Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СЫРТОВОГО ЗАВОЛЖЬЯ, ВЫЯВЛЕННЫЕ ПО ASPO- И КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ МЕТОДАМИ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА СЫРТОВОГО ЗАВОЛЖЬЯ, ВЫЯВЛЕННЫЕ ПО ASPO- И КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ МЕТОДАМИ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ"

Л-292ЇЗ

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА. И ОРДЕНА. ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАИЕЙИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСК0Х03ЯесТВ£ННЫХ НАУК им. В.И.ЛЕНИНА

' ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ . НА. В.В.ДОКУЧАЕВА

,На правах рукописи ' УДК 631.47:631.445.25 .

ЩЕРБЕНКО ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА

ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ ПОЧВЕННОГО, ПОКРОВА СЫРТОВОШ . ЗАВОЛїЬЯ,- ВЫЯВЛЕННЫЕ ПО АЗРО- И КОСИШ 4ECKVM СНИМКАМ , МЕТОДАМИ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность 06.01.03 - Почвоведев ив

АВТОРЕФЕРАТ

дквсвртвцнк на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. \ ■ ■

Ноокаа І9В9

Работа выполнена в Государственной научно-исследовательском центре изучения природных ресурсов и в Отделе генезиса* географик и классификации почв Почвенного института им.

В.В.Докучаева

- * ■ ■

. і і' ■ х

Научный руководитель - доктор географических наук

'В.Л.Андроников ,

Официальные оппоненты; доктор географических наук, профессор

С.В.Викторов кандидат сельскохозяйственные наук, у . доцент ■ ■ :

А .Д.Нашенский

Ведущая организация: Московский Государственный Университет им. М«В.Ломоносова* Географический .. . факультет -' '

Защита состоится " ИАСША* 1989 р. в ¿А/ часов

на заседании специализированного Совета К 020.25.01 в Почвенном институте им, В.В.Докучаева по адресу: I090I7, ■ Москва, Пшевский пер., д. 7

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института

Автореферат разослан »ít« ~ 1939 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах» заверенные печвтье, просим направлять по адресу: Москва, I090I7, Пыжевский пер., д. 7, Почвенный институт им. В.В.Докучаева. Ученому секретарю специализированного Совета

'' Ученый секретарь - '

Специализированного Совета . Н.С.Симакова

, доктор географических Наук

Актуальность проблемы. Рациональное использование земельных ресурсов страны в целях повышения плодородия почв и увеличен»« урожайности сельскохозяйствендых культур требует составления почвенных карт, которые является основным источником пространственной характеристики почв. Решаемая на современной этапе задача составления в обновления почзенко-картогра&ичесхого Феида страны требует разработки и использования новых методик и новой основы* которые повысят точность почвенных карт и увеличат их информационную емкость и качество. Использование аэрокосыическоа информации в качестве новых материалов позволяет создать эффективные мотодики составления и корректировки почвенных карт, которые уменьшат трудоемкость их составления, увеличат скорость изготовления, понизят о то им ость картографирования за счет сокращения полевых работ, повысят точность выделения границ и полноту содержания контуров.

Дешифрирование дистанционных материалов для изучения и картографирования почвенного покрова до последнего времени проводилось в основной визуально-инструментальными методами. Появление позой вычислительной техники и огромного количества дистанционных данных потребовало усовершенствования методов дешифрирования почв.. Новым этапом в области дешифрирования являются методы цифровой обработки изображений (при значительном сохранении объема визуально-инструментального дешифрирования), которые уменьшают трудоемкость н увеличивают объективность дешифрирования почв по сравнению с чисто яизуальво-икструментальными методами, а также позволяют получать дополнительную информацию для выделения признаков дешифрирования.

Цель а аадачи т>абоуы. Целью настоящего исследования ^влнет-оя изучение отроения почвенного покрова сыркового Заволжья методами цифровой обработки из обращений. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- создание банка данных необходимой информации для визуального и 'маианного дешифрирования почв;,

- исследование спектральной отражательной способное-и почв ■ •

___

! Цен траль лад

Библиотека {

«чльемг'чявегь:!«, вкале-лы I

ее типизация;

- адаптация существувщах и разработка новых мйтодов цифровой обработки изображений для почвенного дешифрирования;

- разработка дошифровочвых признаков и эталонов да шифр про- _ вания почвенного покрова по космический снимкам и результатам цифровой обработки;

- исследование отроения почвенного покрова сыртового Заволжья ыетодаыи,цифровой обработки аэрокосыических изображений. .

Научная новизна исследования заключается в создании новой методики дешифрирования почв, основанной ва цифровой'обработка аэро- и космических изображений.

Впервые изучена я проведена типизация сгэкгральной характеристики почв сиргового Заволжья. Разработан новый интерактивный метод определения наиболее информативных для целей дешифрирования ПОЧВ космических СНИМКОЛ И сезона С£СШСИ для черноземной зовы. При цифровОй обработке изображений почвенного покрова использованы модифицировании программы кластерного анализа,-и метода главных компонент (МГК)..МГК в данной исследовавия учитывает' не с па к тральные, а прйстранствокпые изменения данных, что является новы«, ранее не испольауецод подходом. Получены нерфо-метрические характеристики иочвенйого покрова Сыртового Заволжья по результатам цифровой обработки изображений при помощи катодов интерактивной обработки. ■ '

Объекты р методы исследования-. Объектом исследования являются почвенниН покров и почвы Сыртового Заволжья в пределах Оренбургской области. Изученная территория охватывает южяую часть, леоостелной, степную и сухостепну» зоны. В каядой почвенной аоко были выбраны к более подробно изучены почвы трех тестовых участков, площади которых составляли около Ю тыс. га каждый.-Кроме. того и регионе были проведены маршрутные почвенно-географическве исслздоьанип, ■ .■ *

При изучении почв испольэовалиоь ере вн и те лзно-ге огр афиче скиЯ И ЫиТСД "ключеп". '

Ь раг-оте анализировались разновременные космические снимки з^кого ряэрелгти (г40 м) с аппаратуры МСУ-С "Метеор-Природа", •ЛСС "."эндсат* {раз р. ¡г.: и и о ВО и) и |отоскг!>.псл с орбитальной стан-

Щга "Салт* масштаба 1(200 ООО, а такта , аэроснимки 1:25 ООО -,.' 11:32 ОООнасштаба на' территории ключевых учаотков., спектральная отражательная способность почв анализировалась о поиощь» спек-туофоточе^ра №-10.

При работе оо окаверныии космическими и аэрофотоснимками ог-. ракиченно лримеввлся метод вкэуальц-зго дешифрирования, иетода / щгфрояой и интерактивной обработки изобранбниЛ. впервые при ана-лазе почвенной информации по дястаяциОяиыа материалам иопользава-: Вы современны» технические средства: ЭШ ЕС-10-15, ЕС-Юбб ,"П<эри-колОР-ЮОО", "Пвриколор-2000". Ввод исходной информации и вывод .результатов цифровой обработки изображений осуществлялся на периферийных устройствах Ф2АГ трнлог.

