициенты а различаются для разных показателей геосистем, то зависимость (1) правильней называть билинейной, где и являются переменными величинами.

Корреляция сильнее между признаками биогеоценозов одного класса фаций, чем для всей совокупности пробных площадей. Коэффициент корреляции повышается, если выделить отдельно коренные, мнимокоренные или серийные состояния фаций, но при этом уменьшается количество данных, и коэффициент корреляции становится недостоверным. Для субгидроморфных геосистем выявлена высокая корреляция г>0,70 барицентрического кода и троичного кода с 7 характеристиками геосистем, для сублитоморфных геосистем - с 11 характеристиками геосистем. В данном случае трехуровневый троичный код оказывается более информативным, чем барицентрические координаты КП. Таким образом, классификационный код является неслучайным, а несет информацию о характеристиках геосистем, т.е. предлагаемые схемы классификации являются естественными. Это позволяет рассчитывать

параметры геосистем по координатам КП, т.е. использовать классификации для количественной оценки.

Оценивалась биологическая продуктивность охотничьих угодий Олхин-ского плато (Южное Прибайкалье). Использовались данные ГИС Слюдян-ского района и натурной оценки продуктивности р (шт/1000 га) угодий по различным видам промысловых животных (соболь, колонок, горностай, волк, лисица, медведь, белка, олень, косуля, кабарга). В данном случае выделы геосистем (классы фаций) интерпретировались как свойственные угодья обитания животных. По треугольной модели классификации рассчитаны барицентрические координаты каждого свойственного угодия. Расчеты проводились по формуле (1):

In (р/р0) = а,х + а2у, (2)

где р=1пр, ро=1про, в}=0, например, для соболя In р +11,43 = 1,88* + 1,24у

(R=0,90). Коэффициент корреляции R для различных видов животных колеблется от 0,72 до 0,90. Это позволяет утверждать, что кодировка КП свойственных угодий несет информацию о биоресурсном потенциале земель, что используется для его оценки и картографирования.

В силу билинейной изменчивости параметров геосистем разные по коэффициенту a=(ai,a2,ai) объекты в одинаковой среде будут давать разные результаты оценивания и один объект в разной среде должен давать разные оценки в соответствие с варьированием элементов кода N=(x, у, z). Набор коэффициентов а связан с классификацией объектов (характеристик) так же, как набор Nc классификацией условий (типов геосистем).

3. Тип частотного распределения элементов космических снимков специфичен для выделов классов фаций, что дает возможность идентифицировать выделы при создании ландшафтной карты горно-таежной территории.

В общем случае причинно-следственные связи между характеристиками геосистем являются нелинейными, и классификационный код N входит в функции взаимосвязи как набор дополнительных параметров:

YJ=H,1(Y,N)Y,, (3)

H4(X,N) - коэффициент связи переменных Y, и У;, он зависит от всех характеристик геосистем и комплекса условий среды, задаваемым классификационным кодом геосистемы Ж

Исследовалась частота распределения yt (У) = 1п_у,) элементов геоизображения (пикселов) по градациям яркости пикселов в пределах 1-го выдела геосистем. Обрабатывались космические снимки со спутников LANDS AT (прибор ТМ) и IRS-1C (приборы LISS-3 и PAN)) на территорию Лено-Ангарского плато и Хандинской котловины.

Для обработки космического снимка проводились натурные маршрутные исследования ключевых участков.

Границы функционально однородных участков выделялись по снимку методом автокорреляционного пространственного анализа геоизображения.

Границы векторизовались и на основе сетки ландшафтных выделов (переменных состояний геосистем) создавалась ГИС района исследования. Обследованные (эталонные) выделы детально описаны с определением типа растительного покрова.

С помощью ГИС для таких выделов строилось распределение у,{и)> имеющее асимметричную колоколообразную форму и отражающую своеобразную экологическую нишу существования типов растительности. Распределения

у,{и) разных типов от-

5 зо

В»

* Ь _ ¿V ♦ ♦♦ *

40 50 60 70 90 90 100 110120130 140 130 160 170180 190 инфракрасный кашл

Рис. 7. Пример ординации выделов (в пространстве модальных значений распределений элементов космического снимка по яркости в двух каналах съемки) по типам растительного покрова: 13 - елово-пихгово-кедровые редкостойные кустарничково-зеленомошные леса; 20 - елово-кедрово-пихтовые кустарничково-мелкогравно-земеномошные леса; 50 - сосновые с лиственницей разнотравно-брусничные леса; 61 - лугово-кустарниново-болотная серия сообществ.

личаются положением максимума (модой распределения, модальным значением и) и формой. Сравнение щ для разных каналов съемки формирует точечное пространство ординации растительности и используется для параллелепипед-ной классификации всех выделов на основе эталонных выделов (рис. 7). Эта классификация применялась для создания карты растительности изучаемой территории. Формы разных рас-

пределений сравниваются, если совместить моды этих распределений. В логарифмическом масштабе (рис.8) в этом случае значения частот У\(и) И д^ОО оказываются линейно зависимы: 1пу1=ка\т\у1+каа (4). Для разных распределений коэффициенты корреляции изменяются от линейно зависимы откуда связь распределений образует конгруэнцию - пучок линий с общим центром

\пу2

-ю -в л -а -г 1ПУ1

Рис. 8. Зависимость частоты встречаемости у: элементов геоизображений 2-х растительных сообществ 0'1 - кедрово-лиственничные и уг - пихтовые леса) при совмещении модальных значений распределений. Точки - эмпирические значения.

(1пу2.'п.)'|) = (-3,67;-3,46). Тогда коэффициент формы к1 и смещение моды Дм,-

/\/Рвки

Классы фаций 1.1.1.1.1 1.1.1.1.2 ■■■ 1.1.1.1.3 ИИ 2.1.1.1.1 Группы фаций

ШЦ 2.1.1.1.1.1 [§=¡2.1.1.1.1.2 2.1.1.1.2 2.1.1.1.3 г I 2.1.1.2.1 ■№2.1.1.2.2 ■■2.1.1.2.3

20 ™

Рис 9 Ландшафтная типологическая карта Лено-Ангарского плато и Хандинской котловины

Легенда ландшафтной типологической карт ы (рис. 9)

Таежный тип природной среды.

1. Тип восточно-сибирских горно-равнинных геомов.

1.1. Класс южносибирских горно-таежных геомов.

1.1.1. Группа подгорных таежных геомов.

1.1.1.1. Геом лиственничных лесов ограниченного развития межгорных понижений и долин.

1.1.1.1.1. Класс субгидроморфных фадий на склонах и низких террасах лиственничных лесов (с елью и кедром) на дерновых и лугово-болотных почвах.

1.1.1.1.2. Класс субстагнозных фаций пологих склонов и заболоченных долин с островными прирусловыми ельниками и березовыми редколесьями на болотных, лугово-болотных, луговых и аллювиальных часто мерзлотных почвах.

1.1.1.1.3. Класс субкриогидроморфных фаций долинных ерников на мерзлотных почвах.

2. Тип среднесибирских горно-равнинных геомов.

2.1. Класс байкало-джугджурских горно-таежных геомов.

2.1.1. Группа таежно-плоскогорных геомов.

2.1.1.1. Геом горно-таежных темнохвойных фаций ограниченного развития.

