Введение к работе
Актуальность темы исследования. По авторитетным зарубежным прогнозам, к 2030 году площадь городов в мире увеличится на 1,2 млн. кв. км, при этом 75 % глобального прироста будет иметь место в Азии. Хотя отношение площади городов к общей площади поверхности Земли составляет не более 1 %, их рост, включающий отчуждение земель под нужды промышленности, транспорта и активного отдыха, увеличивает давление на земельные ресурсы. Последствия этого дисбаланса сказываются уже сейчас при размещении жилищных построек на плодородных землях в пригородах крупных мегаполисов и областных центров, которые с успехом могли бы использоваться в сельскохозяйственном производстве. Однако захват городскими строениями сельских территорий чреват потерей высокопродуктивных площадей навсегда.
В связи с этим становится актуальным вопрос определения стоимости возмещения потерь сельскохозяйственного производства на застроенных территориях. Основой при таких расчетах должна служить карта почвенного покрова земель населенного пункта, отражающая их качественную оценку в ретроспективе. Классический метод почвенного картографирования, а именно почвенная съемка, в данном случае неприемлем, так как почвы городов представляют собой преобразованную и трансформированную верхнюю часть культурного слоя, так называемые урбаноземы.
Такая ретроспективная карта (синонимы - ретрогнозная карта или карта- реконструкция) позволит оптимизировать современные процессы землепользования за счет формирования базы для совершенствования налогообложения, повышения бюджетных доходов от использования плодородных земель в несельскохозяйственных целях, а также предоставит возможность проводить более качественный мониторинг городских экосистем.
Степень разработанности проблемыг. Классические методы почвенного картографирования широко отображены в работах Докучаева В. В., Прасолова Л. И., Герасимова И. П., Ивановой Е. H., Маландина Г.А., Лобовой Е.В., Ковды В. А., Фридланда В. М. и др.
Работы, посвященные вопросам использования современных компьютерных технологий в тематическом картографировании и математико-картографическом моделировании, в том числе и при изучении почвенного покрова, связаны с именами Берлянта А. М., Салищева К. А., Тикунова В. С., Кошкарева А. В., Верещаки Т. В., Флоринского И. В., Рожкова В. А., Рожковой С. В., Корнблю- ма Э. А., Козлова Д. H., Сорокиной H. П., Пузаченко Ю. Г., Конюшковой М. В., Савина И. Ю., Кравцовой В. И., Козловского Ф. И., Алябиной И. О. с соавторами и др.
Целью исследования является разработка метода создания ретроспективных карт почвенного покрова земель населенных пунктов, предназначенных для решения задач территориального управления.
Решаемые задачи. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
проанализировать современное состояние картографирования почв;
определить место ретроспективных карт почвенного покрова земель населенных пунктов в классификации карт;
разработать методические решения для создания ретроспективных карт почвенного покрова земель населенных пунктов;
разработать информационную систему, предназначенную для создания ретроспективной модели почвенного покрова земель населенных пунктов;
выполнить апробацию работы информационной системы ретроспективного картографирования;
создать ретроспективную карту почвенного покрова земель г. Усть- Каменогорска (Республика Казахстан).
Объектом исследования является картографирование состояния почвенного покрова земель населенных пунктов в ретроспективе.
Предмет исследования - принципы, методы, технологии ретроспективного картографирования с помощью ГИС-технологий.
Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования
Для решения поставленных задач в работе использованы системный картографический и региональный подход, методы геостатистического анализа, теории информационных систем и процессов.
Основные научные положения диссертации, выносимые на защиту:
карты, отражающие состояние почвенного покрова в прошлом, до урбанизации, классифицируются как ретроспективные специальные карты, и могут быть отнесены к группе карт инвентаризации и оценки природных условий и ресурсов, с выделением в подгруппе карт земельных ресурсов, наряду с картами современного состояния почв;
метод ретроспективного картографирования почвенного покрова земель населенных пунктов представляет собой процесс математико-картографического моделирования на основе применения метода главных компонент и кластерного анализа, реализуемый с помощью комплексного анализа факторов почвообразования исследуемой территории с интерпретацией полученных результатов с точки зрения потерь сельскохозяйственного производства;
разработанная информационная система, предназначенная для создания картографической ретроспективной модели почвенного покрова земель населенных пунктов, позволяет проводить комплексный анализ факторов почвообразования и визуализировать его результаты в виде картографического изображения;
ретроспективная карта почвенного покрова земель населенного пункта может использоваться для определения коэффициентов при расчете налоговых сборов на плодородные земли, используемые в несельскохозяйственных целях, а также предоставляет возможность проводить более качественный мониторинг городских экосистем.
Научная новизна результатов исследования состоит в следующем:
дополнена классификация карт инвентаризации и оценки природных условий и ресурсов;
разработаны методические решения для ретроспективного картографирования почвенного покрова земель населенных пунктов;
разработана информационная система, предназначенная для создания ретроспективной модели почвенного покрова;
составлена ретроспективная карта почвенного покрова г. Усть-Каменогорска.
Научная и практическая значимость работы. Метод ретроспективного картографирования почвенного покрова земель населенных пунктов предусматривает повышение качества и результативности управления земельными ресурсами городских территорий, разработку правового и научно- методического обеспечения этого процесса, а также может использоваться для экологического мониторинга земель и оценки техногенной нарушенности почвенного покрова.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности
Диссертация соответствует паспорту научной специальности 25.00.33 - «Картография», разработанному экспертным советом ВАК Минобрнауки РФ, по соответствующим позициям:
№ 5 - «Новые методы составления и проектирования, новые виды и типы тематических и кадастровых карт и атласов»;
№ 9 - «Геоинформационное картографирование и компьютерные технологии».
Апробация результатов исследования
Основные положения диссертационной работы и результаты исследований доложены на Международных научных конгрессах «ГЕО-Сибирь» (г. Новосибирск, 2007, 2008, 2012, 2013 гг.), II Международной научно-методической конференции «Инновационные технологии в образовании и науке» (г. Зыря- новск, 9-10 ноября 2007 г.), Международной конференции «Инновационные технологии сбора и обработки геопространственных данных для управления природными ресурсами» (г. Усть-Каменогорск, 3-7 сентября 2010 г.), Международной конференции Интеркарто/ИнтерГИС 17: Устойчивое развитие территорий: Теория ГИС и практический опыт (Белокуриха, 14-19 декабря 2011 г.).
Реализация результатов исследования
Основные положения и практические результаты работы внедрены и используются в государственном учреждении «Отдел земельных отношений города Усть-Каменогорска» при организации работ по рациональному использованию и охране городских земель, в государственном учреждении «Управление строительства Восточно-Казахстанской области» при подготовке предложений по градостроительному освоению территории города и пригородной зоны, а также в учебном процессе Сибирской государственной геодезической академии.
Публикации по теме диссертации
Основные научные положения и выводы диссертации опубликованы в 10 работах, в том числе 1 - в рецензируемом журнале, входящем в перечень изданий, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации
Общий объем диссертации составляет 142 страницы. Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов, заключения и списка использованных источников, включающего 118 наименований. Работа содержит 47 рисунков и 1 приложение.
Автор выражает благодарность профессору Восточно-Казахстанского государственного технического университета им Д. Серикбаева, доктору технических наук Владимиру Алексеевичу Максимову за ценные замечания по содержанию работы.