Практическая ценкоогь работы аакдрчаетоя в разработке новой методики дев курирования почвенного покрова, основанной на цифровой обработке аэро- и космических изображений, которая повышает оперативность я информативность с оставления почвааншс карт.Пред-ломя метод выбора наиболее информативного для дешифрирования почв космического изображения и сезона съемки, что обеспечивает наибодьлу» точность и качество составляешь карт, а также позволяет зманьпить'объем космической информации, используемой при картировании. Последнее приводит к сокращенно времени и с то им ос -. ти материалов при создания почвенных карт. ' .

Апробация табоуц. Основные результаты исследований доложены : на всесоюзном мехведомственном совецзвия-семинаре "Аэрокосмические методы исследования сельхозугодий" ^Обяинск, ноябрь 1983 г,), Всесоюзной научной конференции "Современниц методы исследования почв". (Москву ЫГУ, 1983 г.)( всесоюзной совещании "дэрокоеиичвс-;/киа методы в почвоведении и их'использование в сельском юзяй-ства" (Москва, октябрь 1987 г.)^ научной семинаре лаборатории двотанвдонаыъ кетодоа йнститу та зкологической генетики ИССР ■ (Кишинев,*февраль 1988 г.), Конференции молодых ученых ГосНИЦИПР

(Москва, 1&08 г.).

ПО теме диссертации опубликовано б пачвтаых работ» Четыре статьи и 2тезисов докладов находятся в печати.

' " ООъеи и стрзгкира работы. Района состоит из - идеданин, вита

глав, выводов и спиока литераторы. Общий обгеи работы страниц, из них страниц основного текста, 17 таблиц, 45 рисунков и список лигсратуpu, сооїончнЙ вд наименований, s том числе

Ct на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОШ ;. '

. ГЛАВА I. ЖШЪЗОВЯЛт A SFOKOd.VA 4SCK0В ДОФОШЦИй ДЛЯ ' ДЕШИФРИРОВАНИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ;

Спектральная отражательная способность являєтея физической основой распознавания почв. успех применения-материалов дистав~ «ионного зондирования яря дешифрирования почв и других объектов зависит oí их спонтральных различии. Связь спектральноя отражательной способности почв о их свойствами являєтон основой, на которой базируются теория и практика применения,дистанционного зондирования в почвоведении.

йервой осново пола га юще и работой по изучению слелтральной отражательное способности природных образований, но потеряввэй значения и в на стоя ща 9 Bps« я, является изданная в 1947 году работа:. Е.Л.кринова. В лея впэрвью проведена классификация еяектроз от- ' ранения объектов.

Проведены исследования по выявлении связи отражательной способности почв с содержалась гумуса,легкорастворимых солей и карбонатов » гранулометрического, минералогического оостаЁов*'содер-. хвнием яодйихнык Фори железа, влажность» почв (Обухов, орлов,, 1264; Сорокина, 195?; Толчельвиков, 1974» Андроников, 1979 «.др.). Клзсси^кцировани фориы кривых спектров отраквняя почв, вычислены различные коэффициенты и установлено их диагностическое значение, создани кетьяоги спектральной отражательной способности почв и т.д. {Зырин, Орлов, I9Ü4; карманов, 1974; Хари ir, 1975; кузнецов, S ici, .-■■.•г и др.. І9Б.0» atoner К Др., 1981}* ' По^ченш-'в данное о закономерностях изменения спектральних кривих ПОЗііОДЧЮТ использовать при дистзнциониои изучении почв ве-тодн обработки изображения, основанные на нхфизичоскхс

*г.рчку(ір»зтйках, например, концепцию вегетационных индексов. .

1!сч;1в[)воо деь-пі'рмроапніїв двлчвтоп олояним процессом Ьпозяава-

вия инtepeсугщвго*нао объекта -почвы. Теоретической основой дешифрирования почв и нахождения их границ является анализ индикационных связей нейду компонента!»! природной среда, т.е. кспользование сравнительно-географического метода изучения и картографирования почв, разработанного в 80-х годах XIX века В.В.Дову-пзевыы и являющегося до сих пор основой всех почвенно-картографически! работ. Применение ландшафтного метода к дистанционный материалам позволило разработать деишфровочные признаки почв, в почвенной картографии разработаны приемы полевого и кзиоралтого дешифрирования, установлены основные обязательные этапы работ: ключевые исследования и экстраполяция данных "генетического и контурного" дешифрирования в пределах физико-географических районов.

дешифрирование дистанционных материалов для изучения и картографирования почвенного покрова до последнего времени проводилОС£ в основном визуальными и визуально-инструментальними ыетодзми. Разработки ло дешифрированию почв и составлению почвенных карт о использованпей дистанционных методов изложены в ряде ыетоди-чзскох руководств и научных публикации (Аидрошаов, IS57, 197?; Почвенная оъеика, 1959; Сииакош,1959; Методика составления круп-ноыасшгабных.поденных карт 1962; Руководство по составление почвенных и агрохимических карт, 1964; Афанасьева, 1965} Тол-чел ьников, 1966, Викторов, 1985;

lîajinuBl of. Remout Senbihe, .1975i >-

Новым этапом з развитии методов дешифрирования почв являетеs Метод, использующий' цифровую обрзботку изображении.

ГЛАВА II. ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИЗ ОБ РА НЕНИЙ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

В настоящее время в области использования дистанционного зоа-дкроваяия (Д3> о целью составления различных видов тематических карт наблюдается переход к использованию автоматизированных' методов дешифрирования..Разработано н создана математическое обеспечение! накоплен опыт по цифровой обработке данных £3.

Методы цифровой обработки изображений исполыуьт для класс*- -фикации или распознавания объектов к выделения признаков. Бри

распознавании объектов в случае отсутствия априорных данвых при-менявт кластерный анализ, в настоящее время наиболее эффективными является два метода кластерного гчалиаа! метод К-средних, при котором отнесение вектора к классу производится на основе критерия, минимизации внутриклассового разброса, и метод» основанныЛ на поог роении и анализе многомерной гистограммы (Асмуо, 1983). Нами использовался алгоритм кластерного анализа по методу К-средних. ': ? '

Выделение признаков позволяет получить дополнительную информацию и упрощает процесс дешифрирования космических снимков. Для выделения признаков используют преобразования по МГК, а так»-''., преобразования, основанные на отношениях и линейных комбинациях опектральных каналов (концепция вегетационных индексов). Приме- . няют несколько типов вегетационных индексов в зависимости ох спо сооа их вычисления: индексы, основанные на дробно-ливеишх комбинациях и на отношениях спектральных каналов, индекон, основанные на линейных комбинациях каналов с априорно ааданнши нояотав' тами и константами, вычисляемыми на-основе анализа снимка методом- главных компонент (Рачкулик, ситникова, 1972; виноградов', 1932;'Васильев, Пазиков, 193б;Ккт1ЮИкс8,Кравцова,I9B8; gautb • , I9?6; Jackson, 1983; Perry . Luutenecblager -.1984* Criut , citone, 1984; Crist » 1985; Crist »'Kauttr * 1986

ДР-). '.'-..'.'■'- "':

При выделении признаков нами использовалось преобразование ло «ГК.

Анализ литературы показал, что' цифровая обработка изобрадэ-нии является новым перспективным направлением при дистанционном, изучении растительного покрова и почв, поэтому эти методы необходимо развивать и использовать при решении почвенных вадач.

