Землепользование и картография почв на основе геоинформационных системНИР

Land use and mapping of soils on the basis of geoinformation systems

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Этап 2016 Методические подходы по гармонизации данных региональных БД и единой ПГБД России.
Результаты этапа: Разработка структуры и принципов функционирования национальной сети региональных институтов почвенной информации. Направление работ связано с адаптацией информационной вычислительной системы ИС ПГБД РФ к международным стандартам обмена почвенной информацией с учетом опыта международных проектов (INSPIRE и GlobalSoilMap). В основу функционирования ИС положены следующие принципы: распределенность (накопление и обработка почвенных данных в местах), информационный обмен по принципу «ответ по запросу» и обеспечение сопоставимости почвенных данных с помощью алгоритмов гармонизации, применяемых для всех видов почвенных данных. За отчетный период на примере ростовского и белгородского агрохимцентров апробирована схема работы распределенной регионально-национальной почвенно-географической базы данных, выявлены основные трудности в унификации почвенной информации, возникающие, несмотря на стандартный набор проводимых аналитических исследований почв. К их числу могут быть отнесены различные форматы представления данных, использование различных методик пробоотбора и методов аналитических исследований, некорректное представление результатов исследований и др. Для гармонизации почвенных данных в целях обеспечения их сопоставимости в распределенной регионально-национальной почвенно-географической базе данных необходимо приведение структур данных, экспортируемых из локальных БД, к структурам головной модели ПГБД России. Созданная авторами проекта Программа V7TM обеспечивает стандартизацию описания почвенного профиля на разных иерархических уровнях организации почв, включая полную аналитическую характеристику. Несомненным ее преимуществом является полнота развернутого описания. Иные задачи решаются при помощи сокращенного варианта программы ввода данных V7mini. Эта версия специально создавалась нами для упрощения процедуры ввода данных в том случае, если описание содержит, лишь краткую информацию, усеченный набор агрохимических свойств, которые характеризуют определенный сельскохозяйственный объект (рекомендуется для использования в агрохимцентрах и др. региональных организациях). В 2016 г. на факультете почвоведения программа V7 внедрена в учебный и научно-исследовательский процесс, в программу введены данные по Зерноградскому району Ростовской области. Схема информационного обмена и программное обеспечение адаптировано для обеспечения совместимости данных от региональных дата-центров (Ростовского и Белгородского Агрохимцентров). Организовано тестирование информационного обмена под управлением ИС ПГБД РФ и функциональности разрабатываемого стандарта. Вопросы совместимости разрабатываемого стандарта гармонизации с международными (в частности, ISO 28258) обсуждены на семинаре Общества почвоведов им. В.В. Докучаева, комиссии по картографии почв и комиссии по педометрике (29.06.2016). За отчетный период проведены почвенно-экологические исследования парковой зоны природно-антропогенного музея "Новый Иерусалим". Изменения ландшафта в результате взаимодействия природных и антропогенных факторов привело к формированию нескольких групп почв, относящихся к различным функциональным зонам. На территории поймы в пейзажной и регулярной частях парковой территории преобладают аллювиальные дерновые серогумусовые почвы, вышедшие из режима поемности в связи с зарегулированием стока р.Истры в 1937 г.. Эти почвы могут быть отнесены к посталлювиальным в связи с ослаблением в них признаков оглеения. Микроморфологические исследования подтверждают высокую биогенность верхних горизонтов. Почвы поймы имеют преимущественно супесчаный гранулометрический состав. Содержание гумуса в верхнем горизонте от 2,7 % (в почвах высокой поймы) до 7.5% (в почвах низкой поймы), резко убывает вниз по профилю. Обменных оснований в гумусовых горизонтах содержится 9-19 ммоль(экв). Очень высокое содержание подвижного фосфора в аллювиальных почвах может быть связано с рядом причин: размывом рекой Истрой юрских глин, содержащих фосфориты; наличием культурного слоя в большинстве почв монастырской территории; поступлением соединений фосфора в почву с грунтовыми водами в связи с неграмотной утилизацией отходов многочисленных предприятий на территории водосбора р. Истры. В Дерново-подзолистых почвах регулярной и пейзажной зоны парка при сравнении с эталонным разрезом отмечено увеличение содержания гумуса в 2 раза (до 5,5 % в верхнем горизонте) и повышение актуальной кислотности. Антропогенные почвы выявлены лишь под дорожно-тропиночной сетью и представлены литостратом. В почвах парка не наблюдалось превышения гигиенических нормативов по содержанию тяжелых металлов (извлечение подвижных форм тяжелых металлов проводилось ацетатно-аммонийным буферным раствором (ААБ) с pH=4,8), была отмечена повышенная концентрация марганца в дерновой серогумусовой почве центральной поймы. Полученные данные могут быть использованы для разработки рекомендаций по восстановлению исторических ландшафтов парковой территории музея «Новый - Иерусалим», а также в качестве основы для рациональной организации зонирования подобных объектов с учетом особенностей функционирования посталлювиальных почв.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Этап 2017 года Создание цифровых почвенных карт Прикаспийской низменности и развитие сфер применения ИС ПГБД
Результаты этапа:
3 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Этап 2018 года Принципы рационального использования земельных ресурсов на основе картографирования с использованием ГИС-технологий
Результаты этапа:
4 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Этап 2019 года Геопространственный анализ особенностей динамики землепользования
Результаты этапа: Геопространственный анализ особенностей динамики землепользования направлен прежде всего на осуществление перехода к высокопродуктивному и экологически чистому сельскому хозяйству, разработке и внедрению высокоэффективных средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, обеспечению сохранения и эффективной переработке сельскохозяйственной продукции. В рамках данного исследования для Московской области разработаны: - приложение автоматизированного расчёта нормативной урожайности зерновых культур; - приложения для формирования агрохимического паспорта поля и паспорта плодородия кадастрового участка; - программные модули оперативной оценки набора, степени необходимости и объёма требующихся мелиоративных мероприятий для коррекции плодородия почв модельных регионов. А также разработаны алгоритмы установления лимитирующих факторов и полуколичественных оценок по основным показателям почвенного плодородия для конкретных участков. В настоящее время открываются новые возможности по дистанционной диагностике состояния почв в связи появлением в открытом доступе радарных данных высокого разрешения, таких как Sentinel-1, и новых продуктов, выполненных на основе радарной съемки, таких как SMOS. Данные SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) Европейского космического агентства (ESA) представляют непрерывные данные с периодичностью 18 дней по влажности почв. На основе радарных данных можно также оценивать каменистость почв, гранулометрический состав, засоленность почв. Наличие растительного покрова и неровностей на поверхности почв являются сильными мешающими факторами при радарном зондировании свойств почв, однако разработаны различные подходы к дистанционной оценке свойств почв по радарным данным, учитывающие и/или преодолевающие эти факторы.
5 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Этап 2020 года Научные подходы к усовершенствованию технологий картографирования и мониторинга почв
Результаты этапа: Геопространственный анализ особенностей землепользования направлен прежде всего на осуществление перехода к высокопродуктивному и экологически чистому сельскому хозяйству, разработке и внедрению высокоэффективных средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, обеспечению сохранения и эффективной переработке сельскохозяйственной продукции. Свойства почв характеризуются значительной изменчивостью как в вертикальном (профильном), так и в горизонтальном (площадном) направлениях. Однако к настоящему времени подходы к изучению изменений свойств почв в трехмерном измерении слабо представлены в почвенно-картографических исследованиях. В основном профильная и горизонтальная вариабельность анализируются отдельно, чаще всего в виде послойных карт. Обзор современного состояния в 3-мерном изучении свойств почв показал, что основными направлениями, в которых развиваются эти подходы, следующие: 1) микротомография почв; 2) зондирование почв с помощью почвенных сканеров; 3) моделирование переноса легкорастворимых солей и поллютантов в почвах. Подходы к изучению структурных закономерностей в трехмерном измерении в картографии почв пока не разработаны. Тем не менее, существующие подходы к трехмерному анализу изображения должны найти здесь свое применение. На примере собственных данных по солончакам приморской равнины Прикаспия составлены трехмерные карты стационарного и динамического состояния засоленности почв. Одной из главных целей современной картографии является инвентаризация и формализация почвенных данных России. На основе созданной в 2019 году базы данных «Цифровая среднемасштабная Почвенная карта Московского региона» разработаны в 2020 году онлайн-приложения, которые используют структуры и дизагрегированную легенду почвенной карты для решения практических задач. Основные функциональные возможности и принципы работы приложений приведены в содержании отчета. Были продолжены работы по обследованию ключевых участков с целью выявления характера и динамики восстановления торфяников в местах нефтедобычи. В результате выполненных полевых работ, в ходе которых проводилась оценка современного состояния участков, рекультивированных в местах добычи нефти, показано, что нанесенный вред экологии торфяников не ограничивается загрязнением их нефтью и засолением. Возможно загрязнение торфяников привнесенными с нефтью токсичными галогенорганическими соединениями, их образование возможно в ходе взаимодействия галогенов с органическим веществом торфа. При характеристике загрязнения торфяников помимо построения профилей распределения солей в растворе, необходимо определять количество и состав галогенорганических соединений, часть которых обладают гербицидными свойствами.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы

№ Имя Описание Имя файла Размер Добавлен