ГИС моделирование состояния сельскохозяйственных угодий на примере территории Калмыкии
Добрый день! Уважаемые студенты, Вашему вниманию представляется курсовая работа на тему: «ГИС моделирование состояния сельскохозяйственных угодий на примере территории Калмыкии»
Введение
Данная курсовая работа посвящена ГИС-моделированию состояния сельскохозяйственных угодий на примере Яшкульского и Юстинского районов Республики Калмыкия. Актуальность исследуемой темы заключается в высокой ценности сельскохозяйственных угодий республики для сельскохозяйственной отрасли Российской Федерации в целом и для Южного федерального округа в частности. Активная распашка, выпас больших поголовий скота на пастбищах, развитие оросительных систем создают большую нагрузку на угодья и провоцируют их деградацию. В свою очередь, для проведения адекватной политики в области охраны данных угодий, необходимо иметь большую базу геоданных, содержащую в себе информацию о состоянии сельскохозяйственных земель. Одним из основных методов сбора и обработки такой информации является ГИС-моделирование на основе данных дистанционного зондирования.
Целью настоящего исследования является проведение оценки степени деградации и ее динамики. В рамках работы были использованы геоморфометрический метод, дешифрирование, аналитический метод и сравнительный анализ.
Задачами являются:
- изучение подходов к оценке состояния пастбищных угодий на основе анализа обширного литературного и полевого материала;
- моделирование геоморфометрических переменных на основе ЦМР;
- построение NDVI, SAVI и индекса проективного покрытия на изучаемую территории;
- анализ пастбищной дигрессии и поиск факторов ее определяющих.
Ключевыми объектами исследования в рамках данной работы являются агроландшафты. Агроландшафтоведение, как наука, была основана В.В. Докучаевым, который первый предложил мысль о взаимосвязи природной и антропогенной составляющих в ландшафтах. Также разработкой понятия агроландшафта занимались Л.Г. Раменский, И.А. Солнцев, Ф.И. Мильков, В.А. Николаев и другие классики ландшафтоведческой науки. Особенно примечательны работы В.А. Николаева, которые выдвигают агроландшафт, как самостоятельный тип ландшафтов. Согласно его работе «Концепция агроландшафта», агроландшафт – целостная, внутренне неоднородная природно-сельскохозяйственная геосистема, включающая как обрабатываемые земли, так и угодья иного функционирования [Николаев, 1987]. Ряд других исследователей называют агроландшафт территорией, где естественная растительность заменена посевами сельскохозяйственных растений. В контексте работ по геоинформационному моделированию, за агроландшафты приняты именно те ландшафты, где природная растительность уступила место сельскохозяйственной, в силу необходимости упрощения компьютерных моделей.
Центральное внимание в рамках данной работы уделено пастбищным ландшафтам – природно-производной геоэкосистеме, сформированной под воздействием выпаса скота. Данный ландшафт представляет собой динамичную геосистему, для которой характерна и природная, и хозяйственная динамичность [Николаев, Чижова и др. 2011].
В рамках исследовательской работы используются следующие методы:
- геоморфометрический;
- дешифрирование;
- метод определения вегетационных индексов;
- моделирование;
- аналитический и сравнительный методы.
Оглавление
Глава 1. Физико-Географическое описание Республики Калмыкия. 5
1.1 Географическое положение Республики Калмыкия. 5
1.2 Природно-ландшафтное районирование территории Республики Калмыкия. 6
1.3 Физико-географическое описание Юстинского и Яшкульского районов. 9
1.3.5 Экзогенные процессы.. 11
1.4 Ключевые геоэкологические проблемы Юстинского и Яшкульского районов. 12
Глава 2. Исследование роли рельефа в деградации пастбищ... 14
2.1 Моделирование переменных рельефа. 14
2.2 Комбинация переменных рельефа и классификация типов рельефа. 23
2.3 Использование регрессионного анализа при оценке влияния рельефа на состояние пастбищ 26
Глава 3. Оценка состояния пастбищ средствами сегментации и расчета специальных индексов по сникам Landsat. 28
3.1 Анализ снимка в естественных цветах. 28
3.2 Расчет вегетационных индексов NDVI и SAVI. 29
3.3 Использование метода определения состояния пастбищ.. 32
3.4 Использование регрессионного анализа для выявления причин деградации пастбищ.. 36
Список литературы
1. Бакинова Т.И., Воробьева Н.П., Зеленская Е.А Почвы Республики Калмыкия: монография / Элиста: Северо-Кавказский научный центр высшей школы ЮФ, 1999 – 115 с.
2. Бакинова Т.И., Дарбакова Н.Е., Дарбакова И.Е., Салаев О.А. Аграрное природопользование в республике Калмыкия: проблемы и основные направления улучшения ситуации // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 5: Экономика. – 2018. – №4 (230).
3. Горбачев Б.Н., Бананова В.А., Журкина Л.А., Середин Р.М., Вотинова Т.И. Растительный мир Калмыкии: учебное пособие / Б.Н. Горбачев – Элиста, Калмыцкое книжное издательство, 1977 – 142 с.
4. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды в 2019 г. / – М.: Минприроды России; МГУ имени М.В. Ломоносова, 2020 – 1000 с.
5. Жуков А.В., Андрющенко А.Ю. Роль рельефа в организации экологической ниши лебедя шипуна (Cygnus olor (Gmelin, 1803)) на зимовке в Присивашье // Acta Biologica Sibirica. – 2017. – №3(2).
6. Зволинский В. П., Бондаренко А. Н. Проблемы рационального природопользования Нижневолжского экорегиона // Известия НВ АУК. – 2015. – №1 (37).