В исследовании описана методика дешифрирования почв/основав мая на системе цифровой обработки изображений, Методика гкличае* следусцио этапы: '

I. Создание банка данных наземной и азрокосмичоскоа информации,

¿. Ця1-ровув обработку изображений.

3. Интерактивный и визуальный анализ результатов цифровой об■ рэзЬтки и исходных снимков.

*

4* Получение выходной продукции в виде образцов дешифрирования почв и таблиц характеристик элементов СПП.

ШВА 9. БАНК ДАННЫХ ДЛЯ ВИЗУАЛЬНО-ИНСТРУИЕЙТАИЬНЫХ И

ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ ДЕШИФРИРОВАНИЯ ПОЧВ СИРТОВОГО . ЗАВОЛЖЬЯ

Банк давних включает иоходную информацию, используемую при цифровой обработке изображений и при дальнейшей интерпретации полученных материалов» а именно: космические сцинки, аэрофотоснимки, картографические материалы» характеристики природных условий изучаемой территории, волевые материалы по морфология воад, -их аналитические показатели, данные по спектральной отражательной способности почв.

Аэро- и космическая информация, используемая в почленной картографирования должна отвечать оледуюадм требованиям; шать соответствующий масштабу сос тавляеиоа карты элемент разрешения на местности, обладать высокой обзорность», иметь необходимую парии-. давность схемки а набор спектральных каналов. Таким требованиям отвечает информации, поступающая. с аппаратуры иСУ-С, установленной на спутняке "метеор-Природа". Эта информация была использована в нашей работе.

Из двух спектральных каналов (0,5-0,7 и 0,7-1,1 мкы) был вд-пояьэовая ближний ИД канал. Это объясняется тем, что в этом спектральной канале содержатся наиболее высокие контрасты как между отражением почз и растительности, так и между отражением различных почв. К тому же в этой спектральном канале меньше оназывавтоя влияние атмосферы.

Дошки с аппаратуры серии ИСЭ "Лзядсат" были использованы для проверки полученных результатов, космические Фотоснимки СН-8 01 1:200 ООО) применялись для расшифровки полученных результатов при кластеризации изображений о аппаратуры ИСУ-С.

Структура почвенного покрова изучалась нами по крупномасштабным аэрофотоснимкам, сокрывающим территории тестовых участков.

В качестве исходного почвенно-реографичеикого материала в работе использована картографическая информация; лист Госдаротвев-*

ной почвенной карт« СССР N 33 масштаба 1:Юб, крупноеаситабпыз поч- ~ венные карты тестовых участков, а также мелкомасштабная почвенная карта Оренбургской области масштаб", 1:Ю6, составленная А.А.Еро-хиной С1?59;.

В рамках работа по составлению банка данных и его первого блока - использованных аэро- а космических матергдлов были проведаны исследования по выбору наиболее информативных космических сашков для лочвйьного дешифрирования методом анализа гистограмм изображения. Били проанализированы гистограммы изображений разпосезонных космических спгаков, полученных о аппаратуры МСУ-С в течение 1979-1986 гг. Гистограммы изображении анализировались визуально при их выводе на экран "Периколора-ЮОО". Установлено, что при дешифрировании в целях картографирования почвенного покрова черцо-эеннои зоны желательно, чтобы гистограмма космического иаобравения имела одну моду в левой части шалы яркостей о правой асимметрией. Это указывает на то, что почвенный покров максимально открыт от растительности. Такому требовали» отвечали космические .снимки осеннего срока съемки и поздне-вессинего в те годы (1979 и 1981), когда на территории сыртового Эаволгья наблюдались поздние заморозки и сельскохозяйственная растительность имела очень низку» ■¿итоиассу и проективное покрытие.

Почвенный покров Заволжья изучался многими почвоведами (Ногин, 919; Ерохина, 1959; КУ'геренко, 1972; Андроников, 1976; Денисова,1976), в том числе и осаозосоложнипами русского генетического почвоведения В.В.Докучаевым (1692) и JT.ÍÍ.Лрасоловьш (1999). В одноы из псо-аодлих Фундаментальных обобщений по черноземным почвам территория Поволжья и Предуралья (Черноземы СССР, 1978) дана обстоятельная . соарчкеииая характеристика природных условий, почв и структуры почленного покрова (СПЯ) Сыргового Поволжья.

Клок пр>'ролН1;б условия района исследования использовался при ¡ттсрактквиоя и визуальном аналкэе результатов цифровой обработка кюг;ра*1'яки.

"/.денти^ккацик результатов цифровой обработки изображений осно-■itíÉnflCtíb на морфологических и аналитических показателях оочэ, чй-тj 1&нкм< при исследовании почв на тестовых участках и почзеяно-rííOrírs-JfwcKux ипрврутах.

- її -

Были получены*спектральные характеристики почв с целью определения спектральных диапазонов, в которых почвы иае»т наибольшие контрасты. Закономерности изменения отражения света почвами использовались такжо для обоснования идентификации результатов цифровой обработки изображении. При изучении спектральной отражательной способности почв использовалась методика Ц,и.Карманова (1974).

Для почв черноземного типа южной лесостепи и степи характерно повышение коэффициента отражения (КО) с ув&личеаиеа длины волны. Ш спектральним отражательный свойствам все исследуемые почвы 8они разделились на 5 група. Перву» группу почв с сакучи низкими значениями КО 400 и &-750 = 7,5 и 16,9'^) составляют наиболее гумуссированные почвы: черноземы.выволоченные тучные, черноземы типичные тучные к лугово-черноэешше выщелоченные тямло-суглинпстые. вюруи группу почв образуют черноземы обыкновенные среднегумусяые тяаелосуглинистые и черноземы обыкновенные слібо-еродированныв, для которых среднее значение И) составляет ( 400 750 " 8,5 и Треть» группу почв составля-

ют черноземы типичные среднегумуские к черноземы шнне сред-пегуиуоиые. Чернозёмы быщелочениые ыалогуыусеые песчаные и темно-серые лесные почвы образуют четвёртую грушу. Черноземы выщелоченные мадсгумусныа аеачааяэ в свизи с низкий, сод^рзанілеи и^иуса имеют относительно зывокиа, не характерные для черноземов КО во всем спектральном диапазоне, «аксиальное значение КО этих почв, равное 22,3 приходится на длину волны 0,75 ш, свиыии аысокими спектральными яркостями не исследуемой территории обладает группа почв, которую составляют солоніш черноземные СЕЄПіШЄ ( 750 ° 26,5) и среднеэродированные и сильноэродкрованные ббыкнореавые черноземы ( ^зо в 28,6;, в которых свеїлан окраска, обусловленная низкий содержанийи гуиуоа усугубляется повышенный содержанием карбонатов (рис.).

Среди почв сухосгепной зоны наиболее низкие значения ІСО, сопоставимые о показателями для черноземных почв, соответствуют пой- ■ иенним лугово-черноземным я лугово-каплановым орошаомш почвам, содержащим б,5% гумуса. Они образуют парвуа группу со значащи««! КО (^А 400 и750 а 10,4 и 22Вторая группа поч*, имеющих*

750 a,hjli

Рио. спектральная отражательная способность почв степной зоны Апах,, гл. 0-20 си.

№

кр.