2.1.1.1.1. Класс сублитоморфных фаций водоразделов и склонов разной крутизны кедрово-пихтовых мелкотравно-зеленомошных лесов на дерново- и перегнойно-карбонатных почвах на известняках и доломитах.

2.1.1.1.1.1. Группа сублитоморфных фаций водоразделов и склонов пихтово-кедровых с примесью ели кустарничково-мелкотравно-зеленомошных лесов на перегнойно-карбонатных и мерзлотно-таежных почвах.

2.1.1.1.1.2. Группа сублитоморфных фаций на склонах разной крутизны кедрово-пихтовых мелкотравно-чернично-моховых лесов на дерново- и перегнойно-карбонатных оподзоленных и выщелоченных почвах.

2.1.1.1.2. Класс сублитоморфных фаций выровненных поверхностей и склонов кедрово-лиственничных редколесий на маломощных подзолистых почвах.

2.1.1.1.3. Класс субгидроморфных фаций долин и нижних частей склонов еловых (с лиственницей, кедром и пихтой) кустарничково-зеленомошных лесов на аллювиальных и мерзлотно-таежных почвах.

2.1.1.2. Геом горно-таежных лиственничных фаций оптимального развития.

2.1.1.2.1. Класс субксеролитоморфных фаций на склонах преимущественно южной экспозиции сосновых лесов (с лиственницей) разнотравных на дерново- и перегнойно-карбонатных подзолистых почвах.

2.1.1.2.2. Класс субкриогидроморфных фаций нижней части пологих склонов северной экспозиции сосново-лиственничных лесов на мерз-лотно-таежных, торфянисто-перегнойных мерзлотных почвах.

2.1.1.2.3. Класс субгидроморфных фаций на склонах и низких террасах кедрово-лиственничных (с пихтой и елью в подросте) разнотравно-кустарничюво-зеленомошных лесов на дерново- и перегнойно-карбонатных почвах, а также на дерновых лесных почвах.

распределения у,(и) относительно некоторого «эталонного» распределения Уо(и) однозначно определяет вид кривой у,{и). Каждый тип геосистемы соответствует линии со своим углом наклона к1, который является ее идентификатором, гомотопическим параметром. Гомотопический к, и модальный к, параметры распределения определены для каждого выдела, и по их сходству с аналогичными параметрами эталонных выделов конкретный выдел был отнесен к конкретному типу растительного покрова.

Вся совокупность полученной информации, включенная в ГИС ландшафтных выделов, использована при составлении типологической ландшафтной карты М1:500000 на территорию Лено-Ангарского плато и Хандин-ской котловины (площадь 755 тыс. га) (рис. 9). Объектно-ориентированная ГИС содержит электронный вариант контурной основы с 3796 выделами и базу данных по каждому выделу. Средний размер выделов - 200 га, что соответствует уровню урочища или группы фаций. Для каждого выдела по результатам натурных исследований и обработки космических снимков определен тип растительности. Топографическая карта М 1:200000 использовалась для характеристики местоположения выделов (высота, уклон, экспозиция). Тип почвенного покрова по выделам снимался с почвенной карты района исследований (Кузьмин, Белозерцева 2004).

Имеющаяся информация позволяет типизировать выделы на уровне класса фаций, объединяющих фации одного факторально-динамического ряда. Вы-делы автоматически относились к конкретному классу фаций по совокупности всей информации в базе данных ГИС, связанных с данным выделом. Для нарушенных геосистемы использовались дополнительные характеристики почвы и рельефа с учетом реализации принципа соседства: если эти характеристики совпадали для соседних выделов, то они относились к одной таксономической единице.

Классификация геосистем территории исследования создавалась на уровне класса фаций и, где позволяла информация, на уровне группы фаций по принципам иерархичности и вариативности. Фации одного класса связаны одним эквифинальным состоянием, соответствующим коренной растительности ранга группы формаций. В пределах класса фаций представлены все серийные формы видоизменения геосистемы по ведущему фактору. Все классы фаций иерархически упорядочены и каждому классу соответствует иерархический код, например 2.1.1.1.3 - класс субгидроморфных фаций долин и нижних частей склонов северной экспозиции. Иерархическая классификация трансформировалась в треугольную, где каждый класс фаций кодировался набором барицентрических координат (х, у, г). С этими координатами сравнивались гомотопический и модальный параметры выделов, относящихся к 7 классам фаций (табл. 2):

Таблица 2

Кодировочные значения положения классов фаций в структуре классификации и

пара метры распределен ии соответствующих им выделов

Номер класса фаций Класс геомов (п) X У г и(

1.1.1.1.1. 0 1 2 3 0,77 79

1.1.1.1.2. 0 0 2 4 0,79 75

1.1.1.1.3. 0 0 1 5 0,78 101

2.1.1.1.1. 1 3 2 1 2,39 54

2.1.1.1.2. 1 4 2 0 0,67 182

2.1.1.1.3. 1 3 3 0 1,28 64

2.1.1.2.1. 1 2 4 0 1,02 77

Связи гомотопического к, и модального параметров с барицентрическими координатами (дг, у, £) для различных классов фаций имеют следующий вид:

к, = 0,60л: - 0,03у + 0,442 +1,03и -1,13, Л = 0,91, щ = -13,50* +11,50и +89,50, Л = 0,82,

где и- классификационный код класса геомов (0 - класс южно-сибирских южно-таежных горных геомов, 1 - класс байкало-джугджурских южнотаежных горных геомов). Характеристика класса геомов и увеличивает степень связности, т.е. зонально-региональная специфика геосистем влияет на параметры распределений. Основным фактором, определяющим значение параметра кг является координатах, соответствующая, судя по классификации, комплексу факторов теплообеспеченности. Существенное значение имеет координата г, интерпретируемая как влагообеспеченность: изменяется от условий сосновых лесов сухих склонов южной экспозиции (0) до зарослей ерников заболоченных долин (5). К координате у (фактор обеспечения минеральным питанием) коэффициент к-, не чувствителен.

Таким образом, параметры кривых распределений пикселов по градациям яркости в границах однородных выделов геосистем разных классов фаций зависят от классификационной позиции геомера, что используется для идентификации геосистем по космическим снимкам.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Классификация геосистем создается на основе принципов фрактальной иерархичности и изменчивости геосистем, выражающейся в повторении на каждом уровне трехэлементной схемы деления типологических единиц на геомеры серийного, мнимокоренного и коренного типа изменчивости. Коренные геосистемы, с одной стороны, представляют геомер верхнего уровня и максимально проявляют в своей структуре региональные черты, а с другой, - определяют направление развития остальных однопорядковых геосистем.

2. Предлагаемые иерархические, линейные и треугольные схемы классификации геосистем позволяют параметризовать классификационную позицию каждого геомера набором чисел (кодом, координатами).

3. Пространственная организация (отношения соседства) ландшафтов юга Восточной Сибири структурно подобна системной организации объектов -иерархической классификации геосистем этой территории по триадному принципу.

4. Физико-географические параметры геосистем связаны билинейным уравнением с координатами положения геосистемы в предлагаемых структурах классификации, что указывает на возможность создания естественных классификаций геосистем.

5. Форма и положение распределения элементов космических снимков индивидуальны для контуров каждого класса фаций, что позволяет идентифицировать геомеры при создании ландшафтной карты горно-таежной территории.

