способ комплексного картографирования природной среды

Формула изобретения

1. СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ, согласно которому используют N, где N > 1, соответствующих одному и тому же периоду времени одномасштабных карт исследуемой территории, каждая из которых включает совокупность контуров, отображающих территориальное распределение определенного компонента природной среды или соответствующих природных ресурсов, отличающийся тем, что осуществляют наложение друг на друга взаимоориентированных совокупностей контуров, соответствующих всем используемым картам, выделяют принадлежащие полученному изображению участки, представляющие собой замкнутые и не имеющие внутренних разделяющих границ области, осуществляют идентификацию параметров компонентов природной среды и природных ресурсов в пределах каждого выделенного участка, выделяют группы однотипных участков, характеризующихся заданной степенью сходства параметров n, где n N, компонентов природной среды и природных ресурсов, осуществляют регистрацию полученного изображения и соответствующей ему параметрической информации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в число используемых карт включают карты, отображающие рисунок ландшафта и техногенные компоненты природной среды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к исследованию природных объектов и ресурсов картографическими методами и может быть использовано для разработки схем природопользования, стоимостной оценки и составления кадастров земель и природных ресурсов, оценки состояния и тенденций изменения природной среды.

Известны способы картографирования отдельных компонентов природной среды горных пород, почв, поверхностных и подземных вод, биоты и прочих [1] Недостатком этих способов является малая информативность получаемых картографических представлений, которые не дают возможности оценить взаимосвязь отдельных компонентов и, следовательно, экологические последствия и экономический эффект использования природных ресурсов.

Известны способы экономгеографической экспертизы проектов использования природных ресурсов (в том числе проектов строительства крупных промышленных, транспортных, энергетических объектов) [2] и близкие к ним способы оценки земель, основанные на разработке систем балльных оценок природных ресурсов. Эти способы не дают возможности получить естественные природные разграничения исследуемых территорий, в результате чего в качестве элементарных участков для анализа используются административные районы разного ранга, территории листов топографической разграфки, квартальная сеть или другие подобные границы. Параметры среды в пределах таких участков изменчивы, что не дает возможности правильно выбирать площади для применения того или иного способа использования природных ресурсов (способа или схемы землепользования).

Наиболее близкими к изобретению являются способы физико-географического районирования, при которых учитывают рисунок ландшафта и картографическую информацию по нескольким компонентам природной среды [3] Полученное такими способами картографическое представление территории отражает пространственное распределение комплекса компонентов природной среды. Недостатками являются ограниченное число отображаемых компонентов, а главное отсутствие картографической информации о природных объектах, охарактеризованных физическими и экономическими параметрами, т.е. в конечном счете о структуре распределения природных ресурсов, определяющей их стоимостную оценку и структуру природополь- зования.

Изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении информативности получаемого картографического представления исследуемой территории.

Сущность настоящего способа заключается в том, что используют несколько (N, где N>1) соответствующих одному и тому же периоду времени одномасштабных карт исследуемой территории, каждая из которых включает совокупность контуров, отображающих территориальное распределение определенного компонента природной среды или соответствующих природных ресурсов, при этом осуществляют наложение друг на друга взаимоориентированных совокупностей контуров, соответствующих всем используемым картам, после чего выделяют в полученном изображении участки, представляющие собой замкнутые и не имеющие внутренних разделяющих границ области, осуществляют идентификацию совокупности компонентов природной среды и их параметров в пределах каждого выделенного участка, выделяют группы однотипных участков, характеризующихся заданной степенью сходства параметров n, где n N, компонентов природной среды и природных ресурсов, осуществляют регистрацию полученного изображения и соответствующей ему параметрической информации.

В число используемых карт могут быть включены карты, отображающие рисунок ландшафта, а также техногенные компоненты природной среды.

В результате выполнения указанных операций создается картографическое представление исследуемой территории, отображающее целый комплекс компонентов природной среды, поддающихся учету природных ресурсов; при этом территория представляется в виде множества участков, так называемых комплексных природных объектов (КПО), характеризующихся индивидуальным набором параметров природных ресурсов и компонентов природной среды (в число которых могут входить и техногенные компоненты, связанные с хозяйственным освоением) и, следовательно, индивидуальной реакцией на внешние воздействия.

В зависимости от цели использования картографического представления может быть выбрана определенная ограниченная совокупность компонентов и параметров для объединения однотипных участков в группы без снижения информативности.

Практическое применение способа иллюстрируется примером.

На фиг.1, 2 и 3 представлены соответственно карта комплексных природных объектов, карта существующего землеполь- зования и карта рекомендуемого землепользования для одного и того же исследуемого района.

Для выработки рекомендаций по рациональному использованию природных ресурсов в новых условиях хозяйствования в одном из районов были проведены работы масштаба 1:10 000, при этом были использованы фотокарта местности, карты лесонасаждений, почв, геологическая карта четвертичных отложений, карта землепользований и карта полезных ископаемых. В результате была получена карта КПО, на которой были выделены девять участков 1-9 (фиг.1), причем участки 1 и 2, 3 и 4, 8 и 9 различаются только фотоизображением.

Характеристики компонентов природной среды и параметры ресурсов, соответствующие исходной информации, приведены в табл.1.

