Применение ГИС в анализе морфологической структуры ландшафтов

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
115

БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
2013. Вып. 3

УДК 51–71, 528.854.4

А.А. Ямашкин, С.А. Ямашкин, А.А. Кликунов, А.Г. Акашкина, Ю.С. Шукшин

ПРИМЕНЕНИЕ ГИС В АНАЛИЗЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ЛАНДШАФТОВ

Описана методика разработки синтетической ландшафтной карты территории Республики Мордовия. Проведено исследование ландшафтного разнообразия, основанное на изучении яркости пикселей космических снимков 
Landsat и выявлении закономерностей ее изменения путем расчета конечных разностей, градиента и лапласиана
на примере тестового полигона.

Ключевые слова: ландшафтное разнообразие, яркость, конечная разность, градиент, лапласиан, численные методы.

Многие научно-прикладные разработки (создание схем районных планировок, экологическое 

обоснование градостроительной документации, разработка проектов особо охраняемых природных 
территорий и другие) сопряжены с реализацией ландшафтного подхода – выделением иерархической 
системы территориальных носителей информации, в которых наблюдаются определенная однородность физических и химических параметров среды, однотипность хозяйственного освоения и современного использования земель. С первых этапов развития комплексного картографирования ландшафтной оболочки развивается методология и методика: а) картографирование природных единств, 
б) картографирование антропогенных ландшафтов.

Первая ветвь, заложенная в трудах Г.Н. Высоцкого, Г.Л. Раменского, Л.С. Берга, разрабатыва
ется в сфере структурно-генетического ландшафтоведения. Вопросам картографирования морфологической структуры ландшафтов посвящены работы Г.Н. Анненской, А.А. Видиной, И.И. Мамай,
Н.А. Солнцева, типологическому картографированию ландшафтов – труды А.Г. Исаченко, А.А. Крауклиса, В.А. Николаева, В.Б. Сочавы и др.

Методология и методика картографирования антропогенных ландшафтов активно начинает 

развиваться с середины ХХ в. В основе выделения территориальных носителей информации лежат 
многочисленные классификации антропогенных ландшафтов: по генезису, содержанию, степени измененности и т.п. В настоящее время новый импульс развития исследований антропогенных ландшафтов получен в связи с вовлечением в науку и практику материалов дистанционного зондирования 
Земли (ДЗЗ) и геоинформационных систем (ГИС). Интересен в этом отношении опыт, заложенный в 
Европейской программе CORINE – методика и стандарты на так называемые карты land cover, содержащие данные о характере антропогенной трансформации природных ландшафтов.

Два выделенных направления ландшафтного картографирования являются взаимодополняю
щими. Целостное представление о территории можно получить при интегрированном рассмотрении 
природных единств и их антропогенного содержания. При таком подходе ландшафтные карты, считавшиеся на протяжении длительного времени традиционным результатом исследований, становятся 
отправной точкой региональных исследований. Такой подход четко формулирует В.А. Николаев:
«Ландшафтная карта как научная модель должна не столько венчать исследование, сколько быть отправной базой для дальнейших изысканий» [1. С. 58]. Она должна являться основой для геоэкологического анализа, оптимизации использования, охраны и преобразования ландшафтов. 

Материалы и методика исследований

Первый вариант среднемасштабной ландшафтной карты (1:200 000) на территорию Мордовии 

был разработан в 1985 г. [2], в процессе анализа отраслевых физико-географических карт, дешифрирования космических снимков Landsat с использованием прибора MSP 4C и маршрутных полевых 
исследований. В качестве основных объектов ландшафтного картографирования выступают ландшафты, местности и урочища. В выделах природных территориальных комплексов определяются 
особенности литогенной основы, почв, восстановленного растительного покрова, хозяйственного освоения и современного использования.

Многолетний опыт ландшафтных исследований для оценки геоэкологических ситуаций и пла
нирования культурных ландшафтов показал, что на ландшафтных картах помимо морфологической 
структуры ландшафтов и характеристик свойств природных территориальных комплексов необходимо отображать: техногенные комплексы и объекты, оказывающие воздействие на природные терри