Цифровое картографирование почв солонцовых комплексов Северного Прикаспия

 !" !#$
%&%&'&&()"
$$&!
*&%"$&"
 +, ---(&&$&"&
%&.$$/! $"
 
,
 ---'&,.

	








	


	



,';:-9QON-L9R@M-OA
**-:@	61AS;-M	O
;O
	

#0
102	345236
	"1%	27-8	9
	

-:;	-<35102
3=

		37212	3	
2
'>?	1	
41	
	
@311	7?3	
=@		7AB2
	
A		27>135	
4054-&26
	?

55
	2		
3C402

D	
37E	
5
1F07
3=	5	
	5	

5
211	23=7

-
?
3	=


'>?	1	
4?32?3C
	

35-'2?7
	
2
	3"1%	27-
23>51027
	7	3
	5
3	27
<26
3
237
6		3
3=	?
'>?	5	
46
-%<2	510<51

?
=232F7

2
	<
424		2
	
7	
757
35
<


4743	3=	7	
53=<147
5
1212
9-	-6--- -%<-	-6--$-*-G

HIJKLMN6O6NM:M6LN;6
P--CF<
	
<33C	
6
4<
P
	


<<

	




	



	
	

		



	


	






TUTIVWXYZW[WV\]X^^
U_^V_`



cde;:-9QON-L9R@M-OA
 !"#$%&'()	 		!!	
 

"	
 	
	




!	

#8U_^V_`9TUTIVWXYZW[WV\]X^^--:;a-<Wb$	
 !	



	
	
		



"
%



	
&'  %&(	)*+


,"
)

%	
- 

	
 





	
 #$
.!

/0	 		!!	
 
%


	

!
	

	
!
%

	 
	

! 

	

	
	%
	


 !#$	!



!

"
%
	





		


!	
,	#$

	

		





!	


 	

	

%#$

 !	!	
	 







	%	

	
 	



"
%
	
#$
!!

	%

	

%
%
!	
	

		

%
	






			

	

 
	!1	 	

 	



		
1

 
	"	
	
		
 #

2#3
##
1#4#5#,	
HIJKLMN6O6NM:M6LN;6
PU-f-T_Ygh^ij_kl<ZXmZ<Wbbh^Z]l6
ZW_Y^<
PTUTIVWXYZW[WV\]X^^<ahnbWVlZW_Y<


ЭТА РАБОТА ПОСВЯЩАЕТСЯ ТАЛАНТЛИВЫМ 
ИССЛЕДОВАТЕЛЯМ ДЖАНЫБЕКСКОГО СТАЦИОНАРА — 
А.А. РОДЕ, А.Ф. БОЛЬШАКОВУ, В.М. БОРОВСКОМУ, 
Д.Л. МОЗЕСОНУ, И.В. КАМЕНЕЦКОЙ, —
СОЗДАВШИМ НЕ ТОЛЬКО «ЛЕСНОЙ ОАЗИС» В 
ПОЛУПУСТЫНЕ ПРИКАСПИЯ, НО И «ОАЗИС НАУКИ», 
ВДОХНОВЛЯВШИЙ И ВДОХНОВЛЯЮЩИЙ МНОГИХ 
ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ АРИДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ РОССИИ.

Оглавление
Введение	
10
Глава 1. Дистанционные исследования почвенного покрова
солонцовых комплексов и засоленности почв 	
11
1.1. Дистанционные исследования почвенного покрова солонцовых комплексов	
12
1.2. Дистанционные исследования засоленности почв	
15
Выводы по главе 1	
33
Глава 2. Природная характеристика Северного Прикаспия	
34
2.1. История изучения	
34
2.2. Рельеф, геоморфологическое районирование	
36
2.3. Почвообразующие породы. Геохимическое районирование	
41
2.4. Грунтовые воды	
44
2.5. Климат	
48
2.6. Землепользование	
49
2.7. Растительность	
50
2.7.1. Целинная растительность	
50
2.7.2. Антропогенно измененная растительность	
50
2.8. Почвы. Почвенный покров. Засоленность почв	
51
2.8.1. Номенклатура почв	
51
2.8.2. Почвы и их засоленность	
53
2.8.2.1. Целинные почвы	
53
2.8.2.2. Антропогенно измененные почвы	
61
2.8.3. Структура почвенного покрова	
66
Выводы по главе 2	
70
Глава 3. Материалы и методы исследования	
71
3.1. Данные дистанционного зондирования, 
использованные в исследовании	
71
3.2. Фактический материал, 
использованный при разработке методических подходов	
71
3.3. Компьютерные программы, использованные в исследовании	
73
3.4. Фильтрация изображения	
73
3.5. Классификация изображения	
76
3.6. Методы изучения засоленности почв	
77
Глава 4. Методические подходы к цифровому картографированию почв солонцовых 
комплексов Северного Прикаспия	
82
4.1. Составление карты видов антропогенного воздействия	
82
4.2. Выявление информативных спектральных показателей 
для автоматического дешифрирования почв на снимке Quickbird. 
Классификация изображения	
83
4.2.1. Целина (целинные территории без перевыпаса)	
83
4.2.2. Пастбища (целинные территории с перевыпасом)	
88
4.2.3. Залежи	
92
4.2.3.1. Залежи с перевыпасом	
93