Выяснилось, что участки 1 и 2 (фиг.2) соответствуют сельхозугодьям "Совхоза", используются для выращивания зерновых культур; почвы среднесуглинистые дерново-подзолистые, балл бонитета по зерновым 28, развиты на ледниковых валунных суглинках и глинах.

Участки 8 и 9 соответствуют месторождению торфа, находящегося на балансе "Торфопредприятия"; торфоразработки в настоящее время ведутся в восточной части месторождения; залежи торфа приурочены к отложениям верховых болот и подстилаются водно-ледниковыми песками.

Остальные участки принадлежат "Лесхозу". Участки 3 и 4 соответствуют смешанному (береза, ель) средней спелости лесу второго бонитета; почвообразующие породы ледниковые валунные суглинки и глины.

Участок 5 сосновый бор беломошник первого и второго бонитета на водно-ледниковых песках.

Участок 6 сосновый лес зеленомошный третьего бонитета на водно-ледниковых песках.

Участок 7 болото верховое с посадками сосны четвертого бонитета; подстилается водно-ледниковыми песками.

При картографировании на местности было установлено, что хотя почвы практически не отличаются, в пределах участка 2 всходы зерновых по сравнению с участком 1 резко угнетены, за счет чего на фотокарте наблюдаются различия в фототоне. Шурфами, пройденными на участке 2, ниже пахотного горизонта были вскрыты промышленные залежи глин, за счет которых в почвенном горизонте длительное время с начала лета поддерживалась относительно низкая температура. Технологические испытания проб глин показали, что сырье пригодно для изготовления кирпича, черепицы, керамических изделий и соответствует РСТ РФ 303-77 "Глина гончарная".

Маршрутные наблюдения вдоль границ участков 3 и 4, 5 и 6, 8 и 9 показали, что эти границы имеют одинаковый генезис и соответствуют разлому АБ (фиг. 3), выраженному в рельефе линейными впадинами или заметным уступом, не отражающимся в масштабе имеющихся топографических основ. Разлом разделяет изучаемую площадь на две части с различным неотектоническим режимом: западную относительного поднятия, и восточную относительного опускания. Этот фактор предопределяет изменение ландшафта, развитие природных ресурсов и условия их хозяйственного освоения. В частности западная, соответствующая участку 8, часть промышленного месторождения торфа в настоящее время, в отличие от участка 9, соответствует молодому смешанному (ель, береза) лесу второго и третьего бонитета и этот участок за счет изменения гидрогеологического режима уже нельзя рассматривать как верховое болото. Более низкий бонитет сосны на участке 6 по отношению к участку 5 объясняется поднятием уровня грунтовых вод восточнее разлома АБ. Этот же процесс предопределяет различия между участками 3 и 4. Наряду с березой и елью на участке 4 наблюдается значительное количество влаголюбивой растительности ольхи, ивы, на полянах широко развиты осоковые. В пределах участка 7 ручным бурением вскрыты залежи торфа, аналогичные известным на участке 9.

Характеристики компонентов природной среды и параметры ресурсов, соответствующие результирующей информации приведены в табл.2.

С точки зрения рационального природопользования очевидно можно не учитывать леса 4 бонитета. В таком случае по совокупности компонентов природной среды и природных ресурсов участки 7 и 9 следует выделить в группу однотипных участков.

Из полученных результатов вытекают следующие рекомендации по изменению структуры природопользования на изученной площади (фиг.3):

Cовхозу целесообразно изъять участок 2 из пахотных угодий и в качестве горного отвода передать на баланс завода стройматериалов на время добычи сырья и последующей рекультивации карьера. Это мероприятие повысит рентабельность совхозных земель и обеспечит район дефицитным в настоящее время сырьем.

2. Лесхозу в проектной лесосеке в качестве первоочередных площадей целесообразно запланировать участок 6, что позволит соблюсти природообусловленную субцессию. В условиях поднятия уровня грунтовых вод песчаный мехсостав почв участка 6 более благоприятен для произрастания лиственных пород.

В пределах участка 4 следует провести мелиоративные работы, по наряду с активной разработкой торфа на смежных площадях замедлит процесс заболачивания.

Участок 7 целесообразно передать на баланс торфопредприятия.

3. Торфопредприятию целесообразно передать участок 8 лесхозу, а прирост запасов торфа обеспечить за счет разведки на участке 7.

Применительно к качественной стоимостной оценке земель эффективность применения полученных результатов иллюстрируется на примере сельхозугодий совхоза.

После проведения работ вышеописанным способом средневзвешенная стоимость всей площади совхозных земель может быть значительно увеличена по следующим причинам:

Изъятие из сельхозпользования трети угодий с низкой рентабельностью (участок 2), за счет чего резко повышается средняя урожайность 1 га, а следовательно, балл бонитета и стоимость земель участка 1.

Возможность сдачи в аренду на срок эксплуатации месторождения глин с последующей рекультивации карьера земельного отвода участка 2. При этом следует учесть возможность восстановления и улучшения качества почв после рекультивации.

Формальная возможность учесть в стоимости аренды упущенную выгоду, исходя из прежних средневзвешенных показателей по объединенным участкам 1 и 2.