Аннотация. В этой статье изложены результаты математико-картографического моделирования гомогенности пространственного строения растительного покрова на компьютере с применением геоинформационных систем на примере территории Азербайджана.
Ключевые слова: моделирование, пространственное строения, растительный покров, гомогенность, геоинформационные системы, цифровые карты.
Географические науки
УДК 911.6
Набиев Алпаша Алибек,
Доктор наук по геоинформатике,
старший преподаватель кафедры физической географии,
географического факультета,
Бакинский Государственный Университет
Nabiyev Alpasha Alibek
Doctor of geoinformatics,
Senior lecturer Department of Physical geography,
Faculty of geography, Baku State University
МАТЕМАТИКО-КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГОМОГЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО СТРОЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА АЗЕРБАЙДЖАНА
MATHEMATICAL-CARTOGRAPHICAL MODELING OF SPATIAL STRUCTURE HOMOGENEITY VEGETATION OF AZERBAIJAN
Аннотация. В этой статье изложены результаты математико-картографического моделирования гомогенности пространственного строения растительного покрова на компьютере с применением геоинформационных систем на примере территории Азербайджана.
Ключевые слова: моделирование, пространственное строения, растительный покров, гомогенность, геоинформационные системы, цифровые карты.
Abstract. This article presents the results of mathematical-cartographic modeling of homogeneity spatial structure of vegetation on computer using geographic information systems on the example of Azerbaijan territory.
Keywords: modeling, spatial structure, vegetation cover, homogeneity, geoinformation system, digital map.
Термин гомогенность (от греч. ὁμός — равный, одинаковый + γένω — род) означает – однородность объектов по выбранным признакам [1]. По мнению Канта, согласно принципу гомогенности, видовые понятия должны иметь между собой нечто общее, что позволяет объединять их общим родовым понятием. [2].
В области физической географии и геологии под термином гомогенность подразумевают диффузионное перемешивание двух показателей, контактное взаимодействие двух показателей, проникновение одного показателя в пограничную область другого и т.д. А степень гомогенности определяются взаимопереходами элементов, которые отмечаются граничной линией [3].
Учитывая выше отмеченное, мы пришли к такому выводу, что определение пространственной границы гомогенных территорий по значениям проникновения площади одного вида растительности в пограничную область другого имеет большое значение для проведения научного и прикладного районирования исследуемой территории для целей решения геоэкологических проблем.
При этом мы на карте растительного покрова (Карта составлена сотрудниками Института Ботаники под ред. Академика В.Дж. Гаджиева в масштабе 1: 600 000, 1992 г.) разделили территорию Азербайджана на 391 квадратов площадью 250 кв. км каждый. Далее в пределах каждого квадрата измерена площадь видов растительности с помощью геоинформационной системы MAPINFO5. Потом определена общая площадь каждого вида растительных ареалов в пределах квадратов.
Остальные математические вычисления выполнены следующим образом [3, c. 69-75]:
Шаг 1. Определены номера группы квадратов (по 4 квадратам) имеющие географические границы (соседства), после чего определена общая площадь для каждого вида растительных ареалов в пределах выбранной группы квадратов (Рис.2)
Шаг 2. Для каждой группы квадратов составлена матрица «Квадрат-компонент» следующим образом:
Таблица № 1
Матрица площадей растительных ареалов по квадратам выбранной группы
(на примере второй группы квадратов-3,4,9,10, смотрите - Рис.2)
|
№ группы kвадратов-n
|
. № различных видов растительных ареалов-(m)-кв.км |
|||||||
|
10 |
6 |
9 |
3 |
12 |
1 |
4 |
16 |
|
|
3 |
21,14 |
366,1 |
37,31 |
37.58 |
355,1 |
0 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
124,281 |
0 |
115.9 |
22,02 |
98,71 |
95,49 |
0 |
|
9 |
0 |
0 |
17,55 |
37,99 |
781,17 |
0 |
0 |
3,28 |
|
10 |
160,62 |
59,54 |
0 |
118,6 |
651,8 |
3,794 |
25,701 |
0 |
Шаг 3. Определена сумма площадей, занимаемых одним компонентом по всем квадратам по формуле
(1)
в нашем примере эта сумма площадей выглядет следующим образом:
Таблица №2
|
m |
10 |
6 |
9 |
3 |
12 |
1 |
4 |
16 |
|
|
T1 |
181,76 |
549,921 |
54,86 |
156,59 |
1810,09 |
102,504 |
121,191 |
3,28 |
2980,196 |
(2)
в нашем примере этот показатель выглядит так
Таблица №3
|
m |
10 |
6 |
9 |
3 |
12 |
1 |
4 |
16 |
|
|
T2 |
26245,68 |
153020 |
1700,04 |
30354,27 |
1161651 |
9758,1 |
9778,83 |
10,76 |
1392518,37 |
Шаг 5. Определено суммарное значение T2 по всем компонентам по формуле:
(3)
В нашем примере значение T3 = 1392518,374
Шаг 6. Определено суммарное значение T1 по всем компонентам по формуле:
(4)
В нашем примере значение T4 = 2980,2
Шаг 7. Определена разница между суммой средних квадратов по компонентам и средним квадратом T4 по формуле:
(5)
здесь N общее число случаев.
