Геоинформационная система мелиорируемых земель Пермского края

Аннотация

Цель исследования. Анализ состояния и инвентаризация мелиорированных земель Пермского края с обобщением результатов в виде веб-ГИС.

Место и время проведения. Работа выполнена в административных границах Пермского края по мелиорированным участкам в течение 2022−2023 гг.

Методы. Комплексный подход к решению проблемы реализован методами геоинформационного и веб-картографирования. Геоинформационная система мелиорируемых земель создана на основе крупномасштабных почвенных карт (масштаб 1:10 000). Использовали данные дистанционного зондирования Земли, которые включают в себя космические снимки среднего пространственного разрешения Landsat 5 за 1985−1990 годы, Sentinel-2 за 2020−2021 годы и снимки сверхвысокого разрешения покрытия ESRI World Imagery, а также векторные пространственные данные OpenStreetMap. Создание и информационное наполнение ГИС-проекта осуществляли в QGIS 3.22.12. Разработка клиентского веб-приложения с использованием интерфейсов Leaflet реализована при помощи модуля QGIS2Web и универсального редактора кода Brackets. Разработка главной страницы сайта выполнена на основе технологий HTML и CSS-разметки. Размещение веб-приложения организовано на платформе GitHub. Исследование проведено в несколько этапов: геопривязка сканированных крупномасштабных почвенных карт в системе координат проекции Гаусса-Крюгера, зона 10 и последующая векторизация границ мелиорируемых участков (на основе геопривязанных карт) по данным дистанционного зондирования с использованием разновременных космических снимков в синтезе каналов SWIR-NIR-RED; оценка степени зарастания неиспользуемых мелиорируемых участков по разновременным спутниковым снимкам, полученным в зимний период при помощи метода неуправляемой классификации ISODATA; векторизация участков осушительной мелиорации на основе пространственного анализа векторных данных и данных дистанционного зондирования.

Основные результаты. Созданы растровые почвенные карты с нанесением информации в векторном формате о проведенных мелиоративных мероприятиях. На территории Пермского края в 16 муниципальных районах имеются мелиорируемые земли (осушенные и орошаемые). Векторизовано 177 мелиорируемых участков и установлено их актуальное состояние; преобладают осушенные участки. Наибольшие площади (более 1000 га) мелиорируемых земель (осушенных) отмечаются в Пермском, Октябрьском, Большесосновском, Нытвенском, Куединском, Кишертском муниципальных районах. Проведена оценка степени зарастания неиспользуемых мелиорируемых участков. Разработана технологическая схема веб-сайта, сформирована атрибутивная база данных и структура ГИС-проекта. Создана геоинформационная система пространственного анализа состояния и использования мелиорируемых земель Пермского края: веб-ГИС сервис «Геоинформационная система мелиорируемых земель Пермского края».

Заключение. Актуальное состояние почвенного покрова мелиорируемых земель определяется характером землепользования. В результате анализа современного использования мелиорируемых почв сформирована геопространственная база данных и карта мелиорируемых земель Пермского края. Установлено, что наибольшие площади мелиорируемых земель в крае расположены в Пермском муниципальном районе (6944 га), Октябрьском городском округе (1175 га) и Большесосновском муниципальный округе (1169 га). Площадь неиспользуемых (заросших древесно-кустарниковой растительностью) мелиорированных земель составила 3564 га. Из существующего ГИС-проекта создано клиентское веб-приложение «Геоинформационная система мелиорируемых земель Пермского края» и организовано на платформе GitHub, что сокращает стоимость геоинформационного проекта. Использование приложения доступно любому сельхозпроизводителю и позволяет в режиме текущего времени получать информацию о плодородии почв, планировать рациональное использование земельных ресурсов агропредприятия, что способствует устойчивому развитию земледелия на мелиорируемых землях Пермского края.