ФГБОУ ВПО
«Ставропольский государственный университет», Россия
Почва – это один из самых информативных блоков
ландшафтно-геохимической системы, центральное звено биогеохимической цепи
миграции химических элементов в биосфере (Глазовская, 1988). Познание
закономерностей формирования элементного химического состава почв, аккумуляции
в них элементов – важная научная и практическая задача. Специального внимания требует изучение геохимической структуры заповедных
территорий, а также мониторинг за концентрацией тяжелых металлов в
почвах ландшафтов горных территорий, которые являются наиболее уязвимыми.
Почва является основным аккумулятором химических элементов в ландшафтах. Северный Кавказ является регионом, который представляет наибольший интерес, так как здесь на сравнительно небольшом участке земной поверхности получают распространение разные типы почв, причиной чего является высотная поясность.
Однако просто концентрации элементов, выраженные в
миллиграммах на килограмм почвы, не способны отразить пути их латеральной
миграции. Также отмечается недостаточность картографического материала,
касающегося накопления элементов в почвенном покрове ландшафтов. Для решения
данной проблемы одним из актуальных методов является геоинформационное
картографирование, суть которого составляет автоматизированное создание и
использование цифровых карт на основе географической информационной системы,
баз данных и баз знаний (географических, экологических и др.) (География,
2006). Он является наглядным
отражением двух тенденций развития науки на современном этапе – информатизации
научных исследований и их полидисциплинарности. Геоинформационное
картографирование (т.е. методика и техника пространственно-географического
анализа) основано на использовании возможностей геоинформационных систем (ГИС).
ГИС – информационные системы,
обеспечивающие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение данных,
а также получение на их основе новой информации и знаний о
пространственно-координированных явлениях (Капралов, 2005).
Пакет
MapInfo (США, Mapping Information System Corporation) занимает одну из ведущих
позиций среди геоинформационных систем для персональных компьютеров. Выбор
данной программы объясняется тем, что MapInfo отлично зарекомендовал себя
практически на всех информационных сегментах рынков различных отраслей, где
применимо планирование на основе цифровых технологий.
Несмотря
на небольшой объем и малые потребляемые ресурсы, программа обладает широкими
возможностями, позволяющими на ее основе создавать как картографические
произведения, так и геоинформационные системы. В ее состав входит
специализированный язык программирования MapBasic, поставляемый в качестве
расширения базовой системы.
MapInfo
Professional позволяет совмещать растровую графику с векторной,
что значительно облегчает создание и восприятие данных путем
растрово-векторного преобразования (векторизации) пространственных данных.
Система
представляет широкие возможности для управления базами данных, созданными как в
самой программе, так и в других программах, работающих под управлением
операционной системы Windows. Эти возможности включают в себя: сортировку
(целостное структурирование), выборку, объединение объектов и т.д. В MapInfo на
профессиональном уровне внедрена система запросов. Запросы бывают двух типов:
простые и сложные. Первые включают в себя сортировку, выборку, объединение
объектов, различные математические действия с частями базы данных, то есть
имеют вид QBE (query by example) – запрос по образцу. В простых запросах
указываются части базы данных, над которыми необходимо произвести действия, и
простые действия, которые следует произвести. Формирование сложных запросов
происходит с использованием структурного языка запросов SQL (structured
query language). Есть также третий специальный (статистический) тип запросов с
расчетом максимальных, минимальных, средних значений, сумм, средних отклонений
и т.д.
В
системе поддерживается также множество проекций, которые можно использовать при
создании карт. Так как проекции описаны в простом текстовом формате, имеется
возможность создавать собственные проекции. В MapInfo предусмотрена возможность
создания собственного эллипсоида и создания собственного типа линий.
Существует
возможность создания тематических карт с использованием пяти способов
изображений: качественный фон, картограммы, точечный способ, картодиаграммы и
локализованные картодиаграммы. Карты создаются в автоматическом режиме по
атрибутивным данным для полигональных или точечных объектов. Возможно
совмещение нескольких способов. Удачно спроектированный интерфейс содержит
команды и операции, представляющие в понятной и естественной форме концепцию
геоинформатики. Преобразование координат, проекции и другие географические
подробности удалены с переднего плана интерфейса, но легко доступны. Работая в
графических средах, MapInfo Professional широко использует их в
оформительский арсенал (Ковязин, 2012).
Для анализа распределения элементов в почве, в результате
заполнения атрибутивной базы данных информацией о концентрациях элементов,
применяя метод интерполяции, появляется
возможность построения тематических карт их распределения в почвенном
компоненте ландшафта. На карте цветовая
гамма окраски и изолинии отражают распределение элементов.
Впоследствии,
создание цифровой модели рельефа, на основе оцифрованных изолиний изучаемой
территории и наложение на нее тематической карты построенной ранее, позволяет
визуализировать рельеф и наглядно отразить зоны концентраций и деконцентраций
элемента на территории ландшафта и по его морфологическим единицам.
Литература
1.
География. Современная иллюстрированная
энциклопедия. – М., 2006.
2. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. – М.: Высшая школа, 1988.
3.
Капралов Е. Г.,
Кошкарев А. В., Тикунов В. С. и др. Геоинформатика. – М., Академия, 2005.
4. Ковязин С.А. Опыт применения профессионального ГИС-пакета MapInfo Professional при изучении социальных процессов в деревне Северного Кавказа // Материалы 5-й конференции членов Русского географического общества, Ставропольского отдела. – Ставрополь, 2012. – Вып. 5. – С. 255 – 259.