В нашем примере значение A=704994,83
Шаг 8. Определена разница между суммой квадратов Pij по компонентам и квадратам и суммой средних квадратов по формуле:
(6)
В нашем примере значение B=264590,59
Шаг 9. Разделение полученных значений А и B на соответствующие величины степеней свободы:
(7)
и
(8)
В нашем примере значение Y1= 100713,5; Y2= 15564,15
В последнем этапе вычислено отношение Y1/ Y2 .
В нашем примере значение (Y1/Y2)=6,47
В последнем этапе вычислено отношение этих выражений, которое можно назвать коэффициентом гомогенности растительного покрова (Кгрп) и выразить его следующим образом:
(9)
Значение этого отношения было проверено со стандартным значением критерия Фишера F0,05 для указанного уровня доверия. После этой проверки было выяснено, что почти для всех групп квадратов значения коэффициента гомогенности доказывает, что рассматриваемые территории (территория групп квадратов) строения видов растительных ареалов по уровню гомогенности не различаются, а по степени гомогенности различаются, что отображено на цифровой изолинейной карте (Рис.4) за исключением некоторых групп квадратов.
Полученные коэффициенты гомогенности растительного покрова приведены в таблице № 4.
Таблица №4
Коэффициент гомогенности (Кгрп) строения растительного покрова Азербайджана по квадратам выбранной группы (87 квадрат)
|
№ кв |
X |
Y |
Kгрп |
№ кв |
X |
Y |
Kгрп |
|
1 |
164.714 |
419.533 |
1.481 |
45 |
252.599 |
242.723 |
3.47 |
|
2 |
203.364 |
422.462 |
2.087 |
46 |
290.21 |
242.723 |
2.84 |
|
3 |
382.914 |
421.423 |
0.334 |
47 |
327.915 |
244.708 |
1.2 |
|
4 |
202.419 |
384.757 |
2.194 |
48 |
361.652 |
243.763 |
7.89 |
|
5 |
237.101 |
384.757 |
0.467 |
49 |
400.302 |
246.598 |
0.89 |
|
6 |
344.264 |
386.647 |
0.86 |
50 |
437.913 |
244.708 |
2.06 |
|
7 |
382.914 |
387.686 |
2.18 |
51 |
474.674 |
243.763 |
0.62 |
|
8 |
57.5505 |
350.926 |
0.53 |
52 |
131.922 |
206.057 |
0.26 |
|
9 |
94.2165 |
350.926 |
4.13 |
53 |
166.698 |
205.112 |
0.45 |
|
10 |
128.993 |
350.926 |
0.96 |
54 |
202.419 |
207.002 |
3.62 |
|
11 |
164.714 |
351.871 |
4.47 |
55 |
236.156 |
204.073 |
1.57 |
|
12 |
202.419 |
349.981 |
0.75 |
56 |
273.861 |
206.057 |
0.93 |
|
13 |
236.156 |
351.871 |
0.63 |
57 |
310.527 |
207.947 |
0.45 |
|
14 |
272.822 |
350.926 |
2.58 |
58 |
347.193 |
206.057 |
2.6 |
|
15 |
307.598 |
349.036 |
2.37 |
59 |
381.969 |
206.057 |
2.71 |
|
16 |
345.303 |
349.036 |
1.24 |
60 |
419.58 |
207.002 |
2.2 |
|
17 |
381.969 |
349.036 |
