1 / 29

3rd Global Workshop on Digital Soil Mapping at Utah State University,

Современное состояние цифровой почвенной картографии: методы, достижения, ограничения и подходы к их преодолению; результаты региональных исследований. Даниил Козлов Мария Конюшкова. 3rd Global Workshop on Digital Soil Mapping at Utah State University, 30 September - 3 October 2008.

lot
Download Presentation

3rd Global Workshop on Digital Soil Mapping at Utah State University,

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Современное состояние цифровой почвенной картографии: методы, достижения, ограничения и подходы к их преодолению; результаты региональных исследований Даниил Козлов Мария Конюшкова 3rd Global Workshop on Digital Soil Mapping at Utah State University, 30 September - 3 October 2008

  2. ЦИФРОВАЯ ПОЧВЕННАЯ КАРТОГРАФИЯ компьютерное производство цифровых карт почв и их свойств. Ориентирует исследователей на использование современных техническихсредств измерения первичной полевой информации (GPS, полевые сканеры, лаборатории и др.), использования информации о переменных (факторах) среды (ЦМР, ДДЗ, геологические карты и др.), ее унифицированного хранения и обработки методами пространственного анализа (ГИС, геостатистика, ДЗ, математические и статистические модели). DIGITAL SOIL MAPPING the creation and population of spatial soil information systems by the use of field and laboratory observational methods coupled with spatial and non-spatial soil inference systems (Alex MacBratney, 2008)

  3. Hengl, T. 2003. Pedometric mapping: bridging the gaps between conventional and pedometric approaches. PhD thesis,

  4. 1-й международный симпозиум по ЦПК, Монпелье, сентябрь 2004 2003 2004 2005 2006 2007 2008 1980-1993 ЦПК Публикации пионерных работ (США, Австралия, Франция, …) 1990 … • 2-ймеждународный симпозиум по ЦПК, Рио-де-Жанейро, июль • Деловая встреча рабочей группы ЦПК на WCSS в Филадельфии, июль • GlobalSoilMap.net

  5. http://www.usyd.edu.au/su/agric/acpa/people/alex/AlexMcB.htm http://www.usyd.edu.au/research/opportunities/supervisors/607

  6. David Rossiter Budiman Minasny Maria L. Mendonça-Santos Philippe Lagacherie Janis Boettinger

  7. 66 ДОКЛАДОВ99 УЧАСТНИКОВ ИЗ 16 СТРАН 3rd Global Workshop on Digital Soil Mapping at Utah State University, 30 September - 3 October 2008

  8. 3rd Global Workshop on Digital Soil Mapping at Utah State University, 30 September - 3 October 2008 ТЕМАТИКА СЕССИЙ:

  9. Альфред Хартеминк (Alfred Hartemink), ISRIC, Нидерланды Soil are Back on the Global Agenda В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ПОТРЕБНОСТЬ В ПОЧВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ СТРЕМИТЕЛЬНО РАСТЕТ

  10. сельское хозяйство продовольствие «окружающая среда» устойчивость изменения климата управление продовольствие,биотопливо, энергия ОБЩЕЕ ПАДЕНИЕ ИНТЕРЕСА К ПОЧВОВЕДЕНИЮ с НАЧАЛА 1980-х • Конкурирующие организации • Уменьшение финансирования на 31% с 1994 по 2005 годы • Снижение интереса к сельскому хозяйству • Не оправдавшиеся ожидания • ПРИЧИНЫ • Сдвиг интересов в сторону климата • Недальновидность руководства • Число почвоведов: 20 в 1987 → 5 в 2008 «Педобарометрический индекс» 1950 1970 1990 • 2005 - БЫСТРЫЙ РОСТ ВОСТРЕБОВАНОСТИ • Число обращений к почвенной терминологии (HUMAN DEVELOPMENT REPORT 1990 – 2007) • Общее число публикаций • Предложения работы ↑ 1995 2008

  11. Сабина Грюнвальд (Sabine Grunwald), университет Флориды Обзор Публикаций по ЦПК • 90 статей по ЦПК (Geoderma и др.) • 14 критериев оценки исследования (данные, методы, стоимость и т.п.)