6. Частотные распределения элементов космических геоизображений по яркости при совмещении их модальных значений линейно зависимы (в логарифмическом масштабе), что указывает на существование общей функции распределения с гомотопическими и модальными параметрами, идентифицирующими классы фаций. Эти параметры линейно связаны с координатами классификационной позиции геомера, что указывает на естественную зависимость функций распределения (геосистемных ниш) с классификационной кодировкой геосистем.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации

1. Классификация геосистем бассейна озера Байкал на основе принципов пространственной и системной организации // Современные проблемы географии и природопользования. - 2000, № 7. - С. 72 - 81 (соавтор А.К.Чер-кашин).

2. Состав и информационное наполнение ГИС политики землепользования Слюдянского района Иркутской области// ГИС для устойчивого развития территорий. Т.2. - Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2000. -С. 96-106 (соавторы И.Н.Владимиров, Е.А.Истомина, А.Д.Китов и др.).

3. Исследование географических объектов как функциональных систем // Географические идеи и концепции как инструмент познания окружающего мира. — Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН. - 2001. - С. 27.

4. Экологический каркас как природная основа организации рационального природопользования // VII научное совещание по прикладной географии, Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН. - 2001. - С. 103 (соавтор А. К.Черкашин).

5. Многоуровневая система формирования биологического разнообразия таежных экосистем Байкальской природной территории // Современные проблемы байкаловедения. - Иркутск: Изд-во Иркутского университета, 2001. — С. 62 - 76 (соавторы Е.А.Истомина, А.В.Латышева).

6. Ландшафтно-экологическое зонирование Прибайкалья по принципам выделения экологического каркаса с применением ГИС-технологий // Дендрологические исследования в Байкальской Сибири. — Иркутск: СИФИБР СО РАН, 2001. - С. 53 - 54 (соавтор Е.А.Истомина).

7. Естественная классификация геосистем: модели и методы решения задачи // География Азиатской России на рубеже веков. Материалы XI научного совещания географов Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2001. - С. 94-96 (соавтор А.К.Черкашин).

8. Конгруэнтные закономерности формирования функциональных связей различных характеристик структуры и динамики древостоев // Дендрологические исследования в Байкальской Сибири. - Иркутск: изд-во СИФИБР СО РАН, 2001. - С. 64 - 67 (соавтор А.К.Черкашин).

9. Функциональные модели природных закономерностей и методы идентификации состояния среды // Экология и здоровье человека, экологическое образование, математическое моделирование и информационные технологии. - Краснодар: Кубанский государственный аграрный ун-т, 2001. - С. 330 - 331 (соавтор А.К.Черкашин).

10.Анализ ландшафтно-типологической карты на основе принципов пространственной и системной организации // Методология системного экологического картографирования. - Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН. - 2002. - С. 31-40 (соавтор А.К.Черкашин).

11 .Выделение фрактальных закономерностей при анализе структуры пространства яркостных характеристик многозональных космических снимков // Дистанционные исследования и картографирование структуры и динамики геосистем. - Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2002. - С. 38-41.

12.Экологический каркас и сохранение биологического разнообразия // Геоинформационная система управления территорией. - Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2002. - С. 111-119 (соавтор А.К.Черкашин).

13.ГИС управления административным районом // ИнтерКарто8: ГИС для устойчивого развития территорий. Материалы Международной конференции. - СПб: изд-во ЗАО «Карта», 2002. - С. 240-245 (соавторы А.Д.Китов, А.К.Черкашин, Е.А.Истомина, и др.).

14.Экологический каркас территории // Экологически ориентированное планирование землепользования в Байкальском регионе. Дельта р. Селенги. -Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2002. - С. 97-104 (соавтор А.К.Черкашин).

15.Атласное ГИС-картографирование для управления административными районами // Тезисы докладов Сибирской региональной ГИС-конференции -М.: ГИС-Ассоциация, 2002. -С. 5 -7 (соавторы Е.А.Истомина, А.ВЛатышева, С.И. Мясникова).

16.Методы классификации геосистем с использованием данных космических снимков // География: новые методы и перспективы развития. - Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2003. - С. 17Ы73.

П.Модели экологической ниши и методы оценки природного риска // Оценка и управление природными рисками. Материалы Всероссийской конференции «Риск 2003». Том 2. - М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 2003. Том 2. - С. 273 (соавтор А.К.Черкашин).

18. Исследование структуры экологических ниш биогеоценозов горной тайги по космическим снимкам // Дистанционное зондирование поверхности земли и атмосферы.- Иркутск: Изд-во ИСЗФ СО РАН, 2003. - С. 12.

19. Топология пространства ординации растительного покрова в координатах яркостных характеристик многозональных снимков // Дистанционное зондирование поверхности земли и атмосферы- Иркутск: Изд-во ИСЗФ СО РАН, 2003. - С. 19 (соавторы Е.А.Истомина, А.К.Черкашин).

20. ГИС-технологии подготовки и проведения полевых исследований для создания ландшафтных карт на основе космических снимков // Дистанционное зондирование поверхности земли и атмосферы. - Иркутск: Изд-во ИСЗФ СО РАН, 2003. - С. 21 (соавторы Е.А.Истомина, А.К.Черкашин).

21. Интегрированные ГИС полисистемного картографирования // Интер-карто9: ГИС для устойчивого развития территории. Материалы международной конференции. - Севастополь: 2003. - С. 180-190 (соавторы И.Н.Владимиров, Е.А.Истомина, А.В.Латышева и др.).

22. Принцип подобия функциональных связей при моделировании структуры экологических ниш // Математические и информационные технологии в энергетике, экономике, экологии. Труды всероссийской конференции. Часть 2. - Иркутск: Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2003. - С. 103 -107.

23. Синтез свойств объекта и местных условий размещения при оценке ресурсного потенциала развития территории на основе методов естественной классификации // Закон Российской Федерации «Об охране озера Байкал» как фактор устойчивого развития Байкальского региона. Материалы Международной научной конференции. - Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2003. - С. 217 - 219 (соавтор А.К.Черкашин).

24. Особенности представления горно-таежной растительности в яркостных характеристиках многозональных космических снимков // Земля из космоса - наиболее эффективные решения. - Москва: Изд-во Бином, 2003. - С. 162-163 (соавтор А.К.Черкашин).

Подписано к печати 06.05.2005 г. Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 314 Издательство Института географии СО РАН 664033, г. Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1

1489

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Солодянкина, Светлана Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОСИСТЕМ

1.1. Общие проблемы классифицирования

1.2. Классификации в географии

1.3. Естественные классификации ■• . •

1.4. Новые подходы к классификации 24.

1.5. Классификации и функциональные связи

Глава 2. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГЕОСИСТЕМ ЮГА

ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Физико-географическое районирование территории юга

Восточной Сибири

2.2. Районы исследования

2.2.1. Южная тайга Нижнего Приангарья

2.2.2. Горно-таежные ландшафты Лено-Ангарского плато и 60 Хандинской депрессии

2.3. Методы натурных исследований

2.4. Автоматическое выделение границ геосистем

2.5. Выделение географических объектов на космоснимках

Глава 3. КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОСИСТЕМ РАЗНОГО

ИЕРАРХИЧЕСКОГО УРОВНЯ

3.1. Методология построения структуры классификации с 81 применением геоинформационных технологии

3.2. Сравнительный анализ пространственной и системном 95 организации

3.3. Факторная система классификации фаций Нижнего 104 Приангарья

3.4. Зависимость свойств геосистем от их классификационной 113 позиции

Глава 4. КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕОСИСТЕМ ЛЕНО-АНГАРСКОГО 124 ПЛАТО И ХАНДИНСКОЙ ДЕПРЕССИИ НА ОСНОВЕ ДИСТАНЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ

4.1. Распознавание типов горно-таежной растительности но 124 многоканальным космическим снимкам

4.2. Выявление фациальной структуры ландшафтов 137 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 149 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 157 ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Модели и методы классификации и оценки параметров геосистем юга Восточной Сибири"

Актуальность проблемы.

