научная статья по теме ЕДИНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РЕЕСТР ПОЧВЕННЫХ РЕСУРСОВ РОССИИ КАК МОДЕЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА География

Текст научной статьи на тему «ЕДИНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РЕЕСТР ПОЧВЕННЫХ РЕСУРСОВ РОССИИ КАК МОДЕЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА»

ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2015, № 5, с. 135-143

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ

УДК 528.9(631.4)

ЕДИНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РЕЕСТР ПОЧВЕННЫХ РЕСУРСОВ РОССИИ КАК МОДЕЛЬ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА1

© 2015 г. В.С. Столбовой, Э.Н. Молчанов

Почвенный институт имени В.В. Докучаева, Москва, Россия e-mail: vladimir.stolbovoy@gmail.com

Поступила в редакцию 28.05.2013 г.

Современная модель организации почвенного покрова России реализована в Едином государственном реестре почвенных ресурсов (ЕГРПР). Географическая часть модели представлена контурами почв, границами субъектов Российской Федерации (РФ), границами выделов почвенно-экологи-ческого районирования и точками - местами заложения почвенных разрезов. Атрибутивная часть описывается реляционной структурой, составленной из морфоаналитической диагностики почв ЕГРПР, аналитических характеристик представительных почвенных разрезов, характеристики почвенных ресурсов субъектов Российской Федерации и описания единиц почвенно-экологиче-ского районирования.

Ключевые слова: почвенные ресурсы, модель почвенного покрова.

Введение. В настоящее время почвоведение, как и общество в целом, переживает период активного внедрения информационных технологий. Этот процесс диктуется объективной потребностью управленцев, ученых и практиков, в понятной и легко доступной информации не только о разнообразных качествах почв, но и их связях с природными и социально-экономическими явлениями. Однако доступ к накопленным почвен-но-географическим и почвенно-аналитическим данным - процесс достаточно трудоемкий и требующий определенных навыков. Это связано с тем, что большая часть почвенных данных находится в многочисленных картах, статьях, сборниках, монографиях и пр. При этом огромный пласт знаний хранится в рукописях, архивах учреждений и подпадает под режим ограниченного доступа. В случаях, когда для работы необходимо большое количество почвенных данных, ручная выборка оказывается невозможной и для этого применяются специальные программы, так называемые "data mining" (извлечение данных). К сожалению, современные информационные технологии не могут использовать почвенные

1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 11-04-00715-а).

данные, хранящиеся на традиционных бумажных носителях.

Таким образом, накопленная в России информация о почвах является мало доступной для потребителей, а форма их хранения не позволяет ее использование в инновационном развитии страны. Одним из негативных последствий подобной ситуации является тревожащее специалистов снижение социальной значимости почвоведения.

Внедрение информационных технологий в почвоведение, иногда упрощенно ассоциирующееся с использованием математических методов, имеет длительную историю в России. Уже в 60-70-х гг. ХХ в. развивались банки почвенных данных и создавались почвенные информационные и информационно-поисковые системы [5]. Отдельные разработки, например, формы описания почв, система классификации и кодирования почвенных данных нашли применение в классификации почв [11]. Также было подготовлено объемное методическое руководство по описанию почв в системе информационной базы классификации почв [14]. Результаты этих работ были адаптированы к современным техническим условиям [3, 4]. Отметим также, что огромный вклад в отмеченные выше разработки внес В.М. Фрид-

ланд, который, будучи членом международной рабочей группы по почвенным информационным системам, способствовал широкому внедрению имеющихся в мире достижений информатики в отечественное почвоведение.

В последние годы в России получили развитие цифровые географические почвенные базы данных. К сожалению, их большая часть хранится в авторских коллективах и организациях и не имеет сопровождающей технической документации. По сути, эти продукты не опубликованы и недоступны широкому пользователю. Другой проблемой, связанной с отсутствием технической документации, выступает невозможность оценить использованные источники, степень концептуальной и временной однородности почвенных данных и пр. Как было показано [24, 25], механическое включение разнородных по качеству почвенных данных приводит к недопустимо высокой неопределенности результатов подсчетов, оценок и др., полученных на этих данных. Кроме того, ряд подсчетов (например, содержание углерода в почвах для оценки их кли-маторегулирующей функции) подпадает под официальную процедуру верификации, основанной на воспроизводимости и прозрачности получения результатов [28]. Игнорирование перечисленных требований делает результаты неприемлемыми с точки зрения их статуса.