  12. ОБСУЖДАЛОСЬ • ПОЛЕВЫЕ ОПИСАНИЯ, КАРТЫ • ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ • КАЧЕСТВО • СОПОСТАВЛЕНИЕ ИНФРАСТРУКТУРА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ ISRIC-WISE global soil profile dataset EIONET- European Environmental Observation and Information Network) EuDASM - the European Digital Archive of Soil Maps CSIRO - Австралия The Harmonized World Soil Database1km raster 1:1 000 000 e-SOTER project - September 2008 until February 2012 www.iiasa.ac.at/Research/LUC/luc07/External-World-soil-database/HTML/index.html

  13. http://soildatamart.nrcs.usda.gov/StatusMap.aspx

  14. National Soil DataBase (NSDB) • 6500 описаний (1 описание на 1400 км2) • + региональные базы данных • систематические описания • дополнительные массивы описаний в рамках тематических проектов (геохимия и т.п.) • низкая плотность данных, проблема сопоставления/совместимости • разнобой содержания, масштабов, форматов крупномасштабных карт • электронная национальная почвенная карта 1:1 000 000 – CanGIS, постоянно совершенствуется (SLC v3.2) SOIL LANDSCAPES OF CANADA http://sis.agr.gc.ca/cansis/nsdb/index.html

  15. КИТАЙ • масштабные почвенные исследования • серия национальных карт 1:14 000 000 – 1:500 000 • растровые карты 10 км, 5 км, 2 км • цифровые карты почв и почвенных свойств • 12 000 почвенных профилей • две системы почвенной классификации • генетическая СССР (GSCC) – основная • таксономическая (CST) – перспективная • карта 1:1 000 000 в CST

  16. БРАЗИЛИЯ • SIGSOLOS - the Brazilian Geo-referenced Soil Information System • национальная почвенная карта 1:5 000 000 • для отдельных штатов 1:250 000 • 2600 почвенных профилей • плохоекачество атрибутивной и пространственной информации • ГОЛЛАНДИЯ • более 16 000 почвенных профилей • детальные картографические материалы: ЦМР, история землепользования, гидрогеология и др. • ДАНИЯ • более 10 000 описаний • более 10 000 в ближайшие 2 года по единой программе (запасы почвенной органики) • национальная карта 1:50 000 • НОВАЯ ЗЕЛАНДИЯ • национальная карта 1:250 000 (1954 -1968) • составляют методами ЦПК карты 1:50 000 • АВСТРАЛИЯ, КОЛУМБИЯ, ИНДИЯ - …

  17. Сабина Грюнвальд (Sabine Grunwald), университет Флориды Обзор Публикаций по ЦПК ТОЛЬКО 10% ИССЛЕДОВАНИЙ ПОСВЯЩЕНО РАЗВИТИЮ НОВЫХ МЕТОДОВ, БОЛЬШИНСТВО РАБОТ – ПРИМЕНЕНИЕ ИЗВЕСТНЫХ МЕТОДОВ НА НОВЫХ ТЕРРИТОРИЯХ

  18. КАКИЕ ПОЧВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ В МОДЕЛЯХ? ОБЪЕКТ ИЗМЕРЕНИЯ и МОДЕЛИРОВАНИЯ, ПОЛЕВЫЕ ДАННЫЕ • обычны измерения только в верхнем горизонте почвы • 27.7% исследований – разные слои • фиксированные глубины чаще чем диагностические горизонты • 1 статья – 3D представление почвы

  19. ИНДИКАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ, ФАКТОРЫ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ ENVIRONMENTAL COVARIATES, CLORPT … Сабина Грюнвальд 23% -Полевые сенсоры 12% - электромагнитное излучение 9% - электрокондуктивность (ECa) 1% - магнитометрия (Mag) 17% - ДДЗ→ (S, O, P) Докучаев, 1898, Глинка, 1912, Jenny, 1941, McBratney, 2003