Проблема классификации геосистем является одной из актуальных в географии и в ландшафтоведении. В настоящее время необходимо развивать теорию классифицирования в связи с появлением, на основе современных инструментальных средств, новых эмпирических фактов, с одной стороны, не вмещающихся в известные классификационные представления, а с другой, - открывающих новые возможности для решения классификационных задам. Особо важной становится разработка экспертных систем, основанных на классификациях, хотя большинство существующих классификационных схем не позволяют извлекать новые знания о географических объектах.

Основополагающие идеи развития классифицирования изложены в трудах известных географов: Д.Харвея, Д.Л.Арманда, А.Г.Исаченко, Ф.Н.Милькова, А.А.Григорьева, Н.И.Михайлова, Н.А.Солнцева, В.Б.Сочавы, В.С.Преображенского, Г.Д.Рихтера.

Финальной формой классифицирования является создание естественных классификаций, позволяющих по положению объекта в системе классификации судить о его характерных свойствах и получать новые знания об объектах, в частности, рассчитывать различного рода оценочные показатели, базируясь на анализе функциональных связей характеристик геосистем и их классификационной принадлежности.

Цель исследования - разработка моделей и методов классифицирования геосистем и количественный анализ причинно-следственных связей параметров геосистем, особенности которых определяются типологической принадлежностью исследуемых географических объектов.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1) разработать модели, методы и алгоритмы организации знании о географических объектах в качественном (классификационном) и количественном (функциональном) выражении;

4) разработать методы автоматизированного дешифрирования геосистем но космическим снимкам, основанные на функциональных моделях;

Объект исследования - таежные ландшафты Юга Восточной Сибири. Натурные работы проводились в провинциях Южно-сибирской горной области: Хамардабанская гольцово-горно-таежная, Окинско-Китойская гольцо-во-горнотаежная, Окинско-Тункинская горно-таежно-гольцовая, Казыр-Кизирская гольцово-горно-таежная, Бирюсинско-Ийская гольцово-горно-таежная, Канская остепненно-подтаежная, Джидинско-нижнеселенгинская котловинно-горно-таежная; в Среднеангарской южно-таежной провинции Среднесибирской таежной области. В качестве модельных участков для апробирования методики выбраны 1) горная тайга Лено-Ангарского плато и гаежно-болотные ландшафты Хандинской депрессии Байкало-Джугджурской горно-таежной физико-географической области; 2) южная тайга нижнего Приангарья (бассейн р. Чуны) Среднесибирской физико-географической области.

Предмет исследования - изучение функциональных связей параметров геосистем и классифицирование географических объектов.

Исходные материалы. Для решения задач исследования территории Юга Восточной Сибири и ключевых участков использовались карта «Ландшафты юга Восточной Сибири» 1977г., космические снимки высокого и среднего пространственного разрешения, топографические карты масштаба

1:200 ООО, материалы натурных маршрутных исследований, литературные источники и тематические карты разного содержания.

Методы исследовании. Работа выполнена с использованием методов комплексных физико-географических исследований, дешифрирования космических снимков, статистического анализа, математического и компьютерного моделирования, геоинформационного анализа и картографирования.

Проведенные исследования базируются на результатах работ по теории геосистем, фациальному анализу, полисистемной методологии. Концептуальная основа работы формировалась на идеях учения о геосистемах В.В. Сочавы, экспериментального ландшафтоведения А.А. Крауклиса и полисис-темпого анализа А.К. Черкашина.

Научная новизна:

- впервые показано, что количественные показатели геосистем связаны билинейной зависимостью с числовыми характеристиками положения объектов в соответствующих классификациях.

Положения, выносимые на защиту.

2. Количественные показатели геосистем и кодировочиые характеристики их положения в классификации функционально связаны билинейной зависимостью.

Практическое значение. Исследование направленно на методическое обеспечение выделения и классификации географических объектов по данным дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ), созданию легенд ланд-шафтно-типологических карт. Составлена ландшафтная типологическая карта масштаба 1:500000 для участка Лено-Ангарского плато. Автор участвовал в разработке карты типов растительности масштаба 1:200000 совместно с к.б.н. Ю.О. Медведевым и Е.А. Истоминой.

Научная работа выполнялась по научным темам Института географии СО РАН, по проектам РФФИ № 99-05-64075, № 02-05-65054, № 01-05-06228мас, № 02-05-06331 мае, № 03-05-06515мас, ROLL 116GR3/ISN-98, ГЭФ I010008-S3, Интеграционный проект СО РАН № 67-2000.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты исследования обсуждались на семинарах Института географии СО РАН, коллоквиуме Института ландшафтной архитектуры и планирования окружающей среды Берлинского технического университета (Берлин, 2004), на коллоквиуме кафедры геоинформатики Берлинского технического университета (Берлин, 2004), всероссийской конференции "Экология ландшафта и планирование землепользования" (Иркутск, 1999), научно-практической конференции "Вопросы изучения биоразнообразия и мониторинг состояния наземных экосистем Байкальского региона" (Улан-Удэ, 2000), XIV и XV конференциях молодых географов Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 2001, 2003), XI научном совещании географов Сибири и Дальнего Востока «География Азиатской России на рубеже веков» (Иркутск, 2000), международной конференции «География и природопользование в современном мире» (Барнаул, 2001), международной научной конференции «Бореальные леса и окружающая среда: локальный, региональный и глобальный уровни» (Красноярск, 2002), научной конференции «Дистанционные исследования и картографирование структуры и динамики геосистем» (Иркутск, 2002), международной конференции «ИнтерКарто: ГИС для устойчивого развития территорий» (Апатиты, 2000; Санкт-Петербург, 2002; Новороссийск, Севастополь, 2003), всероссийской конференции «Математические и информационные технологии в энергетике, экономике, экологии» (Иркутск, 2003), международной научной конференции «Закон Российской Федерации «Об охране озера Байкал» как фактор устойчивого развития Байкальского региона» (Иркутск, 2003), первой международной конференции «Земля из космоса - наиболее эффективные решения» (Москва, 2003), конференции молодых ученых «Samsung Young Scientist Day» (Новосибирск, 2004). Основное содержание исследований изложено в 37 публикациях, в том числе в 24 работах по теме диссертации.

Автор выражает свою искреннюю признательность к.б.н. Ю.О. Медведеву, к.т.н. С.Г. Шапхаеву, Е.А. Истоминой за оказанные консультации и предоставленные материалы.

Автор благодарит д.г.н. А.К. Черкашина за научное руководство диссертационной работой.