: Название почвы

у- — —..! !..._, ,1., II—^ НИ — .. '

1*умуо:СаСОн:Грануло«етричес:Название почш % : % «кий сослав 36 ;по гран,сос-

: :o,ooi î<o,or :тш?у

Черноаем выщелоченный 6,6 тучный

Чернозем типичный 7,2 тучный

Лугово-черноземная 6,4 выщелоченная

чернозем обыкновенный 5,6 ереднегуиуоный

Чернозем обыкновенный^.5,8 о ла бо эродирован ны й

Чернозем типичный 5,4 среднегумусный

Чернозем выщелоченный 5,4

среднегумусный

8. Чернозем ЕЖНЫЯ

Si. Темно-серая лесная

ТО I

Солонец черноземный степной

Чернозем обыкновеннь Сг.и.чнеэродироаалный

о

О О О О О О

25 49

не опр, не опр.

18 «

27 48

21 . 44

не опр. но от. __*1 —

тяжелооуглинио-ТЫЙ

тяжадосуглян.

щебнистый

г,'8 0 ne очаный

5,5 0 тяжелосуглинис-

тая . ■ ■

3,3 0 37 61

2,0 4,0 6 8 средне ГА ИИ исты й

JU 750 * 27,2-30;iJt состоит из темно-каштановых солонцеватых почв, солонцов лугово-каштановых глубокоеояончакоьзтых и лугово-каштановых солонцеватых слабооглеенных поименных почв, которые характеризуются относительно высокий содержанием гумуса в верхних горизонтах (4,^-5,7Jí) и отсутствием карбонатов с поверхности. Темно-каштановые остаточно-луговатнэ солонцеватые солоачаковатые в лугово-кактановые солонцеватые солончаковатые поименные почвы, а такав теано-надтановце карбонатные и темио-каштановые карбонатные слабо эродированные почвы образуют третью группу. Меньше содержание гумуса в верхнем горизонте этих почв (2,1-4,1^), в также близкое к поверхности залегание карбонатов, обусловливает более высокий КО ?5о « 33,9-36,3/Sj. Следующую группу почв, разделенных по N¡0, составляют солонцы луговые слитые скльнозасо-ленние пойманные, солонцы степные каштановые и те«но-каштановые среднеэродированные почвы. Сходство их спектральной отражательной способности определяется разными показателями. Для солонца степного каитаноь:>го -это низкое содержание гумуса, для темно-каштановой среднеэродированной почвы - высокое (4,2£; количество о поверхности карбонатов кальция, для солонца лугового силън«заселенного -высокое содержание с поверхности легкорастворшых солей, ш этих почв при длине волны 0,75 мнм равен 39,6-44,2$. саыымя светлыми на данной территории являются солонцы-солончаки, у которых возрастает до 50,5%.

Перечисленные группы почв, различающиеся по спектральной отражательное! способности, могут быть дешифрированы по дистанционным материалам.

ГЛАВА 4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИШУ ПО ЦИЖНЮЙ И ШТЕРАКТКЬНОй ОБРАБОТКЕ АЗРО- И КОС« К ЧЕСКИ ИЗОБРАЖЕНИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Методика цифровой обработки аэро- и космических снимков, описываемая в работе, основана на системе цифровой обработки изображений для получения тематической информации, разработанной в ГосШЩШР

Целью цифровой обработки в данном случае является классификация-изображения и выделение дополнительных деяифровочних признаков дм визуального анализа. На этой этапа решаются три задачи: получение

кластерной карта и таблицы стахгот не, которые содержат информации -о почванних контурах и кх процентной соотпошнии; получение псевдообъемного нзобращения, позволяющего дешифрировать рельэф иест-ности и получение изображения контуров по'И внутри которых изменение спектральной яркости не виражено.

■В качестве метода распознавания был ьыбраа кластерный анализ по методу К-средаих , наиболее соответствующий задаче данной работы ~ разделон:і;:і изображения почвенного покрова на однородные участки с близкими эн&ченияки яркости и одинаковой текстурой. Метод К-внутригрупповых средних основан на итеративной процедуре отнесения векторов наблюдений к класса по критерию минимума расстояния от вектора до центра класса. Использование этого алгоритма позволив! провести классификацию изображения наиболео объективно по сравнению с другими ыетодами.

На территории Сыртового Заволжья одним из основных Факторов дилере нциации почвенного покрова является рельеф (Ерохина ,1959,), регулирующий парораспределение тепга и глагн, вііход на поверхность разнообразных коренных пород, степень эрозионных пвлепиа и т.д. Поэтому в число признаков дешифрирован и г. космических снианов очень яэхно ввести объективно выраженную оценку рельефа как косвенного показателя структуры почвенного покрова региона, в работе предложен ноаый подход, дзюиціГ, воз поки ость учитывать рельеф для целей дешифрирования почвенного покрова.

Порвыи этапои является Форматирование изображения,в процессе которого однозопальний космический снимок разлагается окном 2x2 ^ломеита на четырехзоналышЯ. Получается псевдснногоэовальное ;ізотражение. На втором этапе ото изобрапение подвергается преобразованию по методу главных компонент. За счет статистических различил яркости сосодних элементов образуется набор новых независимых глаышх комионізнт(ГК;.Первая главная компонента учитывает макси-иьлышв контрасты пространственных изменений отражательной способ-дозти поверхности, которые'на снимках могут определяться как различиями л самом рельефе, так и факторами, связанными с ним - характером и состоянием растительности (в том числе с ел ьо к охоз я Яств с- н-КІ."ми культурами) и особенностями выходящих да поверхность пород. Читает;»» гдпЕнап компонента учитывает наименьшие различия между

каналами и полезна тем, что выделяет участки с нотеныниаи изменениями яркости соседних пиксел, а следовательно іг участки с однородной отражательное способностью почв. Тэккп образо;;^ :;аіод главных *лєуіг.с1!311Т учитывает ИЗЙЄВЄ неп КЗ ЯрКОС!И ЧЪ спектра л ЫШЙИ каа злака» а пространственныа «з далі ги:;.

Результаты цифровой обработки са образин в її оценки акіт путей просмотра полученных изображений на экран« "Гкн-иколора" к сравнением с картограф зчеоккии «а та рвало «і: , ^ор^ологіг-гзокдан л знал:!-тич0сі;иііи характеристики почв на Сайка дг.н.шх. Прі! ио о с ходим ости корректировки клаетері'ійй карги априорно задзззгл-ыуй і ьнчисли-тедьнсм алгоритме параметры иэмвншт?.