  20. cLHS Evar • ЧТО НОВОГО? • латинский гиперкуб (cLHS) – обоснование положения и количества точек полевого опробования по набору индикационных основ (развитие идеи McBratney, 2003) • динамические структуры как характеристика почвенных свойств (A-Xing Zhu) • возраст почвыкак scorpAn фактор (на основе геоморфологического анализа, Jey S. Noller) • разномасштабный анализ рельефа, как проблема влияния пространственного разрешения и размера скользящего квадрата на вычисляемое значение характеристики рельефа (Thorsten Behrens, Zhu) • Новые морфометрические характеристики рельефа

  21. Мировая библиотека почвенной спектрометрии • proximal soil sensing (PSS), Dr. Raphael Viscarra Rosse • вертикальный отражательный профиль • Vis-NIR +midIR диапазоны • разнообразие почв мира • с апреля 2008 года 40 участников из 27 стран • Полевое почвенное спектрометрирование • Содержание глины, углерода (США, Дания) • Углерод R2=0.23 (поле), R2=0.56 (лаборатория) • Глина R2=0.12 (поле), R2=0.23 (лаборатория) • Возможно, но только для контрастных территорий • Электромагнитная индукция (EMI) • Почвенно-гидрологические параметры • 4. ГЕОРАДАРНЫХ исследований НЕ БЫЛО !?!

  22. ЧТО ОБСУЖДАЛОСЬ? • сравнение возможностей разных методов на одних данных • поиск гибридных методов: кригинг + линейная регрессия, + нейронные сети, + классификация с обучением, • оценка информативности переменных SCORPAN • точность результатов (верификация, кросс-верификация) • оценка неопределенности - uncertainty (разные метрики)

  23. Сабина Грюнвальд

  24. МАТЕМАТИКИ VS ПОЧВОВЕДОВ? Сабина Грюнвальд Сложность количественных методов всесторонние, комплексные 5 4 3 2 1 Сложность почвенных интерпретаций полученных отношений 1 2 3 4 5 очень простые всесторонние, комплексные

  25. СХЕМА ПРОВЕРКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЦПК ПРОВЕРКА ДАННЫЕ ПОЧВЕННОГО ОПРОБОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТА 819 точек 130 точек ПРОВЕРКА ОБУЧАЮЩАЯ ВЫБОРКА МОДЕЛИ 614 точек 205 точек Сабина Грюнвальд ПРОВЕРКА ТОЧНОСТИ

  26. информационные средства хранения и визуализации результатов ЦПК (terraGIS) • приложения ЦПК: • ветровая эрозия, • биохимические циклы элементов • В ОБСУЖДЕНИИ • стандартизация результатов ЦПК vs адаптация к конкретным целям и задачам • Как вести диалог с пользователем: предоставлять доступную информацию (проинтерпретированную), неопределенность (uncertainty)

  27. Сабина Грюнвальд ТЕНДЕНЦИИ: ↓Снижение стоимости полевого опробования + ↑Повышение стоимости компьютерной обработки РЕАЛЬНОСТЬ методический поиск < ЦПК < методика В государственных службах (USDA-NRCS) используются методы НЕ «цифрового» почвенно-экосистемного картографирования КАКУЮ ВЫГОДУ ДАДУТ МЕТОДЫ ЦПК В ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ РАБОТЕ ???

  28. 1:20 000 ЭКОСИСТЕМНОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ЛЕСНОГО РАЙОНА КАРИБУ БРИТАНСКОЙ КОЛУМБИИ, КАНАДА: РЕЗУЛЬТАТЫ, УРОКИ И ПОЛЬЗОВАТЕЛИ 4 года – 4 специалиста – 8.2 млн га – – 2.8 млн $– 0.34 $/га Стоимость $3.50/га → $0.20/га. Скорость картирования 150,000 → 2 млн га/чел*год Точность – 69% Боб МакМиллан (Robert MacMillan) • ПРИНЦИПЫ И УРОКИ: • Четкая схема исследования и формулировка понятия успех • Результат/средства • Командная работа • Максимальная простота рабочей модели

  29. 1900 2012 2008 ?

More Related