Заключение Диссертация по теме "Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов", Солодянкина, Светлана Викторовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема классификации давно является одной из наиболее актуальных в науке, в географии, в ландшафтоведении. На необходимость развития классификации геосистем неоднократно указывал В.Б. Сочава и другие известные географы сибирской ландшафтной школы. В географии существует необходимость создания естественных (базисных, общенаучных) классификаций, которые способны привести в систему географические знания о структурных и функциональных особенностях территориальных объектов, дать возможность на основе классификационных построений делать обоснованные выводы.

В ходе выполнение научно-исследовательской работы проанализировано содержание публикаций по теории геосистем с целью выяснения с системных позиций основополагающих принципов классификации геосистем и определения направлений дальнейших исследований в этой области; разработана геопространственная база данных ГИС ландшафтов юга [восточной Сибири как информационная основа выявления пространственных и классификационных связей геосистем на региональном уровне, позволяющая делать выводы на основе свойств каждого отдельного объекта, отображенного в ГИС; проанализирована структура смежности геомеров ландшафтной карты юга Восточной Сибири и на ее основе построена треугольная схема классификации, которая позволяет переводить качественные характеристики геосистем в количественный вид (коэффициенты положения объекта в структуре классификации); разработан метод автоматизированного дешифрирования геосистем по космическим геоизображениям, основанный на анализе функциональных связей (автокорреляция и конгруэнция связей яркостных параметров многозональных космических снимков); проведены натурные исследования в различных районах Восточной Сибири, в том числе в восточной части Лено-Ангарского плато для получения эталонов дешифрирования космического снимка и заверки результатов обработки космических снимков; подготовлена эмпирическая база в виде объектно-ориентированной ГИС с геопространственной базой данных для геосистем Лено-Ангарского плато, позволяющая автоматизировать процесс идентификации геосистем; реализована процедура геоинформационного картографирования с использованием ДЦЗЗ растительного покрова территории Лено-Ангарского плато и Хандинсткой депрессии; на основе разработанных принципов классифицирования составлена типологическая ландшафтная карта на уровне классов фаций М 1:500000 па территорию восточной части Лено-Ангарского плато и западного участка Хандинской депрессии.

Системный анализ на основе принципов векторно-комбинаторной логики, и структурно-динамического подхода в ландшафтоведении позволил выделить фундаментальные принципы классифицирования, на которых строится естественная классификация геомеров. Это принцип иерархического устройства геосистем и принцип вариативной изменчивости геосистем. Объединение их в одну структурную схему позволяет построить многоуровневую естественную классификацию геосистем, допускающую различные модельные представления (линейное, круговое, треугольное) и координатное кодирование позиции геомера в структуре классификации. Проведен анализ наличия линейной зависимости между количественных значений 14 параметров геосистем с разными кодировками классификационных позиций этих геосистем. Сделан вывод что, классификационная кодировка несет информацию о признаках геосистем с уровнем достоверности 95%, причем троичная кодировка положения содержит больше информации.

Вариативный принцип выражается в том, что геосистема на более низком иерархическом уровне разделяется всегда на три категории изменчивости, которые обобщенно можно назвать коренные, мнимокоренные и серийные. Мнимокоренные и серийные - варианты факторной изменчивости коренных геосистем; они возвращаются (эволюционируют) к коренной форме, которая представляет геосистему верхнего уровня среди вариантов геосистем данного уровня. Эта модель обобщает модель факторально-динамических рядов В.Б.Сочавы и А.А.Крауклиса на геосистемы различного уровня и позволяет объединить иерархическую структуру и развитие геосистем в единой познавательно-классификационной схеме.

Количественный аспект исследований представляет поиск функциональных закономерностей связей различных параметров геосистем с учетом особенностей географической среды, которую можно интерпретировать как геомеры разного порядка. Доказательство естественности классификаций состоит в том, чтобы показать наличие функциональных связей параметров геосистем с классификационными координатами, в качестве которых используются барицентрические координаты треугольной классификации.

Функциональные и пространственные связи организованы так, что образуют конгруэнцию - пучок линий, каждая из которых характеризуется только одним параметром — гомотопическим коэффициентом, изменение которого переводит линию (функцию) из одного типа в другой. Этот коэффициент является одним из основных структурных и функциональных показателей геосистемы. Существование конгруэнтных связей позволяет разработать и реализовать методику автоматического выделения границ и параметризации частотных распределений элементов космических геоизображений в границах геосистемных выделов.

Проведены маршрутные исследования в различных ландшафтах юга Восточной Сибири для сбора географической информации для сравнительного анализа. Ландшафты этой территории формируются в контрастных физико-географических условиях и являются удобным объектом для типизации и классификация геосистем разного уровня. Исследования проводились с использованием многозональной космической съемки разного разрешения с различных съемочных аппаратов и геоинформационных систем как технических средств концентрации данных, их обработки и представления в картографическом виде. На этой информационно-вычислительной основе разрабатывалась технология геоинформационного ландшафтного картографирования по структурно-динамическим принципам.

Расширена база данных геоинформационной системы ландшафтов бассейна оз. Байкал и окружающих территорий, которая используется как инструмент анализа пространственной организации геосистем территории и отображения этой организации в классификационные структуры. Выделены основные признаки (факторная система) таксономических категорий, на основе которых строится все дерево классификации (тип - класс - группа -разновидность). Они формируют факторальные отношения типа: светлохвойные - темнохвойные леса, горные - подгорные территории, таежные - подтаежные геосистемы. Поэтому структурные и динамические свойства географической среды исследуемых североазиатских горных геосистем в целом определяются тремя векторами типологической дифференциации факторных систем: гольцовые высокогорные, горные светлохвойные (восточные), горные темнохвойные (западные).

Использование представлений о системно-иерархической и пространственной организации геосистем помогает понять принципы построения классификации на основе обобщения накопленных в типологии геосистем знаний с целью создания их классификаций, позволяющих делать дополнительные выводы.

Схема классификации строилась на примере результатов стационарных исследований на Чуноярском стационаре в Приангарской тайге и по материалам легенды обзорной карты геосистем юга Восточной Сибири. Подтверждена обоснованность триадной схемы членения таксонов: стадии «активизация-стагнация-нормализация», фации «оптимального-промежуточного

- редуцированного» вида, группы фаций «коренные - мнимокоренные - серийные», классы фаций «гидроморфные - литоморфные - криоморфные» и т.д. Отсюда следует, что класс фаций объединяет фации одного факторально-диамического ряда, т.е. упорядочен по комплексному влиянию определенного видоизменяющего фактора. Фации геома упорядочиваются в координатном пространстве этих факторов, формируя многоуровневую классификационную фрактальную структуру, где каждая фация и ее переменные состояния занимают определенное место.

Предпринята попытка связать биологический потенциал геосистем с кодировкой их классификационной позиции с использованием линейных функциональных соотношений. Показано, что в общем случае уравнение связи биопотенциала и кодировочных координат - это билинейное соотношение синтеза классификационных позиций промыслового вида и среды его обитания. Этот вывод показывает, каким образом разнотипные классификации объединяются для определения конкретных характеристик геосистем. Он также указывает на то, что билинейные соотношения лежат в основе связи параметров геосистем с их классификационной позицией, т.е. обеспечивают естественность данного типа классификаций.

Разработана методика геоинформационного ландшафтного картографирования на основе пространственно-распределенной информации различных источников и принципов естественной классификации геосистем. Эта методика позволяет построить карту на основе дистанционных данных и натурных исследований территории с привлечением топографической, почвенной и лесотаксационной информации.