Космические снїгмки среднего рззрза&яин охвй?илают обширную йк.здчгкауа несколько пррродчах зон спектр

различных почв. КяаоЮ£іШП аиа.т.Гз вздрілої участ^г, однородные со рисунку я тону кзохранений, котсриз сгогііетсїБОьзть генети-

чески к і;лс!ссРІш;ацигнно рауныа мчіііч, Шіш,: елоаг^и , о тра аз тельная способі.ость «срясавйоз у^и^х солонцг зет:к и и-рісз^ои вілде-лочєняих легкого мекничес кого попта-за одииакзяа, что обусловило ' вкяи'ізниї их в одна еюэтш.' с'діііш кз этапов расщиф-

розни кластерных Кврт являетеа їкрріи'орйи, проводп-

коз на осеово общего анализа весл сорокуилост признаков коеаичао-кщ енпадо^ ¡і іщеижхся ¡ющзеаас—кэрзо^рз¿ич-зсі::і>; «агсулалои на терригорко Сиртоього Зазолкы!, Та:сы образам бііли ішд-ілєян следующие района; в пределах Бугульикаско-Ёелсбзевсвэз зсаниаюлногги (1)1 І.І - сорих леей их псів; 1.2 - выщелоченных черлегаизй. в пределах высокого Завол&ьн (П;: П.І - чэрнозеаов обыкновенных} П.2 -черноземов обиЕііоаанішх ыалсиодаых адбенчзтых; П.З - Еуэулукскиа песчэнып массив налогуцусных чариозоцов. ц продолах общего Сир та (£!.»: Ш.І - южиых чирасзеаоіі; 0.2 - обыкноэеьыих и вляих черноземов; Ы.З- с комплексным вочвеикыи .'¡ОКрОВОЫ чериозииов Ю&ИЫХ С0~ лонцевэтых о солснцаыи; ¡цд - с комплексным ночвеиныя покровои тешю-каштановых содоацоватых почв о солокцаык; !і].5 - сочетаний кашых черноземов и теыно-каштановых почв.

Егорыи этапом расвифровки кластерных карт является "цасыириша" мастеров каздого из выделенных районов конкретной информацией о почвенной покрове. Для этого иопельзовалиоь ае?ода визуального

дваиіфиропашія, учитывающие как прямые дешифровочные признаки (тон, рисунок и т.д. исходного космического пэобрзкения), так и косвенные (рзлье^ и другие особенности строения поверхности, отображенные на изобра.тениях перкой и четвертой главных компонент). Тон изображения исходного космического снимка связан со спектральной отражательной способность почв, которая в свою очередь определяется содержанием в поверхностных горизонтах гунуса, солей и зависит от тех свойств, которые влияют на эти показатели. Тон изображения яэрвоя ГК связан с изменением рельса. Ровные, не пересеченные долинно-балочной сетью участки изобракаютси самым светлым тоном, бплки и долины рек наоборот имеют самый темный тон изображения. Изображение четвертой ГК выявляет участки.о наиболее однородный по спектральной чркости почвенным покровом, хон изображения которых самый темный. Чем более неоднородны по яркости оооеднив точки изображения, что связано с неоднородностью соответствующего т почвенного покрова, тем более светлый тон они имеют на изображении четвертой ГН. Для исследуемых почв изображения исходного.космического -снимка и четвертой ГК похожи, что связано о тем, что на ровных, не пересеченных участках с однородным ло спектральной яркости . почве.цшм покровом (черный тон изображения четвертой ГК) Формируется почвы, не подверженные процессам эрозии и засоления,.а значит содержащие наибольшее количество гумуса, что обеспечивает-им самый темный тон на исходном космическом изображении. -

ГЛАВА 5. ЭШЕНТЫ СТРУКТУРЫ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА, ВЫЯВЛЯЕМЫЕ МЕТОДАМИ ЦИФРОВОЕ! ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

В.М.іридланд (1972) Для характеристики СПП предложил ряд показателей. lío предлагаемыми мотодами могут бить получены только те показатели СПП, исходными даннции для которых являются картографические параметри: шіодзди контуров, длила границ контуров, количество контуров. Эти исходные данные получают методами интерактивной обработка кластерной карты, В работе получены следующие *а(-акїеріістик» СПП: для элементарных почвенных ареалов (ЭПА) - _ содержание ЭПА, геометрии (сродная площадь ЭПА, форма'и средня'я степень расчленения контуров ЭПА), форма участич 2Í1A з почвенных KOVMíKíi¡i«4*í для почвенных комбинаций - состав их компонентов,

соотношение площадей ЭШ в почвенных комбинациях, описание геометрии почвенных комбинаций (индексы дройаости, сложности, коэффициент сложности). составлена серия таблиц, включающих статистики кластерных карт космических и аэроснимков и характеристики меао-и микроструктур почвенного покрова разных регионов Сыртового Заволжья. ■ '

. . Анализ мезоотруктуры почвенного покрова проведен по результатам цифровой обработки (кластерной карте, четвертой и первой " ГК) космического изображения о аппаратуры НСУ-С за 5 июня 1981 г.

В^лесостепной части Сыртового Заволжья преобладающими по площади почвами (25,7fr) являются черноэеиы типичные тучные, черноземы выщелоченные тучные в черноземы обыкновенные среднегунусные тяжелосуглипкотые в слизистые. На кластерной карте они составили один кластер о самыми низкими значениями яркости' точек соответствующего им изображения (96,6). Данные.почвы встречаются отдель- . ними крупными массивами, Занимающими Плоокпе и слабонакловвые иеж-балочиые поверхности, кроме того небольшие ареала выщелоченных черноземов приурочены к понижениям.среди обыкновенных и типичных черноземов. Изображение четвертой ГК шеет черныЛ тон, что говорит об однородноехи почвенного покрова внутри контуров, форма контуров этих почв*изоморфная, дырчатая, контуры этих почв составляют 939 га Характерным показателей для них является.наименьший для данной территории коэффициент..расчленения контуров (KP), равны 0,87. -

Большое распространение, на данной территории, особенно в западное части (21,3$) кмеюг черноземы выщелоченные средаегуиуспые тяжелосуглинистые и.глинистые я черноземы типичные средкегумусные тяведосуглинистые и глинистые, составляющие кластер со средней яркое тью те чех 107,9. Эти почвы ваниыают верхние и средние части пологих склонов оеверкой экопозиции, Процессы эрозии представлены в умеренной степени, поэтому 5 почвенном покрове количество эродированных почв невеливо( а изображение этих почв на четвертой ГК имеет гемно-оерый,топ. -

, самые высокое части водоразделов, слохенвые породами легкого механического состава, занимают черноземы маломощные малогумусные ■ суглинистые опеочаненные о пониженным вскипанием и темно-серые леоные пахотные почвы,, которые попали в один кластер, так как они

ииелт сходное содержание гумуса и их спектральная отразательная способность приблизительно одинакова. Общая площадь, занятая этики лочвама ссстевлпет 14,3$. Конирм тенно-зерих лесных почв под паиизп и чзраозеиоЕ иалоксщных аалогумусаых шэот кзреэзкную удлиненную ила линейную Форчу, тан как они приурочены к вершинам ьсдораддалов и верхним частям склонов нодоразделоз. следим ХГ довольно велик я равен 2,09.

Ь »тдаилшз шустер айда леи ы контуры тблно-серых и сермх десны;; иочЬ под чес out. Юры а этих контуроз изоморфная, контуры нал-кие - средняя ялсцадь 1х составляет ZL7 га, КР кснтурсв невысокий

черноземы остаточно-карбонатные иадоиощнце (15,1%) раелололени ка веру;.г.1х частях ЁС-дсрагдзло:в с на л овощным злювиеа пдотниХ ИЕрООкатмах город, когорио часто Обкакаются пр;-: ¿розненных процессах. Среднял прял с??, точек кластера 122,В этот-на кластер входя? ком тури ср а да о эр ^ д!! р о г.и я н ыз; чернсаемов на сьлонах к бапиан, евкуцки осаосяич Бодораздзды, Контуры черноземов карбонатных као-иорляке, эродированных пг.чз склонов к балкам - длинные, извилистые. Срсдзкя КР контуров достаточно вавокак

К отдельная i-гястер обьод:ияится почвы, занимавшие долили рек п дцица крутых баш; - дуговые, чзрнсз sun о-луговые, а иногда лугово-сслотиие. см ос то я то лхи а шдоляютсп сщшюзроднровашш-э почвы, эанимздщгэ нрутиз СКП0!Ш преимущественно В ан ОЙ 3 КС позиции, Зш ПОЧВЫ s3HIiti?ВТ территория оо среднзп яркостью точек

182,2. ксятуры изрезанное, саипе -'едкие па данной территории. Сра;?-

ниа ю? ивеиоокяй (1,63).

