5.Картографический метод исследования в экологии

5.1.Система «создание – использование карт».

5.2.Общенаучные законы и принципы и их отражение в экологическом картографировании.

5.3.О точности исследования по картам.

5.4.Территориальные и временные выборки.

5.5.Измерения длин, площадей, углов и направлений.

5.6.Графические и аналитические приемы описания пространственных и временных полей.

5.7.Анализ структуры изображения.

5.8.Изучение взаимосвязи явлений по картам.

5.9.Исследование функционирования и динамики явлений по картам.

5.10. Теоретико-картографические модели в экологии.

5.11.Картографическое прогнозирование в экологии.

Вопросы и задания к главе 5.

5.1. Система «создание – использование карт»

Карты (как экологические, так и карты другого типа) есть лишь одна из моделей отображения территориального пространства. На рис. 5.1 показаны модели отображения территориального пространства в системе перехода от реальных и конкретных моделей к абстрактным.

[Рисунок: реальная территория – аэрофтоснимок – топографическая карта – тематическая карта – экологическая карта – рисунок речной сети – графическая зависимость порядка долин от длины рек – уравнение]

Наряду с этим используются профили, блокдиаграммы, анаморфозы, а также различные виды теоретико-картографических моделей. В принципе, традиционные топографические и тематические карты (карты с географической системой координат) выступают частным случаем анаморфозов. У анаморфозов всех типов сохраняется основной инвариантный топологический признак – сохранение соседства.

Процедуры создания и использования карт не могут рассматриваться отдельно. Приемы анализа карт изучаются такими дисциплинами как картоведение и картология. Это направление исследований в тематической картографии было начато К.А.Салищевым и продолжено А.М.Берлянтом.

Картографический метод исследования использует для познания действительности готовые карты. Максимальный эффект будет достигнут, если создание и использование карт образуют единый последовательный процесс. Отсюда создание карт зависит от планирования использования. Это объединение показывает А.М.Берлянт (1986) на рисунке ( рис.5.2. С.30). Из рисунка видно, что картографирование (создание карты) и картографический метод исследования имеют пространство пересечения, в котором и находятся карты. Условия создания карт и условия использования карт также не могут рассматриваться отдельно.

В этой системе имеют место обратные связи. Поиск критериев и принципов интерпретации действительности всегда заставляет обращаться к реальной действительности. Задача картографического исследования может заключаться в определении некоторой величины экологического параметра с заданной точностью. Но для получения данной точности необходимо картографирование на уровне определенной выборки. Следовательно, нельзя начинать составлять карту, не зная уровень точности, требуемый для всех возможных действий, использования вторичной информации.

Карта не только дает непосредственную информацию (посредством условных знаков), но и позволяет производить разнообразные исследовательские действия, которые дают много новой информации. Количество информации, которая потенциально (в скрытом виде) содержится в любой карте, бесконечно. Характерно, что составитель карты в процессе создания карты ставит более ограниченные задачи, но получается так, что на карте получается гораздо большее количество информации.

Анализ карты и получение новой информации есть самостоятельная исследовательская процедура со своими законами, ошибками и т.д. Источником информации служит окружающая действительность. Выбор информации производится в соответствии с теоретическими взглядами исследователя, уровнем знания, изученности объектов. Полученные данные исследователь преобразует в картографическую форму. Эта процедура связана с классификациями карт, выбором условных обозначений, генерализацией изображений, способов составления карт. В процессе составления имеет место обработка исходных данных, анализ, абстрагирование, обобщение результатов, синтез.

Карте как модели территориального пространства свойственно упрощение и искажение реальной действительности.

В процессе использования карт в исследовательских целях они подвергаются новым преобразованиям, которые позволяют получить новую информацию. При этом имеют место многоэтапные процедуры, когда вновь полученные карты снова исследуются, обрабатываются, в результате чего получаются новые карты и новые результаты.

Гипсометрическая карта, например, преобразуется в целую серию карт: углов наклона, экспозиций, местных базисов эрозии, линий тока, изоградиентной поверхности, структурных линий, водосборных бассейнов и др. (Ласточкин, 1995, с.111-114). Последние позволяют рассчитывать поступление солнечной радиации, земное излучение, перераспределение поверхностного стока, проводить границы геосистем, определять барьеры. Вновь составленные карты становятся основой для составления карт экологического содержания других типов.

В ходе описанных действий происходит взаимодействие процедур, возникновение обратных связей. Исследования по карте необходимо проверять, сопоставляя результаты с действительностью.

Система приемов использования экологических карт

Экологические карты стали составляться сравнительно недавно, поэтому опыта их обработки значительно меньше. Но все приемы, которые используются в тематической картографии (географической и др.), могут быть использованы и в экологическом картографировании.

Наиболее старым методом является картометрия, то есть измерение и расчеты по картам различных количественных величин: высот, глубин, объемов, длин, расстояний, углов и направлений, форм и структур объектов, концентрации объектов, глубины и густоты расчленения, кривизны и извилистости объектов, крутизны и экспозиции склонов. Внедрение ГИС-технологий позволяет автоматизировать эти процедуры, если имеется оцифровка контуров карты.

Широкое применение получили графические и аналитические приемы описания пространственных полей, анализ пространственной структуры, изучение взаимосвязей явлений, динамики и функционирования экосистем.

Изучаются так называемые функциональные пространства - территориальное (двумерное или двух-с половиной мерное) пространство реализуется в функциональное, объем которого может быть значительно большим за счет более оптимальной упаковки процесс сов и явлений через сочетание пространственных и временных осей. Одной из задач карты является раскрытие функционального пространства, представление экологических явлений через более сложные пространственно-временные системы координат.