На основе дистанционных данных территория ключевого участка автоматически дифференцировалась на функционально однородные участки (выделы), соответствующие переменным состояниям геосистем. Каждый выдел идентифицировался с помощью схемы ординации в пространстве многозональных яркостных характеристик снимка, а также по особенностям частотпого распределения элементов геоизображения по величине яркости фототона.

Первоначально по каждому выделу распознается характер растительного покрова, а затем с использованием дополнительной информации устанавливается принадлежность выдела к определенному классу фаций (факто-рально-динамическому ряду). Легенда ландшафтной карты построена па основе принципов геосистемной иерархии и закономерностей варьирования географической среды.

Иерархическая классификация переведена в треугольную, что позволило определить барицентрические координаты каждого класса фаций. Эти координаты отражают влияние трех групп комплексных факторов: теплообес-печения, увлажнения и минерального обеспечения. Значения барицентрических координат определяют параметры частотных распределений элементов геоизображений по ареалам проявления классов фаций. Это позволяет утверждать, что предлагаемые схемы классификации геосистем являются естественными.

Таким образом, в диссертации разработаны методы создания классификаций, позволяющих по положению объекта в системе классификации судить о его характерных свойствах, в частности, рассчитывать различного рода оценочные показатели, базируясь на анализе функциональных связей характеристик геосистем и их классификационной принадлежности.

Полученные результаты обобщаются в следующие выводы, дополняющие знания о способах применения естественных классификациях в географической науке.

1. Естественная классификация в геосистемной географии создается на принципах фрактальной иерархичности и изменчивости геосистем, выражающейся в повторении на каждом уровне трехэлементной схемы деления геомера на геомеры серийного, мнимокоренного и коренного типа. Коренные геосистемы, с одной стороны представляют геомер верхнего уровня и максималыю проявляют в своей структуре региональные черты, а с другой, - являются целью развития остальных однопорядковых геосистем.

2. Принципы иерархичности и изменчивости геосистем являются фундаментальной теоретической основой формирования естественных классификаций геосистем, достаточной для упорядочения эмпирических данных и знаний о геосистемах в различные варианты классификационных построений.

3. Предлагаемые иерархические, линейные, круговые и треугольные схемы естественной классификации геосистем позволяют параметризовать классификационную позицию каждого геомера набором чисел (кодом) - координатами, количественными характеристиками геомеров. Удобной формой кодирования являются барицентрические (ареальные) координаты треугольной классификации.

4. Пространственная организация ландшафтов юга Восточной Сибири демонстрирует структурное подобие системной организации пространственных объектов в естественной классификации геосистем этой территории.

5. Координаты позиции геосистем!,i допускают функциональное сравнение с частными количественными характеристиками геосистемы, что дает возможность рассчитывать последние по кодировке классификационной позиции. Этот факт позволяет доказать естественность выбранной схемы и принципов классификации.

6. Частные характеристики, например разного рода оценки и индексы, рассчитываются по билинейному уравнению, являющемуся скалярным произведением классификационных кодировок оцениваемого объекта и его среды (геосистемы). Это своеобразное уравнение синтеза разных классификаций в специальные показатели.

7. Тип функциональной связи параметров геосистем индивидуален для каждого класса фаций и определяется по характеристикам многозональных снимков, что дает возможность идентифицировать геомеры при создании ландшафтной карты горно-таежной территории.

8. Функции частотных распределений элементов космических геоизображений по яркостным характеристикам определяются гомотопическим коэффициентом и положением оптимума распределения, которые, в свою очередь, связаны с классификационной позицией геомера.

9. Система числовых кодов классификационных позиций геомеров несет информацию о свойствах геосистем, что позволяет разрабатывать естественные классификации геосистем на основе фундаментальных географических закономерностей и использовать их при создании легенд ландшафтных карт.

Диссертация содержит предварительные результаты создания естественных классификаций, основанные на анализе геосистемных знаний, существующих ландшафтных карт и собственного опыта обработки космической информации. Существенным является формирование моделей естественных классификаций, параметризация позиций таксономических единиц и установление функциональной связи кода этих позиций с характеристиками геосистем.

Естественная классификация геосистем может быть создана на основе известных закономерностей теории геосистем, если на них посмотреть с системных позиций. Возникающие при этом модели существенно отличаются от моделей классификации, существующих в других науках.

Во многом поставленная проблема остается открытой, и ее решение, прежде всего, связывается с развитием и реализацией принципов классифицирования и использования классификаций при решении конкретных научных и практических задач.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Солодянкина, Светлана Викторовна, Иркутск

1. Адаменко О.М., Долгушин И.Ю., Ермолов В.В. Плоскогорья и низменности Восточной Сибири. История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. - Москва: Наука, 1971. - 320 е.;

2. Александрова Т.Д. Статистические методы изучения природных комплексов. М.: Изд-во «Наука», 1975. 96 е.;

3. Арманд Д.Л. Наука о ландшафте. М.: Изд-во «Мысль», 1975.- 286 е.;

4. Арманд Л.Д. Функциональные и корреляционные связи в физической географии. Известия Всесоюз. геогр. об-ва, 1949, т.81, вып. 1;

5. Атлас «Космические методы геоэкологии» / Под ред. В.И. Кравцовой. -М.: Изд-во МГУ, 1998.- 108 л.;

6. Бокий Г.Б. Роль классификационной системы в процессе получения новых научных знаний//Проблемы системных исследований. Новосибирск: НГУ,1985.- С. 45-63;

7. Бреховских С.М. Основы функциональной системологии материальных объектов. М.: Наука, 1989.-192с.;

8. Бурдуковский В.А., Бодрячин В.М., Лаврикова ГЛ., Лунева Т.Е., Лунев А.Л., Дилис Д.Н. Гидрогеологические и инженерно-геологические условия территории листов N-48-VI, N-49-I. Иркутск, 1982. - Т.1. - 264 е.;

9. Бурятия: концептуальные основы стратегии устойчивого развития, под ред. Потапова Л.В., Шагжиева К.Ш., Варламова А.А., Издательский дом «Круглый год», М. 2000. 511 е.;

10. Василевич В.И. Что считать естественной классификацией // Философские проблемы современной биологии. М.-1966;

11. Викторов А.С. Рисунок ландшафта.- М.: Мысль, 1986.-179 С.;

12. Виленский Д.Г. Система почв//Вестн. моек, ун-та, №1, 1945.

