Методика создания ГИС водосборов в экспертной системе «Озёра Карелии»

DOI: 10.35595/2414-9179-2019-2-25-260-270

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторе

П.Ю. Литинский

Институт водных проблем Севера КарНЦ РАН,
просп. А. Невского, дом 50, 185030, Петрозаводск, Россия,
E-mail: litinsky@sampo.ru

Аннотация

Экспертная система «Озёра Карелии» создаётся для классификации озёр, определения их трофического статуса и оценки водных и биологических ресурсов. Озёра в гумидной зоне в совокупности со своими водосборами представляют собой единую экосистему. Суммарное поступление терригенных органических веществ в озёра определяется пространственной структурой биогеоценозов в пределах водосбора. Однако до последнего времени такие данные в экспертной системе практически отсутствовали. Для прогнозирования изменений химического состава речного стока в условиях изменения климата необходимо дополнение экспертной системы геоинформационным блоком, интегрирующим данные о структуре и динамике наземных экосистем водосборов озёр, рельефе и гидрографической сети. Структура и динамика экосистем водосборов выявляется по снимкам Landsat с использованием оригинальной методики моделирования спектрального пространства. Это обеспечивает критически важное в данном случае выделение различных автоморфных и гидроморфных местообитаний, а также разных типов и стадий антропогенных нарушений экосистем. Для картографирования гидрографической сети и границ водосборов используется цифровая модель высот с пространственным разрешением 3″. В статье приводится подробное описание методики создания основных слоев ГИС с использованием свободного программного обеспечения. Важность ГИС водосборов для экспертной системы исключительно высока, поскольку её принцип — прогнозирование неизвестных характеристик озёр, исходя из известных. Вследствие огромного количества озёр натурные данные имеются лишь для ограниченного количества объектов, тогда как ГИС содержит информацию для всех водосборов всех озёр Карелии по целому ряду физико-географических и экологических показателей: структура и динамика лесных и болотных экосистем, определяющих продукцию органических веществ; антропогенные нарушения; ландшафтный контекст (рельеф, тип четвертичных отложений).

Ключ. слова

геоматическое моделирование, таёжные экосистемы, озёра, водосборы, рельеф

Список литературы

  1. Зобкова М.В., Ефремова Т.А., Лозовик П.А., Сабылина А.В. Баланс органического вещества в озёрах Карелии. Озёра Евразии: проблемы и пути их решения. Материалы 1-й Межд. конф. (11–15 сентября 2017 г.). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2017. С. 358–364.
  2. Калинкина Н.М., Филатов Н.Н., Теканова Е.В., Балаганский А.Ф. Многолетняя динамика стока железа и фосфора в Онежское озеро с водами р. Шуя в условиях климатических изменений. Региональная экология, 2018. № 2 (52). С. 65–73. DOI: 10.30694/1026-5600-2018-2-65-73.
  3. Карпечко Ю.В. Влияние рубок на сток с лесопокрытой части водосбора Онежского озера. Труды КарНЦ РАН, 2016. № 5. С. 13–20. DOI: 10.17076/lim285.
  4. Карпечко Ю.В., Бондарик Н.Л. Гидрологическая роль лесохозяйственных и лесопромышленных работ в таёжной зоне Европейского Севера России. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2010. 225 с.
  5. Крестовский О.И. Влияние вырубок и восстановления лесов на водность рек. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 118 с.
  6. Литинский П.Ю. (а) 3D-модель спектрального пространства снимков Landsat как основа геоматической модели бореальных экосистем. ИнтерКарто. ИнтерГИС. Материалы Междунар. конф. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2018. Т. 24. Ч. 2. С. 116–128. DOI: 10.24057/2414-9179-2018-2-24-116-128.
  7. Литинский П.Ю. (б) Пространственно-временная модель наземных экосистем водосбора Онежского озера. Труды КарНЦ РАН, 2018. № 3. С. 94–106. DOI: 10.17076/lim742.
  8. Меншуткин В.В., Филатов Н.Н., Потахин М.С. Разработка экспертной системы «Озёра Карелии». Ч. 1. Порядковые и номинальные характеристики озёр. Водные ресурсы, 2009. Т. 36. № 2. C. 160–171.
  9. Озёра Карелии. Справочник. Ред. Н.Н. Филатов, В.И. Кухарев. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013. 464 с.
  10. Bosch J.M., Hewlett J.D. A review of catchment experiments to determine the effect of vegetation changes on water yield and evapotranspiration. Journal of Hydrology, 1982. No 55. P. 3–23.
  11. Hongve D., Van Hees P.A.W., Lunstrom U.S. Dissolved components in precipitation water percolated through forest litter. European Journal of Soil Science, 2000. No 51. Iss. 4. P. 667–677.
  12. Ide J., Finer L., Lauren A., Piirainen S., Launainen S. Effects of clear-cutting on annual and seasonal runoff from a boreal forest catchment in eastern Finland. Forest Ecology and Management, 2013. V. 304. P. 482–491.
  13. Litinsky P. Visualization of Landsat image spectral space as a method of boreal ecosystems geomatic modeling (on the example of Eastern Fennoscandia). Geoinformatics & Geostatistics: An Overview, 2018. V. 6. Iss. 3. DOI: 10.4172/2327-4581.1000183.
  14. Lofts S., Simon B.M., Tiping E., Woof C. Modeling the solid-solution partitioning of organic matter in European forest soils. European Journal of Soil Science, 2001. No 52. P. 215–226.

Для цитирования: Литинский П.Ю. Методика создания ГИС водосборов в экспертной системе «Озёра Карелии». ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Издательство Московского университета, 2019. Т. 25. Ч. 2. С. 260–270 DOI: 10.35595/2414-9179-2019-2-25-260-270

For citation: Litinsky P.Yu. The methods of creating of the GIS of catchments in the expert system “Lakes of Karelia”. InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: Moscow University Press, 2019. V. 25. Part 2. P. 260–270. DOI: 10.35595/2414-9179-2019-2-25-260-270 (in Russian)