методы исследований, книга. Высшее профессиональное образование

• Название: Высшее профессиональное образование
• Анкор: методы исследований, книга.doc
• Дата: 03.12.2017
• Размер: 11.53 Mb.
• Имя файла: методы исследований, книга.doc
• Тип: Документы; #10635
• страница: 13 из 30

Работа с аэрофото- и космическими материалами и отраслевыми картами. Использование аэрофотоматериалов можно рекомендо­вать как для крупного, так и для среднего масштабов исследова­ний. Космические снимки удобны для работ мелкого и среднего масштабов, а при условии их увеличения и для крупного.

Обычно при крупномасштабных исследованиях используются черно-белые контактные отпечатки аэрофотоснимков разных масш­табов (чаще 1:17 000 и 1:12 000, но возможны и другие — от 1:5000 до 1:60 000) в зависимости от наличия в фондах Госгеонадзора готовых негативов, так как заказывать специально новую аэрофо­тосъемку часто невозможно из-за финансовых соображений. Вы­бираются материалы более свежих полетов, лучше начала лета, когда контрастность в увлажнении разных ПТК фиксируется наи-[ более четко.

На аэрофотоснимках обычно хорошо просматриваются типы местностей со специфичной для них урочищной структурой. Мож­но распознать на них и подурочища, и отдельные крупные фации. На космических снимках, охватывающих большую территорию, видны уже разные ландшафты, приуроченные к определенным тектоническим структурам, или, может быть, «просвечивают» тек­тонические структуры через разный рисунок ландшафтов.

По возможности используются цветные или спектрозональ-ные снимки, особенно для дешифрирования растительности, а также (дополнительно) аэрофотоснимки прежних лет разной дав­ности, по которым можно проследить скорость протекания неко­торых процессов (например, эоловых, эрозионных, заболачива­ния, зарастания, смену угодий, изменений в размещении насе­ленных пунктов и т.д.). Практикуется также просмотр парных сним­ков под стереоскопом. На снимках выявляются контуры, отлича-

121

ющиеся по форме, фототону, рисунку (структуре) фотоизображе­ния, его тени.

Выявляются, в первую очередь, естественные границы, свя­занные с изменениями природного характера. Резкая смена фото­изображения по прямолинейным границам часто отражает резуль­таты хозяйственной деятельности человека (смену угодий, полей севооборота и др.). Такие границы интересны как границы произ­водных (антропогенных модификаций) фаций и урочищ, обычно они тоже фиксируются, но иным способом, чем природные (на­пример, точечным пунктиром).

При дешифрировании используются как прямые признаки объектов, непосредственно видимые на аэрофотоснимке, так и косвенные, базирующиеся на закономерных связях, существу­ющих в ПТК. Например, если на террасе отдешифрирован сосно­вый лес, то вполне вероятно, что она песчаная. Или, если распа­ханный участок вблизи бровки балки имеет более светлый тон, чем соседние, то, скорее всего, его почвы значительно эродиро­ваны, и т.д.

Зачастую изменение рисунка либо тона вполне объяснимо и со­ответствует или изменению растительности, или увлажнения, или же слагающих поверхность пород, или сразу нескольких компо­нентов, в чем можно убедиться, сверившись с топокартой и (или) отраслевыми природными картами. Но нередко в камеральных условиях объяснить причину изменения характера изображения на аэрофотоснимке не удается, и расшифровка его откладывается на полевой период.

Результаты дешифрирования вырисовывают на матовой плен­ке, наложенной поверх аэрофотоснимка, мягким простым каран­дашом и (или) гуашью. Можно сразу переносить их на топоосно-ву, дополняя или уточняя те контуры, которые на ней уже были отрисованы по горизонталям как формы и элементы форм релье­фа. Параллельно составляют табличную (рабочую) легенду, где для каждого выделенного и пронумерованного контура раскрывают его основное содержание: местоположение и рельеф, породы, увлаж­нение, почвы, растительность. В примечании указывают, необхо­димо ли полевое уточнение свойств ПТК, и чего именно (опозна­ние слагающих пород, почв и т.д.).

Составление предварительной ландшафтной карты среднего масштаба отличается меньшей степенью детальности дешифриро­вания. Известные трудности возникают при этом в связи с разно-масштабностью материалов. Как правило, масштаб аэрофотосним­ков намного крупнее составляемой карты. В связи с этим удобнее пользоваться не отдельными контактными отпечатками, а накид­ными монтажами или, еще лучше, фотосхемами, либо увеличен­ными космоснимками (и космопланами с нанесенными на них горизонталями), позволяющими обозревать одновременно боль-

122

; Шую территорию, выявлять на ней природные территориальные комплексы, и укладывать их на топографическую основу избранного масштаба или на наложенную на нее кальку (пленку). Просмотр всей массы контактных отпечатков аэрофотоснимков под стерео­скопом в этом случае практически невозможен из-за слишком боль­шого их количества. Однако в отдельных случаях это вполне целе­сообразно, например при выявлении границ, совпадающих с пе­регибами склонов коренных берегов речной долины, террас и др. Как правило, в учебных планах физико-географов-ландшафто-ведов есть специальные курсы по дешифрированию аэрофото- и космических снимков, поэтому мы не будем на этом останавли­ваться, лишь назовем для интересующихся некоторые источники: Земля — планета людей. Взгляд из космоса. — М.: Варяг, 1995. Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков:

£ Сканирующая система. Фрагмент. Методика и результаты. — Бер­лин: Академи-форлаг. — М.: Наука, 1988.