13. Водопьянова Н.С. Зональность флоры Среднесибирского плоскогорья. Изд.: «Наука» Сибирское отделение. Новосибирск, 1984. 156. е.;

14. Войлошников В.А. Геоморфология бассейна реки Чуны. // «Сибирский географический сборник», 1970, вып. 6, с. 137 173.;

15. Воронин Ю.А. Введение в теорию классификаций,- Новосибирск: СО АН СССР, 1982.- 194с.;

16. Воронин Ю.А. Теория классифицирования и ее приложения. Новосибирск: Наука, 1985.-231 е.;

17. Выркин В.Б. Современное экзогенное рельефообразование котловин байкальского типа. Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН. - 1998. - 175 е.;

18. Гаврилова Т.А. Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб: Изд-во «Питер», 2000. 384 е.;

19. Гвоздецкий Н.А. Основные проблемы физической географии: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1979. - 222 е.;

20. Гвоздецкий Н.А. Дискуссионные вопросы физико-географического районирования Сибири и Дальнего Востока // Докл. Института географии Сибири и Дальнего Востока», 1968 г., вып 19, С. 20 27;

21. Гегель И. Наука логики. Т.2.- М.: Мысль, 1971.- 324с.;

22. Григорьев А.А., Будыко М.И. О периодическом законе географической зональности//ДАН СССР, т. 110, № 1, 1956.- С. 129-132.;

23. Григорьев А.А. Задачи комплексного исследования территории. Природа, 1926, №5, 6.;

24. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т. Т. 1: Пер. с англ./Под. Ред. Р. Сопера. 2-е изд., стереотипное. - М.: Мир, 1996. - 368 е.;

25. Гуламов М. И., Логофет Д О. К взаимодействию факторов окружающей среды. // Известия РАН Серия биологическая, 1997, 1, С. 64-68.;

26. Данько Л.В. Геотопологический подход к классификации и картографированию геосистем // Классификация геосистем: Материалы к

27. Международной научной конференции. Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 1997.- 140 е.;

28. Жарков М.А., Кузнецов Г.А. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности центральной части Ангаро-Ленского краевого прогиба // Геология, нефтегазоносность и полезные ископаемые Иркутской области. -М.: Недра, 1964;

29. Забродин В.Н. К проблеме естественности классификаций: классификация и закон // Проблемы системных исследований. -Новосибирск: НГУ, 1985.-С. 59-72;

30. Забродин В.Н. О критериях естественности классификации // НТИ. Сер. 2.- 1981.- N8.- С.92-112.;

31. Зайцев Г.Н. Математический анализ биологических данных. М.: «Наука»- 1991.-184 е.;

32. Ивантер Э.В., Коросов А.В. Основы биометрии: введение в статистический анализ биологических явлений и процессов.- Петрозаводск, 1992.-168 е.;

33. Ивин А.А. Логика. Учебное пособие. Издание 2-е. М.: Знание, 1998. -240 е.;

34. Исаченко А.Г. Основные вопросы физической географии. Изд-во ЛГУ, 1953;

35. Исаченко А.Г. Основы ландшафтоведения и физико-географического районирования. Москва: Изд-во «Высшая школа», 1965. - 327с.;

36. Кант И. Сочинения. Т.2.- М.: Мысль, 1964.- 510с.;

37. Коломыц Э.Г. Ландшафтная текстура бореального экотона Волжского бассейна и его чувствительность к изменениям климата. 4.1,2. Тольятти: ИЭВБ РАН, 1994.-127 с.;

38. Коломыц Э.Г. Региональная модель глобальных изменений природной среды. М.: Наука, 2003. - 371 е.;

39. Котляков В.М. Избранные сочинения в шести книгах. Книга 3. География в меняющемся мире. М.: «Наука», 2001. - 411 е.;

40. Кофман Г.Б. Рост и форма деревьев. Новосибирск: Изд-во «Наука», 1986. - 211 е.;

41. Кофман Г.Б. Уравнения роста и онтогенетическая аллометрия // Математическая биология развития. М.: Наука, 1982.-С.49-55.;

42. Кравцова В.И. Космические методы картографирования / Под ред. Книжни-кова Ю.Ф.- М: Изд-во МГУ, 1995. 240 е.;

43. Крауклис А. Геосистемы, их динамика и классификация в современном контексте географии // Классификация геосистем: Материалы к Международной научной конференции. Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 1997.-140 е.;

44. Крауклис А.А. Ландшафтные округа и геомы // Динамика геосистем и освоение Приангарской тайги. Новосибирск: Наука, 1985. - с. 16-26.

45. Крауклис А.А. Натурная модель // Природные режимы и топогеоси-стемы Приангарской тайги.-Новосибирск: Наука, 19756.-С. 14-27.

46. Крауклис А.А Представление о динамике в теории геосистем // Докл. Института Географии Сибири и ДВ. 1975. - вып. №48 - С.24-30.

47. Крауклис А.А. Проблемы экспериментального ландшафтоведения.-Ыовосибирск: Наука, 1979.-232 е.;

48. Крауклис А.А. Региональные черты Приангарской тайги // Природные режимы и топогеосистемы Приангарской тайги. Новосибирск: Наука, 1975а.-С. 14-27.;

49. Крауклис А.А. Факторально-динамические ряды таежных геосистем и принципы их построения //Доклады Институт географии Сибири и Дальнего Востока., вып. 22. Иркутск 1969 г.- С. 15 25;

50. Крауклис А.А. Некоторые вопросы изучения динамики фаций // Научный поиск в современной географии. Восточно-Сибирское книжное издательство, 1966.-С. 6-11.;

51. Крауклис А.А.; Войлошников В.А. Геоморфология бассейна реки Чуны. «Сибирский географический сборник», 1970, вып. 6, с. 137 - 173.;

52. Ландшафты юга Восточной Сибири. Карта М 1:2500000, 1977;

53. Лурье И.К., Косиков А.Г. Теория и практика цифровой обработки изображений. Под ред. A.M. Берлянта. М.: Научный мир, 2003. - 168 е.;

54. Мильков Ф.Н. Общее землеведение: Учеб. для студ. географ, спец. вузов.- М.: Высш. Шк., 1990. 355с.;

55. Мильков Ф.Н. Правило триады в физической географии // Землеведение Т. 15. М.: Изд-во МГУ, 1984 г. С. 18 - 25;

56. Мильков Ф.Н. Природные зоны СССР.- М.: Мысль, 1977.- 293 С.

57. Мильков Ф.Н. Основные проблемы физической географии. М.: «Высшая школа», 1967.-243 е.;

58. Михайлов Н.И. Физико-географическое районирование. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985, с ил. - 184 е.;

59. Михеев B.C. Ландшафтно-географическое обеспечение комплексных проблем Сибири.- Новосибирск: Наука, 1987.-207 е.;

60. Михеев B.C. Ландшафтный синтез географических знаний. Новосибирск: Наука, 2001.-216 е.;

61. Михеев B.C. Основные направления классификации геосистем // Классификация геосистем: Материалы к Международной научной конференции. Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 1997. - 140 е.;

62. Михеев B.C. Материалы к территориальной комплексной схеме охраны природы (ТерКСОП). Ландшафтно-географическое обеспечение. Препринт. Иркутск, 1988.-64с.