На территории степной зоны по кластерной нзрто (таблица) выделены черноземы обыкновенные тякелосуглинистые и глиааотие со средней яркоотью точек изображения 85,6. сравнение изобраыэкая первой гк с кластерной картой показывает, что контуры, соответствующие черноземам обыкновенным связаны о сацыми ровней нло-яадкани иекбалоздшх водоразделов ка общей пологом' склона северной экспозиции. Эти же участки на изображении четвертой ГК представлены сэдыц твинш тоном, что говорит об однородности йочэенао-го покрова внутри этих контуров и крайне малой степени зродаровав-ности почв. Эти факторы объясняют с&иув нвэкуе яркость точек изо-

1Ы . ~

Таблица

Стзтистг кластерной карта космического снгмка КСУ-С и характера ста лез о структура яочззняого покрова степной гона Снртового Заволжья

„|а:Почвен-райоа Реат.ОИо г0таы ¡Сред- :% о* ¡Раояоию-пи :еяд : обдай ;ей5 по и,1л ил :я^;осте:пло- :рэл5ефу : плясал :шад(г : Фораа контуров КР НА МС : : кс * , * *

I: г 3 : 4 : 5 : 6 7 8 9 ■10 IX : 12

I. П.1 Сочэтгния чернозе- 100,9 15,3 ков обыкновенных с эрздирогананиз почвами { -юЯ ■

■ П.Э чэрзозекы вшц8л0- ;

адщще сзпеочавив

Ш.1,1,2Черноземы южные иалогуцусныз

, Ш.З Черноземы шаце

солонцеватые ка- . лотзкзсаиз

2. В.1 Соча тан ия иеряозе- 95,2 14,4

лоз обыкновенных с эродировав льни почввш! (10%)

Ы.1Д.2 Сочетания черноземов вил с эродирован иши лочвйии

■ . ■ ■ хад

3. П.З Чернозеш обыкао- 106,9 13,4

вернные оупеача-виа

Ш.1.Н.2 Чернозеиы южные . супесчаные

йологш йзоыорф- 167 1,7 5,0 9»0 9,0 склоны се- нал варноз ЭКСПОЗИЦИЯ

Террасы УдлизэЕяая р,Самара

Берлшы Удлицэлаая

водораздэ-

л01

героини Удлиненная водоразделов

№ I

пол0ги9 склоны

северной экспозиция

Долина и

террасы

рек

йзоиорфная 195 1,5 5,0 7,0 6,9

Удлиненная 242 2,5 4,0 10,0 10*0

Продолжение тэбдяам

1:2: S : 4 : 5 : б : 7 :6:9 :I0 : И ; 12

Все почв.Чернозекы срздзе- Бровка ба- Удлиненная

района и сильнозиодиро- лок ванные

4. П.1 Сочетания чернозе- 90,7 11,7 Длинные по-Изоьорфная 364 1,6 2,0 4,0 3,1

нов обыкновенных логпе снло-

о эродврозанвыик вы северной

почвами {Ъ%) экспозвди

Ш.1,Ш.Н Сочетания юхвых .

чернозеиов с зро-дяровейвиьш воч-Sfiuü

5. 5.1,0.2 Червозевй мало- Удлиненная 205 2,4 4,0 И,О II»1

развитие 118,В 12,1 вершины в

ендовы водоразделов

Ш.З комплексы черно-веков ШЩ С ОО-вондаш!

П.З черноземы юЕвав Террасы

. , на пзсхах . рек ■

6. В.2,Ш.1 Черноземы обык- 128,6 9,7 Вершит 192 2,8 5,0 11,0 11,6

вояенвиэ в гаяые водорзз-

карбоватние мало- дедов

гумушше

■ Бое поев, влавго-луговыз Днща балок ■

. районы

7. всв'сочв.Чернозекно-дуго- 149,0' 7,0 Долина рек Линейная 105 1,7 9,0 16,0 16,0 . районы вые и лугово-

чзрнозеккыэ

_______', .;..-;_, ■ "У-у , _—_,__;_

- I : Z : 3 : 4 : 5 : б : 7 : 8 : 9 : 10 ': II : IZ

.",. 8. ПЛ4.2 Черноземы обымо-: 85,6 5,1 Ровные Иэриорфная 51 1,3 19,0 12,0 22,1 вацаый срадавоуг- участил по- .

ливистие . - логга СКЛОт

.'"■".. .нов-: ■.-■,'■

9. 1.2,П.1,Червоэаиы о вода»- 166/}- 10,4 Верхние-. Удлиненная 266 1,1 3,0 3,0 3,6 Ц.З ленные к серне 229»0 ' части во- и лннейнаа -'• десаые почвы доразде-

■■■..-■■;■. -лов и rej>-рао р.Сама^

»

N

брагения, составляющих этот кластер. Площадь, занимаемая этими ас чаш и невелика и составляет 5,1$. Форма контуров изоморфная. Средняя площадь контуров 51 га, средний KP очень низкий Ц,3). Кластери, со средними значениями яркости точек 90,7 и.95,2 содержат 11,7% и 14,4% точек всего изображения и представлен оо-четаншши черноземов обыкновенных о эродированными почвами и сочетаниями черноземов юдных с эродированными почвами.. Изобращение перись ТК свидетельствует о том, что ОНИ 8слимеют более Еэресе-чвнные Межбалочные водоразделы, по сравнении с предыдущими почвами. Почвенный покров, соответствующий описанным кластерам одинаков но составу, ко различается по процентному содержании состав-.ляюцих их почв. В первом случае процент Эродированных почв в'СПП меньше, чем во втором, что подтверждает дешифрирование космических снимков масштаба I:£00 ООО. Средний KP контуров (1,6 и 1,5) выле,. чем у черноземов'предыдущего кластера, контуры оаиоывао-иых почв изсцорфныэ, ревкс дифференцированы по размеру.

Кластер, которому в степных почвенных районах соответствуют черноземы юлные малогумусныв маломощные, а в северной части степной зоны - сочетания черноземов обыкновенных с высокий содержанием в СПП эродированных почв, а также черноземы выщелоченвые супесчаные имеет яркость точек изображения 100,9* Черноземы южные малогумусные маломощные занимает верхние части водоразделов; сочетания черноземов обыкновенных о эродированными почвами ~ пологие длинные склоны еэверной экспозиции, а выщелоченные супесчаные черноземы - террасы р.Самара, кластер оодеркат 15точек, средний КГ* контуров выше, чем у предыдущих почв и равен 1,7.