4.2.3.2. Залежи без перевыпаса.	
96
4.2.4. Агролесомелиоративные системы	
99
4.2.4.1. АЛМС. Межполосные пространства	
100
4.2.4.2. АЛМС. Лесные пространства	
102
4.3. Составление итоговой карты дешифрирования почв. 
Статистическая оценка точности дешифрирования почв	
104
4.4. Генерализация карты дешифрирования почв	
105
4.5. Информация о засоленности почв	
109
4.5.1. Засоленность целинных почв	
110
4.5.2. Засоленность почв пастбищ	
112
4.5.3. Засоленность почв залежей	
115
4.5.3.1. Засоленность почв на залежи по обычной вспашке (20–25 см)	
115
4.5.3.2. Засоленность почв на залежи по глубокой (плантажной) вспашке (35–50 см)	115
4.5.4. Засоленность почв агролесомелиоративных систем	
116
4.6. Анализ почвенно-солевой карты Джаныбекского стационара и его окрестностей	 116
Глава 5. Проверка разработанных подходов	
121
Заключение	
128
Список литературы	
130
Приложение	
141

Contents
Introduction	
10
Chapter 1. Remote sensing of soil cover in solonetzic regions and of soil salinity	
11
1.1. Remote sensing of soil cover in solonetzic regions	
12
1.2. Remote sensing of soil salinity	
15
Conclusions of Chapter 1	
33
Chapter 2. Characteristics of nature of the northern caspian lowland	
34
2.1. The history of research	
34
2.2. Topography, geomorphic regions	
36
2.3. Soil-forming material. Geochemical regions	
41
2.4. Ground water	
44
2.5. Climate	
48
2.6. Land use	
49
2.7. Vegetation	
50
2.7.1. Virgin vegetation	
50
2.7.2. Anthropogenically changed vegetation	
50
2.8. Soils and their salinity. The pattern of soil cover	
51
2.8.1. Soil nomenclature	
51
2.8.2. Soils and their salinity	
53
2.8.2.1. Virgin soils	
53
2.8.2.2. Anthropogenically changed soils	
61
2.8.3. The pattern of soil cover	
66
Conclusions of Chapter 2	
70
Chapter 3. Materials and methods	
71
3.1. Remote sensing data used in the study 	
71
3.2. Factual material used for the developed procedure	
71
3.3. Computer software used for the study	
73
3.4. Filtration of imagery	
73
3.5. Image classification	
76
3.6. The methods of laboratory soil salinity assessment	
77
Chapter 4. Methodological approach to the digital soil mapping of solonetzic regions
 in the northern Сaspian lowland	
82
4.1. The mapping of anthropogenic impact	
82
4.2. Identification of informative spectral parameters
for automated interpretation of soils at the Quickbird imagery. 
Image classification	
83
4.2.1. Virgin lands	
83
4.2.2. Pastures	
88
4.2.3. Abandoned lands	
92
4.2.4. Agroforestry lands	
99
4.3. The final map of soil interpretation. Statistical accuracy of soil interpretation	
104
4.4. Generalization of the map of soil interpretation	
105
4.5. Information on soil salinity	
109
4.5.1. Soil salinity of virgin lands	
110

4.5.2. Soil salinity of pastures	
112
4.5.3. Soil salinity of abandoned lands	
115
4.5.4. Soil salinity of agroforestry lands	
116
4.6. Analysis of the map of soils and its salinity 
at the Dzhanybek station and its surroundings	
116
Chapter 5. Verification of the developed procedure	
121
Conclusion	
128
References	
130
Appendix	
141

Введение
В настоящее время при географических исследованиях все большее значение приобретают методы автоматической обработки дистанционных материалов для целей 
картографирования, оперативной диагностики и мониторинга различных природных 
и техногенных явлений. Бурное развитие данного направления связано с появлением качественно новых материалов космической съемки (сверхвысокого разрешения до 0,5 м) и 
совершенствованием компьютерных программ, позволяющих обрабатывать снимки и составлять карты в автоматическом и полуавтоматическом режимах. Использование данных 
методов в сельском хозяйстве и почвоведении особенно перспективно при изучении динамичных показателей, в том числе показателей солевого состояния почв. В разных странах 
ведутся работы по дистанционной диагностике и картографированию засоленных почв с 
использованием методов цифровой почвенной картографии, включающих анализ изображения, автоматизированное дешифрирование снимков, оценку точности цифровых карт и т.д. 
В России подобные работы пока единичны и имеют поисковую направленность. Северная 
часть Прикаспийской низменности является одним из наиболее сложных объектов почвенного картографирования в связи с неоднородностью и мелкоконтурностью почвенного покрова. В то же время, этот район является удобным объектом для разработки и апробации 
новых методов работы со снимками, так как здесь достаточно четко увязаны растительность 
(отражающаяся на снимках), почвы и их засоленность. В монографии описаны авторские 
подходы к составлению цифровых почвенных карт на основе компьютерной обработки детальных космических снимков, разработанные и апробированные на территориях с солонцовыми комплексами в Северном Прикаспии.
Автор выражает глубокую признательность д.с.-х.н. Е.И. Панковой за всестороннюю 
поддержку в выполнении научной работы, к.г.н. Д.Н. Козлову, д.с.-х.н. Н.Б. Хитрову, к.с.х.н. Ю.Л. Мешалкиной за ценные советы и консультации, а также всем сотрудникам отдела 
генезиса и мелиорации засоленных и солонцовых почв Почвенного института им. В.В. Докучаева за постоянный интерес к работе. Благодарю начальника Джаныбекского стационара 
Института лесоведения РАН д.б.н. М.К. Сапанова за предоставленную возможность выполнения научных исследований на стационаре.