1.1 |
61 |
454.356 |
207.002 |
1.31 |
|
18 |
418.635 |
350.926 |
1.19 |
62 |
26.649 |
170.336 |
0.82 |
|
19 |
97.146 |
314.26 |
1.02 |
63 |
166.698 |
170.336 |
0.5 |
|
20 |
128.993 |
314.26 |
5.15 |
64 |
203.364 |
171.281 |
3.08 |
|
21 |
164.714 |
313.315 |
4.59 |
65 |
237.101 |
169.297 |
0.59 |
|
22 |
203.364 |
317.095 |
0.98 |
66 |
273.861 |
171.281 |
1.13 |
|
23 |
236.156 |
313.315 |
0.92 |
67 |
309.582 |
170.336 |
0.51 |
|
24 |
271.877 |
315.205 |
6 |
68 |
346.248 |
172.226 |
1.1 |
|
25 |
307.598 |
313.315 |
0.38 |
69 |
382.914 |
172.226 |
0.81 |
|
26 |
343.319 |
315.205 |
0.87 |
70 |
455.301 |
171.281 |
1.49 |
|
27 |
382.914 |
316.15 |
1.54 |
71 |
417.69 |
170.336 |
1.67 |
|
28 |
419.58 |
315.205 |
1.42 |
72 |
62.37 |
150.019 |
1.71 |
|
29 |
457.286 |
316.15 |
0.42 |
73 |
94.2165 |
150.964 |
4.72 |
|
30 |
94.2165 |
277.499 |
1.29 |
74 |
187.866 |
134.521 |
2.39 |
|
31 |
132.867 |
279.484 |
1.94 |
75 |
220.752 |
133.576 |
0.52 |
|
32 |
169.533 |
280.429 |
1.5 |
76 |
257.418 |
134.521 |
2.45 |
|
33 |
202.419 |
280.429 |
2.73 |
77 |
364.581 |
134.521 |
1.58 |
|
34 |
236.156 |
279.484 |
7 |
78 |
400.302 |
132.631 |
0.68 |
|
35 |
273.861 |
277.499 |
2.72 |
79 |
437.913 |
135.56 |
0.23 |
|
36 |
309.582 |
279.484 |
0.85 |
80 |
78.813 |
116.188 |
1.92 |
|
37 |
344.264 |
276.554 |
0.56 |
81 |
112.644 |
114.298 |
1.76 |
|
38 |
381.969 |
278.539 |
2.34 |
82 |
202.419 |
99.7445 |
2.2 |
|
39 |
420.62 |
278.539 |
2.15 |
83 |
365.526 |
98.7995 |
0.44 |
|
40 |
456.341 |
279.484 |
2.53 |
84 |
132.867 |
78.5765 |
1.43 |
|
41 |
493.007 |
277.499 |
0.68 |
85 |
345.303 |
61.1885 |
2.49 |
|
42 |
150.255 |
243.763 |
1.24 |
86 |
379.985 |
63.0785 |
1.2 |
|
43 |
185.976 |
242.723 |
2.89 |
87 |
383.859 |
27.3575 |
0.5 |
|
44 |
220.752 |
242.723 |
0.74 |
|
-0.377985 |
445.615 |
|
|
|
|
|
|
|
567.284 |
444.67 |
|
|
|
|
|
|
|
568.323 |
-0.708997 |
|
|
|
|
|
|
|
-0.377985 |
0.330503 |
|
Рис.3. Цифровая изолинейная карта гомогенности пространственного строения растительного покрова Азербайджана
Полученные результаты дают нам провести частное районирование растительного покрова по степени гомогенности для целей планирования сельского хозяйства, для решения геоэкологических проблем и для целей проведения географической экспертизы исследуемой территории Азербайджана.
Карта гомогенности строения растительного покрова может быть использована для увеличения или уменьшения разнообразия выращивания различных сельхозкультур.
Литература