Значительную площадь исследуемого участка (13,4$) занимает черноземы малогзмзеные маломощные средне- и сильноэродировакныэ, приуроченные к относительно крутым склонам о развитой овражно-балочаой сетью. На кластерной карге они выделилась вместе с чзряо-зеаами обыкновенными и юзньши легкого механического состава в отдельный кластер со средней яркостью точек І0Є,9.'

Вдоль р.Санара небольшими массивами встречается черноземы вы-, долеченные ыалогуиусные легкого мехнического состава, сформированные на і;еокзх. На кластерной карте эти почвы отнесеаы к кластеру, которому в степной зоне соответствуют черноземы малоразвитые, имер-

«ему Средне» яркость точек 118,3. Средний КР равен 2,4.

К клаотеру со средней яркостью точек 128,6 относятся черноземы обыкновенные и южные с разной глубиной вскипания, в том чда-ле вскипающие с поверхности, о такие комплексы черноземов пжяых о солонцами и черноземы южные солонцеваше, которые заяиавют верхние сильно пересеченные частос'выходом на поверхность засоленных пород части водоразделов, в состав рассматриваемого кластера входят также и влажно-луговые почвы крупных Салок, поверхность которых 'закрыта растительностью, увеличивающей СЖЯ в ближнем ИК канале.« Отделить их от.основной территории помогает изображение первой и четвертой ПС как по тону изображения, так и по удлиненной форме контуров луговых почв. Средний КР высокий. (2,3

Полученные по космическим снимкам кластерные карта содержат информацию о почвенном покрове, отличную от почвенных карт, полученных традиционными методами. На кластерных картах почвенный покров разделен по тем признакам почв, которые отражаются на космических снимках (содержание гумуса, солей, степень.участия в СПП эродированных почв)» т.е. информация значительно У£е и конкретнее. Это своего рода группировка почв по определенным показателям.

Сходные о.изложенными результаты были получены при обработке со предлагаемой методике космических снимков других-сроков (22 ап-■ реля 1983 г.30 мая 1979 г., 2 октября 1931 г. | а также изображений о аппаратура. "Лэндсат.",'Исключение составляет апрельское изображение, на котором разная степень увлажнения территории затушевывает все другие показатели почвенного покрова и кластеры представая ют собой группировку почв только по. этому признаку. * '

Сопоставимость данных, полученных с рааноа аппаратуры я в разные сезоны года свидетельствует о работоспособности предлагаемой методики. ''■.'■■

Для более подробного раскрытии содержания кластерных групп, полученных во космическим снимка», и выявления возможных элементов структуры почвенного покрова по предложенной методике были обработаны аэрофотоснимки трех тестовых участков.

Бузулукский тестовый участок. Верхнюю часть водораздела в пределах сельскохозяйственного подя занимают пятнистости черноземов обыкновенных и черноземов выщелоченных. Составляющие фон почзешюго

покрова черноземы обыкновенные среднвшжкые средяерумуоние гадало-супиниоtue составляют 82,831 в данной почвенной комбинация. Форма контура дырчатая, вытянутая, контур приурочен к водоразделу. Черноземы выщелоченные занимают микрозападины. средняя шювддь кон-тараь черноземов выщелоченных.составляет 0,13 га, контуры монолитные, имеют изоморфную фориу. дредниВ SP довольно высокий (2Л}. В целом для данных микропятнистосхвй характерным является средний 1Р, равный 3,1, что позволяет отнестэ эти почвенны" комбинации к слаборяочленевным. они имеют невысокий индекс дробноотя (ИД=9,6хЮ~5), более высокий индекс олсхнооти (HC«29,9xI0"5)k низкие коэффициент сложности (КС"3,6x10, обусловленный преобладанием в контуре одного подтипа почвы - чернозема обыкновенного сред-вегумусного средаемощдого, .

Микроструктура почвенного покрова склона водораздела более сложная и представлена сочетаниями черноземов обыкновенных малогумус-ных среднемоцных олабосмытых 140черноземов средне- и сильно эродированных (I9,9Sj и лугово-черноземных выщелоченных соча. -Фон данной комбинации составляют черноземы обыкновенные слабо-смытые с дырчатыми контурами. Линейную форму контуров имеют черноземы средне- и онгьноэродировавные, авнимающие бровки потяжня.. Средняя площадь контуров этих почв составляет 0,34 га, KP равен 1,45. Средний KP невысокий и равен 1,5,"средняя площадь контуров составляет 0,4 га. Наибольший ИР в данной почвенной комбинации имеют почвы, составляющие фон (2,9). Контура этих почв можно отнести к слаборасчлененным, в то время как контуры остальных почв -к нераочлененным. в целом сочетания черноземов обыкновенных слабо-эродированных, черноземов Обыкновенных средне- н сильно эродированных и лугово-черноземных выщелоченных почв имеют среднее значения ИД=15,7 X КГ5! HC=30,5 х ХО"5 и значительно более высокий КС*29 х по сравнению о пятвистостями, описанными выае, что связано в большей дифференцированноетью почвенного покрова сочетаний по сравнению с пятнистостяма.

КУрманаевский тестовый участок. Относительно выровненные сырковые поверхности степной зоны представлены мозаихами черноземов южных, приуроченных к разным лочвообразующии породам, атакже'комплексами этих почв о солонцами.. Преобладающими почвами, составляю-

у..'"..- - 2Э. - •

дюш фон. н зздямащшм 25,6^ территории почвенной комбинации являются; черноземы южные тягало с? глин истые и суглинистые-на суглинистом элювии юрских пород. Фориа контуров удлинённая, изрезанная. Средняя таощадь контуров 214 га. КР яевыоокиа и равен х,4. вторыми по распространению в денной почвенной комбинации (24,7» являются черноземы южные с пониженным вскипанием среднекощные яа оу-; песчаном элювия юрсккх пород й -черноземы южные неполнеразвитые щебенчатые маломощные суглинистые па щебенчатом злювим плотннх:пород 'Хотя эти почвы существенно различны друг от друга как по генезису так и по свойствам, они имеют.близкие' спектральные отражатэль-: ные характеристики, а потому на кластерной карте выделены в один - . кластер. Наиболее Высокие деяудировааные частя оыртсв заняты ком--пдексами черноземов южных среднем ощаых тяжелооуглинистых и солонцов черноземных солончаковых глинистых на глинистом элювии юроких пород пряуро49иных к выходам аасоленвых ; глин/ кон-

туры этих'почв длинные, изрезанные. На даяаой 'территории они имев; .наибольшие средние значений 7. черноземы вжные среднеиощаыз -оуглвниотна па элввии триасовых пород ваииыапт 17,7?. исследуемого участка и сформироваыы-в основной на верхних частях склонов сыртов где создают фоа. Конуры'этих.почв изоморфные, дырчатые, В комплексе, с данными почвами встречаются солонцы черноземные .оолоячако-ватав мелкие тахотааз глинистые я суглиямотае » ванииающие ^ 12,75® участка. В среднем'опиоанные мозаики-комплексы характеризуются довольно слабым {шачленевией кояхурол {№1,2}, низкими эначе ниями нндекоа дробности (ИДп7,7х10~^) и коэффициента сложности (КСа7,4 X кг5) контуров. Поскольку_ дифференциация контуров по • • величиае зеэначигедька.-а ЦР низкий', то ОД, ИС и КС имеют близкие значения. СОЙ склонов сыртов,осложнена процессами;эрозии, протекав щиия в почвах на бровках потяган' и луговатости - характерной для лугово-черноземных почв ДНИЩ ПОТЯЖИН.