63. Муравейский С.Д. Роль географических факторов в формировании географических комплексов. Вопросы географии, сб. 9. М., Географгиз, 1948;

64. Нечаева Е.Г., Щетников А.И. Охрана почв и ландшафтно-геохимические следы // Экологические аспекты освоения Ковыктинского га-зоконденсатного месторождения. Иркутск, 2001. С. 83 -108.;

65. Николаев В.А. Космическое ландшафтоведение. М.: Изд-во МГУ, 1993.-81 е.;

66. Николаев В.А. Проблемы регионального ландшафтоведения. М., Изд-во Моск. ун-та, 1979. 160 е.;

67. Нэф Э. О некоторых вопросах сравнительной экологии ландшафта. -Доклады Института геогр. Сибири и Дальнего Востока, вып. 19. Иркутск 1968.- С. 44-53;

68. Одум Ю. Основы экологии. Перевод с 3-го англ. изд. под ред. Н.П. Наумова. М.: Изд. «Мир». - 1975. - 740 е.;

69. Оценка современного состояния окружающей природной среды территории Ковыктинского газоконденсатного месторождения. Москва. 2002 г. 354 е.;

70. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. - 342 е.;

71. Преображенский B.C. Количественные методы анализа полевого материала в ландшафтных исследованиях. В кн.: Вопросы ландшафтоведения. Материалы к VI Всесоюз. Совещанию по вопросам ландшафтоведения. Алма-Ата, 1963.;

72. Природные режимы и топогеосистемы приангарской тайги. Издательство «Наука», 1975. 278 е.;

73. Пых Ю.А., Малкина-Пых И.Г. Об оценке состояния окружающей среды. Метод функций отклика//Экология, 1997,№3,С. 168-174.;

74. Рагозин А.Л. Общие положения оценки и управления природным риском // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 1999, № 5, С. 417-429;

75. Ресурсы поверхностных вод СССР. Том 17. Лено-Индигирский район, Л.: Гидрометеоиздат, 1972.-651 е.;

76. Риклефс Р. Основы общей экологии. М. Изд-во «Мир». - 1979. - 424 е.;

77. Розова С.С. Классификационная проблема в современной науке. Новосибирск: Наука, 1986.-223 е.;

78. Ряшин В. А. , Михеев В. С. Физико-географическое районирование территории нового освоения (на примере юга Восточной Сибири) // Доклады Института географии Сибири и Д. Востока, 1969, вып. 21, С.22-32;

79. Сазонов А.Г. Почвенный покров и почвы междуречья Хапды и Киренги // Докл. Ин-та геогр. Сибири и ДВ, 1969, вып. 21. С. 40 - 47.;

80. Семенов Ю.М. Ландшафтно-геохимический синтез и организация геосистем. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1991.- 144 с.;

81. Солнцев Н.А. Учение о ландшафте (избранные труды). М.: Изд-во Моск. ун-та, 2001.-384 е.;

82. Соловьева Е.А. Естественная классификация. Системологический аспект. Харьков: Из-во ХТУРЭ, 1999.;

83. Солодянкина С.В. Исследование структуры экологических ниш биогеоценозов горной тайги по космическим снимкам // Дистанционное зондирование поверхности земли и атмосферы Иркутск: издательский отдел ИСЗФ СО РАН, 2003а. - С. 12;

84. Солодянкина С.В., Черкашин А.К. Анализ ландшафтно-типологической карты на основе принципов пространственной и системной организации // Методология системного экологического картографирования. Иркутск: Институт географии СО РАН. - 2002. - С 31-40;

85. Сочава В. Б., Ряшин В. А., Белов А. В. Главнейшие природные рубежи в Южной части Восточной Сибири. // Доклады Института географии Сибири и Д. Востока, 1963, вып. 4, с. 19-24;

86. Сочава В.Б., Тимофеев Д.А. Физико-географические области Северной Азии // Докл. Института географии Сибири и Дальнего Востока», 1968 г., вып 19, С. 3-20;

87. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах.- Новосибирск: Наука, 1978.-320 е.;

88. Сочава В.Б. Географические аспекты сибирской тайги. Новосибирск: Наука. 1980.-256 е.;

89. Сочава В.Б. и др. Опыт количественной оценки природных режимов географических фаций.- Доклады Института геогр. Сибири и Дальнего Востока, вып. 8. Иркутск 1965. С. 3-21;

90. Сочава В.Б. Определение некоторых понятий и терминов физической географии // Досклады Института географии Сибири и Дальнего Востока, 1963. №3 С. 50-59;

91. Сочава В.Б. Послесловие. Проблемы современной теоретической географии // Д. Харвей Научное объяснение в географии. М: Прогресс, 1974. -С. 471 -481.;

92. Сочава В.Б. Проблемы физической географии и геоботаники. Избранные труды. Новосибирск: Наука, 1986. - 344 е.;

93. Сочава В.Б. Топологические аспекты учения о геосистемах / Материалы международного симпозиума «Топология Геосистем», Иркутск 1971 г.;

94. Сочава В.Б. Исходные положения типизации таежных земель на ланд-шафтно-географической основе // Доклады Института географии Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1962, вып. 3. - С. 14-23.

95. Терсков И.А. Терскова М.И. Рост одновозрастных древостоев. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1980. - 205 е.;

96. Тикунов B.C. Классификации в географии: ренессанс или увядание? (Опыт формальных классификаций). Москва-Смоленск: Изд-во СГУ, 1997. -367 с.;

97. Урманцев Ю.А. Начала общей теории систем // Системный анализ и научное знание.-М.: Наука, 1978.- С.38-130;

98. Филиппская С.В., Черкашин А.К. Классификация геосистем бассейна озера Байкал на основе принципов пространственной и системной организации // Современные проблемы географии и природопользования. Барнаул, вып. № 7, 2001.-С. 72-81.;

99. Хаггет П. География: синтез современных знаний. — М.: Прогресс, 1979.-684 е.;

100. Харвей Д. Научное объяснение в географии. Москва: Изд-во «Прогресс», 1974.-502 е.;

101. Хисматуллин Ш. Д. Почвенный покров Ангаро-Бирюсинского междуречья. «Почвоведение», 1970, № 2, С. 30 - 43.;

102. Черкашин А.К. Геотехнологии, модели представления данных и локальный анализ космической информации // Дистанционные исследования и картографирование структуры и динамики геосистем. Иркутск: Издательство Института географии СО РАН, 2002. - С. 23 - 30;

103. Черкашин А.К. Закономерности пространственной структуры и организации низового административно-территориального устройства России // География и природные ресурсы, N 4, 1996.- с.5-17;

104. Черкашин А.К. Полисистемный анализ и синтез. Приложение в географии. Новосибирск: Наука, 1997.-502 е.;

105. Черкашин А.К. Развитие теории конкретности географического знания. Геоинформационное уравнение // География и природные ресурсы.- №2, 2000.- С. 20-30.;

106. Черкашин А.К. Теория и модели управления экологическим риском // Экологический риск. Материалы второй всероссийской конференции. Иркутск: Институт географии СО РАН, 2001.- с. 37-38.;

107. Черкашин А.К. Полисистемное моделирование. Новосибирск: Наука, 2004.-350 е.;

108. Шторм Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества. М.: Изд-во «Мир» 1970. - 368 е.;

109. Экология севера: дистанционные методы изучения нарушенных геосистем. Под ред. А.П. Капицы и У.Г. Риса. М.: Научный мир, 2003. - 248 е.;

110. ERDAS Field Guide, 5nd Ed. ERDAS Inc., Atlanta, Georgia, 1999. 672 p.;

111. Haggett P., Chorley R.J. Network Analysis in Geography. London: Edward Arnold Ltd, 1969. - 348 p.;

112. Lumer H. The dimentions and relationship of the relative growth constant / Amer. Natur. 1939. - Vol. 73, N 747. - P. 339-345;

113. Mill J.S. Philosophy of scientific method. New York: Hafner editions. 1950.

114. New approaches in classification and data analysis. Eds. E. Dilay, Y. Lcehevallier, M. Schader and others. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994. -693 p.

Информация о работе

Солодянкина, Светлана Викторовна
кандидата географических наук
Иркутск, 2005
ВАК 25.00.23

Диссертация

Модели и методы классификации и оценки параметров геосистем юга Восточной Сибири - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы