Тема: КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА РАСЧЕТА ЭРОЗИОННЫХ ПОТЕРЬ ПОЧВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦМР РАЗНОЙ ДЕТАЛЬНОСТИ

Согласно статьи 18 федерального закона N-78 («О землеустройстве») при проведении внутрихозяйственного землеустройства одним из видов работ «является разработка мероприятий по улучшению сельскохозяйственных угодий, освоению новых земель, восстановлению и консервации земель, рекультивации нарушенных земель, защите земель от эрозии, селей, подтопления, заболачивания, вторичного засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения отходами производства и потребления, радиоактивными и химическими веществами, заражения и других негативных воздействий» . При этом одним из видов землеустроительной документации являются «проекты защиты земель от эрозии» (статья 19 федерального закона N-78 ).
Согласно статьи 11 того же закона «выявления земель, подверженных водной эрозии» производится в рамках почвенных, геоботанических и других обследований и изысканий.
Общеизвестно, что потери почвы при нерациональном использовании земель и повышенной нагрузке на них во много раз превышают их образование, в процессе эрозии идет интенсивное изменение состава почвы, ухудшение свойств, определяющих ее плодородие, а соответственно происходит снижение ценности этих сельско -хозяйственных угодий. Борьба с эрозией имеет общенациональное значение, и задаче сохранения почв следует уделять особое внимание.
В то же время для того чтобы разработать проект направленный на защиту земель от эрозии и создать карты земель, подверженных водной эрозии необходимо выполнение работ направленных на пространственную оценку интенсивности и картографирования данного явления в каждом конкретном хозяйстве (Волков, 2002). Данную оценку невозможно, на наш взгляд, выполнять без применения пространственного моделирования явления природно-антропогенной эрозии с использованием геоинформационных систем (ГИС).
При этом фактор рельефа играет важную роль, как собственно при количественных оценках интенсивности эрозионных процессов, так и при построении карт интенсивности смыва, полученных на основе расчётов по эрозионным моделям, интегрированных в геоинформационные системы (ГИС) (H.I. Reuter, A. Nelson , 2009). В качестве основных параметров рельефа, используемых при расчётах, являются длина и уклон склона, а также их комбинированные показатели (Холл М.,2015), (Pessagno C.,2000), (Gorokhovich Y., Voustianiouk A.,2006)
В случаях использования ГИС для расчёта морфометрических характеристик в настоящее время используют цифровые модели рельефа (ЦМР), чаще всего построенные на регулярной растровой основе. При этом ЦМР могут быть получены исследователями самостоятельно с использованием самых разнообразных данных и методик (Farr T.G.,2007, РЫЖАКОВ А.Н.,2016) Особую важность приобретает разработка специальных моделей, описывающих протекание данных процессов. Точность и адекватность моделей во многом зависят от того, какие используются входные данные. При составлении карт более мелкого масштаба данные о характеристиках местности генерализуются, наблюдается потеря информации об их локальных осложнениях. Поэтому логично утверждать, что карты более крупного масштаба являются самыми приемлемыми при построении моделей почвенного смыва, однако работа с ними имеет ряд трудностей, в первую очередь, это связано со сложностью обработки большого объема данных. Также можно приобрести готовые ЦМР на исследуемую территорию: «TanDEM-Х WorldDEM» (МИНЕЕВ А. Л., КУТИНОВ Ю. Г., 2015); «NextMap World 10 и World 30»; ALOS AW3D (Оньков И.В., Онянова Т.Я., 2012) и некоторые другие. Перечисленные подходы требуют материальных и/или дополнительных временных затрат, поэтому часто исследователи используют глобальные ЦМР, которые распространяются свободно. Среди них самыми востребованными, детальными и точными на сегодняшний день являются модели SRTM и модель ASTER GDEM.
Возникает вопрос, следует ли использовать карты крупного и более мелкого масштаба, если имеются глобальные ЦМР, которые распространяются свободно. И значимо ли отличаются данные, полученные из карт крупного и более мелкого масштаба.
Целью данной работы является оценка изменения величины потенциальных потерь почвы при использовании ЦМР различной детальности.
Основные задачи:
1) Построение ЦМР по данным оцифрованным с топографической карты масштаба 1:25000;
2) Построение ЦМР на изучаемую территорию с использованием данных глобальной модели SRTM;
3) Расчет морфометрических показателей, необходимых для дальнейших расчетов, по полученным ЦМР;
4) Подготовка растровых моделей: смываемости почв, лесов, и
интенсивности дождевых осадков;
5) Расчет модели потенциальных потерь почвы по данным SRTM, по данным с крупномасштабных и среднемасштабных карт;
6) Сравнительный анализ данных о потенциальных потерях почвы полученных с использованием данных SRTM, крупномасштабных и среднемасштабных карт.
ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ
В ходе работы была исследована Новоспасско- Заинская территория РТ. Рассматриваемый участок располагается в юго-восточной части Татарстана по течению рек Степного и Лесного Зая.
Территория Заинского муниципального района расположена в пределах суббореальной северной семигумидной ландшафтной зоны, типичной и южной лесостепной ландшафтной подзоны, Нижнезаинского и Черемшан- Икского возвышенных ландшафтных районов.

Купить

В ходе выполнения дипломной работы была освоена методика построения ЦМР и расчета морфометрических показателей на их основе. Также была освоена методика построения карт потенциальных потерь почвы от стока вод. Освоенные методики были использованы для построения цифровой модели и карты потенциальных потерь почвы для одного из хозяйств расположенных на юго-востоке РТ. Для этого были использованы цифровые топографические карты крупного и среднего масштаба и глобальная ЦМР SRTM.
В ходе работы был выполнен сравнительный статистический анализ полученных моделей. В ходе анализа было установлено, что все три модели потенциальных потерь почвы полученных с использованием ЦМР различаются. При этом при увеличении точности модели рельефа среднее значение потенциальных потерь почвы уменьшается.
Также стоит отметить, что среднее значение потенциальных потерь почвы получаемое с использованием модели SRTM(5.4) ближе к результатам полученным с использованием ЦМР построенной по топокарте масштаба 1:25000(4.32), чем к данным полученным с использованием ЦМР построенной по топокарте масштаба 1:200000(8.68). По этому модель SRTM может быть использована для первой осредненной оценки потенциальных потерь почвы на исследуемой территории
В то же время гистограммы частот распределения потенциальных потерь почвы полученные с использованием модели SRTM ближе к аналогичной гистограмме полученной с использованием ЦМР построенной по топокарте масштаба 1:200000, нежели к гистограмме полученной с использованием ЦМР построенной по топокарте масштаба 1:25000. Это на наш взгляд объясняется серьезными различиями между пространственным распределением значений потенциальных потерь почвы в полученных моделях, что делает невозможным использование модели SRTM для
пространственного анализа и использования ее в качестве альтернативы картам крупного масштаба

Купить