7. Иванов А.Л., Куст Г.С. и др. Глобальный климат и почвенный покров России: опустынивание и деградация земель, институциональные, инфраструктурные, технологические меры адаптации (сельское и лесное хозяйство): Монография // М. Издательство МБА. – 2019.
8. Капустин И.Н., Кирюхин Л.Г., Молодых Г.Н., Бембеев В.Э., Лосев А.Н., Евстифеева Л.А., Михайлов Б.Ч., Свиридов А.М., Асланов А.Г. Геологическое строение и нефтегазоносность Калмыкии / И.Н. Капустин – Элиста, Калмыцкое книжное издательство, 1986 – 155 с.
9. Ласточкин А. Н. Морфодинамический анализ // Л. : Недра, 1987. 256 с.
10. Мушаева Кермен Батнасуновна Оценка современного состояния агропастбищных ландшафтов полупустынной зоны республики Калмыкия с применением ГИС-технологий // Природные системы и ресурсы. – 2015. – №1.
11. Николаев В. А., Чижова В. П., Авессаломова И. А. Природно-антропогенные ландшафты: городские, рекреационные, садово-парковые. // М. Географический фак. МГУ. – 111 с.
12. Николаев В.А. Концепция агроландшафта // Вестник МГУ. Сер. 5 География. 1987, № 2 С. 22-27
13. Сангаджиев М. М., Онкаев В.А. Вода Калмыкии – Экология и современное состояние // Вестник Калмыцкого университета. – 2012. - №3(15). – с. 18-25
14. Сангаджиев М.М., Карпов В.А., Мушкаев Х.А. Современный Прикаспий, Калмыкия: алгоритм изменения ландшафта, климата, здоровья человека // Новая Наука: Теоретический и практический взгляд. – 2016. – №11-2.
15. Селиверстов Ю.П., Бобков А. А. Землеведение: Учеб. пособие для студ. вузов /. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 304 с.
16. Семенчик А.Г. Геоморфометрический анализ в ГИС // Белорусский Государственный Университет. Научная конференция студентов и аспирантов: сборник работ 74-й научной конференции студентов и аспирантов Белорусского государственного университета: в 3 частях. – 2017.
17. Юферев В.Г., Кулик К.Н., Рулев А.С., Бакурова К.Б. Способ определения состояния пастбищ, подверженных деградации: патент на изобретение // Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации Россельхозакадемии. – 2008.
18. Юферев В.Г., Мушаева К.Б., Есмагулова Б.Ж. Деградация пастбищных ландшафтов республики Калмыкия // Современное ландшафтно-экологическое состояние и проблемы оптимизации природной среды регионов. Материалы XIII Международной ландшафтной конференции: в 2 томах. – М. – 2018.
19. Iwahashi J., Pike R. Automated classifications of topography from DEMs by an unsupervised nested-means algorithm and a three-part geometric signature // Geomorphology. – 2007. – №86. – с. 409–440.
20. Hrvatin M., Perko D. Morphological typifications of Slovenia’s surface using global classification methods // Geografski vestnik. – 2012. – №84-1. – с.39–50.
21. Rouse J.W., Haas R.H., Schell J.A. Deering, D.W. Monitoring vegetation systems in the great plains with ERTS // Third ERTS Symposium, NASA SP-351. – 1973 – №1. – с.309-317.
22. Huete A.R. A Soil-Adjusted Vegetation Index (SAVI) // Remote Sensing of Environment – 1988 – №25. – с.295-309.
23. Всероссийская перепись населения 2010. Официальный сайт Росстата. // URL: https://gks.ru/free_doc/new_site/perepis2010/croc/perepis_itogi1612.htm (дата обращения: 31.03.2021)
24. Как Калмыкия превратилась в пустыню. Официальный сайт РИА // URL: https://ria.ru/20191003/1559373512.html (дата обращения: 31.03.2021)
25. Калмыкия на карте России. Официальный сайт портала Инфокарт // URL: https://www.infokart.ru/kalmykiya-na-karte-rossii/ (дата обращения: 12.12.2020)
26. Отгружено товаров собственного производства, выполнено работ и услуг собственными силами (без НДС и акцизов) (без субъектов малого предпринимательства) за январьдекабрь 2019 года. Официальный сайт Астраханьстат // URL: https://astrastat.gks.ru/storage/mediabank/Отгружено%20товаров%20собственного%20производства%20январь-декабрь%202019_291774.pdf (дата обращения: 31.03.2021)
27. Поголовье скота на 1 марта 2021 года. Официальный сайт Астраханьстат // URL: https://astrastat.gks.ru/storage/mediabank/1bBbplyX/Поголовье%20скота%20на%201%20марта%202021%20г.docx (дата обращения: 31.03.2021)
28. Республика Калмыкия. Статистический ежегодник 2020. Официальный сайт Астраханьстат // URL: https://astrastat.gks.ru/storage/mediabank/tLQisziE/Статистический%20ежегодник%20Республика%20Калмыкия%202020г.pdf (дата обращения: 31.03.2021)
29. Сельское хозяйство Калмыкии 2013. Официальный сайт Астраханьстат // URL: https://gks.ru/region/docl1185/IssWWW.exe/Stg/2013/d120/i120030r.htm (дата обращения: 31.03.2021)
30. Earthexplorer. Официальный сайт USGS // URL: https://earthexplorer.usgs.gov/ (дата обращения: 31.03.2021)
31. EOC Download. Официальный сайт EOC Geoservice // URL: https://download.geoservice.dlr.de/TDM90/#download (дата обращения: 31.03.2021)