В законченном виде, включая техническую документацию, коллекции почвенных разрезов, цифровые почвенные базы данных на территорию страны опубликованы ФАО [26] и Международным институтом прикладных системных исследований [27]. В основе этих проектов использована специально разработанная Почвенная карта России в географическом м-бе 1:5 млн. Отмеченная карта составлена методом прямой генерализации Почвенной карты РСФСР м-ба 1:2.5 млн [12]. Создание карты в м-бе 1:5 млн с самого начала предполагало ее публикацию и использование только в цифровом формате. Технология создания включала представление почвенных данных по отдельным слоям в системе географических координат и графическое исполнение на термостабильной пленке с тем, чтобы устранить ошибки позиционирования географических объектов и контуров почв, возникающие при тепловой деформации листов карты в процессе автоматизированного сканирования. Вся подготовительная работа была сделана специалистами Почвенного института, а техническое исполнение выполнено в центральной лаборатории ФАО (Рим, Италия), что, в соединении, обеспечило высокое качество конечного результата. Кроме образцового научно-технического исполнения, атрибутивная часть

рассматриваемой цифровой почвенной базы данных впервые представлена в англо-русской транскрипции, а также транслирована в форматы международной системы ФАО [7], в систему БОТЕЯ [9] и в почвенную таксономию США [8]. В полном объеме цифровая почвенная база данных России м-ба 1:5 млн, включая коллекцию представительных профилей почв, параметры педо-трансферных функций и пр., опубликована на СД "Земельные ресурсы России". Этот продукт имеет свободный (бесплатный) доступ на сайте [27]. В настоящее время рассматриваемая почвенная база данных вошла в основные глобальные гармонизированные базы почвенных данных [18, 20], которые широко используются во всех международных проектах по глобальной безопасности в области продовольствия и экологии, а также в работах, связанных с международными конвенциями по климату, опустыниванию, биоразнообразию и др.

По заказу Европейского союза (ЕС) создана цифровая база почвенных данных России в географическом м-бе 1:2.5 млн (на основе Почвенной карты РСФСР под редакцией В.М. Фридлан-да [12]). Эта цифровая база почвенных данных выступает частью Европейской географической почвенной базы данных [10, 23], которая является официальным почвенным документом ЕС.

Весь накопленный отечественный и зарубежный опыт работы в области строительства цифровых почвенных баз данных использован разработчиками ЕГРПР [1]. Проект имеет целью провести полную компьютерную инвентаризацию почв России, включая подготовку технической документации, почвенно-экологическое районирование и коллекцию представительных почвенных разрезов. По существу, ЕГРПР является новейшей компьютерной моделью почвенного покрова страны [1]. Вместе с тем ряд общеметодических вопросов, касающихся особенностей фундаментальных понятий почв и почвенного покрова, как объектов компьютерного моделирования, влияющих на качество ЕГРПР, раскрыт не полностью. Рассматриваемая статья имеет целью обсуждение этих вопросов.

Картографические и компьютерные почвенные модели. Почва, как континуум, не имеет внутренних границ и поэтому представления о разнообразии почв и их свойств (морфогенетическая модель) всегда условны и связаны с принятой классификацией почв, методами полевых и лабораторных исследований и пр. Почвенная часть ЕГРПР, как компьютерная модель, строится на образах/ моделях, принятых в Почвенной карте РСФСР м-ба 1:2.5 млн [12]. Концептуально, рассматриваемая карта создавалась в 70-80-е гг. ХХ в. и представляет

собой картографическую модель почв и почвенного покрова России того периода времени. Иными словами, компьютерная морфогенетическая пространственная (синонимы географическая/координатная) модель имеет ясную временную координату. Очевидно, что это многомерное (концептуально-пространственно-временное) видение почвенного покрова России в цифровом ЕГРПР формируется не только на идеологии исходной почвенной карты, но также дополняется многочисленными условностями, связанными с техническими требованиями формата компьютерных баз данных.

В теории картографии различают непосредственное (что изображено) и опосредованное (зависит от подготовленности пользователя) восприятия почвенных образов. Иными словами, подготовленный пользователь видит не только контур той или иной почвы и знаки легенды карты (непосредственные данные), но имеет в виду и многие, не отраженные на карте и ее легенде, свойства, как самой почвы, так и факторов почвообразования, почвообразовательных процессов и много др. (опосредованные данные). Часто опосредованные данные используются в описательном исследовании почвенного покрова территории на основе изучения почвенной карты. Однако эта теория полностью справедлива только в приложении к бумажным картам. В части компьютерных почвенных баз данных эта теория существенно меняется. Прежде всего, пользователь лишен возможности "обозреть" цифровую базу данных, как карту, что является средством генерации опосредованных ассоциаций и дополнительных сведений у подготовленного пользователя. В компьютерных базах данных пользователь может видеть на экране сеть контурных линий в зкр-файле, таблицу атрибутов (упрощенная визуализация реляционной многомерной модели данных), прочитать систему кодирования, описания и пр. Компьютер оперирует только непосредственными данными, к

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «География»