Слабовыпуклые поверхности сыртов сухостепноя зоны заняты темно каштановыми карбонатными средаемодаыни тяжелосуглиниотыми почвами. Общая площадь' этих почв на ключевом учаотке составляет 23,1%. Контуры почв изоморфные,'доволхно крупные'(средняя площадь 1,2 га;.'. Средаий КР равен.1,5. По аэрофотоснимкам ваутриконтуриал СШ1 не прослеживается...'. <\.-.

Первомайский тестовый участок. СШ сухостепной аона ка скдо- ~~ нзх сыртов юго-восточной.экспозиции предотавлена сочетанияан-комп-лзксаыа тенно-кзштано^ых карбонатных средвецощних, темно-каштановых. карбонатных слабоэродированных почв, тайно-каштановых средне- и сильноэродированных почв и лугово-каштановых солонцов, Преобладающей почвой является темно-кащт&новая карбонатная слабоэродировая-нан (31,8;&), создающая Фон. Она занимает повышенные участии пологих склепов, имеет изоморфную дарчатую фориу контуров. На ьлровнен-них участках скчонов развиты темво-каштановые карбонатные почвы (22,3/5). Верхние части снлонов и бровки потяхин занята теино-каштановыми средне- и с ильн о эродирован ни ми почвами (8,7,5), а в днищах потяжин резьити лугово-каштановые солонцы, причем луговатость и ссдонцеватость возрастают о глубиной потяжкн. В излом данная почвенная комбинация характеризуется невысок«« значением КР, равным 1,0, невысокий ашченяяын ИД=Ю х 10"5 и КСе13,5.х Ю-5.

Межсыртовыз понижения в сухостепноя зоне занимает комплекс,составленный лугово-темно-каштановыми солонцеватыми почвами, солонцами лугоэо-каштанов ими и солонцами луговьми солончаковыми сидьно-засслеинши, фоновыми почвами (74,7%) являются солонцы лугово-яаш-таноьые, занимающее ровные участки межсыртовых понижения..КР данного комплекса очень высокий (7,2). »

У1. ШВОДЫ

1. Разработана методика деюифрирования ночз и выявления элэаея-зов отруктурц почвенного покрова, основанная на цифровой обработка аэро- и космических снимков, повышающая объективность и опера та?-' ность деаифрирования почв." ■ . .

Методика состоит из нескольких этапов; создания банка данных аэрокосмической и наземкой информации, цифровое обработки аэрокос-ыаческих снимков, интерактивного' и визуального анализа результатов цифровой обработки и исходных снимков, получения характеристик структуры почвенного покрова. .' . ■

2. Разработан новый основанный ва анализе гистограмм ваовраванв5Ц интерактивный метод выбора наиболее информативных космических снимков для почвенного картографирования.

3. Получена оерин класгерншс карт космических снимков на терри-

торию Сыртового Заволжья, которая.позволила объективизировать вы-' .бор наиболее аафораатевного сезона.смикл; дешифрирование почв к выявление СШ.

4* Предложен новый метод выделения дополнительных да яшфр о вечных пргакаков почв; рельефа и ареалов почв с-кеконтрастноа структу-. рой почвенного покрова sa основе использования преобразования во метода главных компонент.'

5. При анализе и типизации кривых СКЯ (болев 500) установлено,.,' ' что ваибольшге контрасты по СКЯ почвы исследуемого региона имеют в

блшшеи ПК канале. По значения» СКЯ выделены 5 классов почв: в степной зоне (черноземы выщелоченные, черноземы'обыкновенные среднегу-ыусиые, черноземы типичные средыогунусвуе и ÍP.J и 5 классов почв в сухоотапноя зоне (тешго-хэитановиа, лугово-каитэаовие, оо-лонцы и-др.у, пмевдке эаачиио различные отражательные характеристики в- этса диапазоне спектра.

6. Выявлены дешифровочные.признаки почв ао изображениям исходного снимка, первой.и четвертой главный коияонеатаы и на этой основе проведеяя идентификация почвенного покрова.:

?. Показано, что доходами цифровой обраеспи аэрокосиаческих снимков дешифрируется кояпоиевтныя состав* геяетико-гесметрячеокие формы прОотранственной организации почвенного покрова лесостепной и степной эов'Сыртового Заволжья. 1 / ' . , 8. На основе анализа кластерных карт получен ряд морфометричес-ких характеристик СПЦ: форма; площадь, коэффициент расчленения контуров, индексы дробности, сложности* коэффициент сложности.

рекомендации производству^ :■'■ '

1. методика.позволяет ва основе цафройой обработки изображения оперативно проводить'группировку почв и получать херактеристики и _ ооотвею гвуюцие картосхемы яо заянш для о ел« нехозяйственного производства почвенным признаком содержании гумуса, степени эвсоления, карбонатноети и,'др.

2. Выделить территория о аегатиэииаи для селмкохоэяйственного производства почвенными признаками.

3. Уетодика можэт йдть использована при составлении средне- п мелкомасштабных почвенных карт о показом СПП.

4.' Оперативность получения ив$ораации,, об е on е чив аемаяпра дл женнои кетодякоа позволяет проводить мониторинг почвенного покрова . черноземной зоны о высокой интенсивностью антропогенной/кагрувка,

СПИСОК РАБОТ, ОПШИЮВШНОС Ш ТЕНВ ДИССЕРТАЦИЙ '

1. Опыт машинного дешифрирования и мелкомасштабного картографирования почвенного покрова во косиичаскки снимкам. - В сб* "Современные катоды исследования лочэ" Ы,, МГУ, 1ЭШ, о. 129-130,

2. Современно проблемы применения космических автсиатизирован-ных методов для учета и .фогкоза изменений почвенного покрова. Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Методы и средства'тематической обработки аэрокосмачеокой информации" г.Звенигород,,15-17 апреля 1986 г. М., 1986 г., 0.88 (в соавт.),

3. Опыт'мааинного (иятерактинного) анализа фотоизображения почв -лесостепной зоны по космическим снимкам. Бюллетень-Почвенного института ш. 8.В.Докучаева, вып. ЗШ "Дешифрирование к картографирование почвенного покрова по аэро- и космическим снимкам" »П., 1987, 0.45-51.

4. Использование комбинаций спектрометрических измерений для оценки растительности й'почва Обзорная информация ШИИ1ЫИ ЦЦД -Обнинск, 1989, 55 е. (в соавт.).

5. Дешифрирование'почвенного иокрова о использованием цифро- -вой обработки аэро- я космжчеохих изображений. - В сб."Дэроносми-ческсе негоди в почвоведенииГ Материалы совещания. Ц., "колос", 1989, с. 123-125 (в соавт.). ■ . . ' '

6. Изучение микроструктуры почвенного по крох а с использование*! цифровой обработки аэрофотоснимков.' Там же, с. 125-126.

■ . V

г " ' * ' / ' "

Л-32404 Подписано ь печать 3.05.8Эг. Заказ 541 Формат £0*84/16 Тираж 100

Типография ВАСХНИЛ, Москва, Б.Харитоньевские пер,, 21