Альбом образцов топографического дешифрирования аэросним-

| ков // Труды ЦНИИГАиК. - М., 1967. - Вып. 180.

Дешифрирование четвертичных отложений. — М., Л.: Наука,

■966.

Очень наглядные иллюстрации результатов дешифрирования аэро-

I, фотоснимков (особенно по горным регионам) приведены М. Н. Пет-русевичем (1962, 1976). Можно назвать также работы В. Г. Госпо-динова (1961), С.П.Альтера (1966), А.А.Видиной (1982) и др.

При любом масштабе работ для наполнения контуров конкрет­ным содержанием одновременно с анализом аэрофото- и космо-материалов используются имеющиеся по изучаемой территории специальные (компонентные) карты: почвенная, четвертичных отложений, дочетвертичных отложений, структурно-тектониче­ские, гидрогеологические, инженерно-геологические, геоморфо­логические, карты (планы) лесной таксации и другие, показыва­ющие растительный покров. Однако растительность — компонент, как правило, наиболее измененный человеком. Эти изменения могут быть недолговечны и случайны, а сами карты (и планы) часто слишком мозаичны, что затрудняет их использование. Поэтому материалы по растительному покрову территории используются уже после всех других. Особое внимание обращается на типы мес­тообитаний, для чего пользуются шкалами Л. Г. Раменского (1971), В. В. Погребняка (в переработке А.А. Видиной, 1974, 1982), эко­логическими рядами (С.В.Викторов, 1979), с тем, чтобы за сегод­няшней картиной сильно измененной растительности разглядеть ее коренные варианты.

В случае несоответствия контуров специальных карт с характе­ром фотоизображения предпочтение отдается аэрофотоматериа­лам, однако возникший вопрос фиксируется для дальнейшего выяснения.

:

Составленные по аэрофото- и (или) космоматериалам и спе­циальным картам (геологическим, геоморфологическим и др.) предварительные ландшафтные карты имеют, как правило, до­вольно хорошую рисовку контуров, но схематичную легенду, еще недостаточно полную и точную по содержанию.

Однако несмотря на всю неполноту, легенда предварительной ландшафтной карты не должна представлять собой хаотичный пе­речень контуров различного содержания. Уже в подготовительный период надо стремиться систематизировать материал, произвести первоначальную классификацию ПТК, соблюдая структурно-ге­нетический принцип и избегая логических ошибок.

А. А. Видина (1973) по материалам Среднерусской экспедиции географического факультета МГУ разработала типологическую классификацию морфологических частей ландшафтов равнин (уро­чищ, подурочищ) для целей крупномасштабного картографиро­вания в масштабах 1:10 000— 1:100 000. На базе этой классифика­ции можно создать достаточно подробную легенду в текстовом либо табличном варианте. Фрагменты тех и других легенд ландшафтных карт разного масштаба приведены нами в приложениях 3 — 6.

В процессе полевой работы основная задача заключается в рас­крытии содержания выявленных контуров (по их типологическим группам) и в выяснении спорных вопросов, возникших при ана­лизе разнородных материалов. Границы же контуров ПТК обычно мало изменяются после полевых работ, так как аэрофото- и кос-моматериалы позволяют положить их на карту даже с большей степенью точности, чем при непосредственном наблюдении в поле.

По предварительной ландшафтной карте еще до выезда в поле рекомендуется разработать сеть маршрутов и наметить точки ком­плексных описаний. А. А. Видина (1982) считает возможным для круп­ного масштаба работ (1:10 000— 1: 25 000) в лесной зоне средней полосы России задавать одной рабочей паре (специалист и рабо­чий или коллектор) на однодневный маршрут протяженностью 2—3 км 20 — 23 точки комплексного описания (полного на основ­ных точках и сокращенного на картировочных). В лесостепной зоне при большей сложности описания почвенных профилей серых лес­ных почв и черноземов дневная норма снижается до 12— 15 точек на рабочую пару, но одновременно увеличивается длина полевого маршрута до 3 — 4 км. Последнее связано, по нашему мнению, с меньшей сложностью морфологической структуры ландшафтов эрозионно-денудационных равнин лесостепи по сравнению с ланд­шафтами моренных и моренно-водноледниковых равнин лесной зоны, что позволяет делать сеть точек более разреженной.

На 1 км² может быть задано от 2 — 3 до 20 — 25 точек. В среднем необходимая плотность точек на 1 км² в лесной зоне составляет 10—15, в лесостепной 6 — 8, а на ключевых участках до 10—12 точек и больше. Это несколько более высокие нормы, чем приве-

124

I денные ниже расчеты, заимствованные из опыта почвенной съем-I ки. Может быть, это и правомерно, так как ландшафтная съемка, i по-видимому, сложнее почвенной, по крайней мере, по мнению [' И. И. Мамай, указанные выше нормы занижены. Ландшафтоведы ; давно уже отказались от практиковавшегося ранее в отраслевых | исследованиях регулярного размещения точек по сети квадратов, ) так как использование аэрофотоснимков, хороших топографиче­ских карт и других материалов и составление предварительных ланд-| шафтных карт позволяет сделать эту сеть более рациональной — {разреженной на крупных контурах относительно однородной тер-[ ритории и более густой на площадях с мелкоконтурными и раз-I ными по характеру ПТК. Однако использование компьютерной тех-Iники при составлении ландшафтных карт вновь вынуждает нас [признать правомерность метода регулярного размещения точек [ наблюдения.

Нормативы отдельных видов работ ландшафтных исследований I еще не выработаны. Для комплексного дешифрирования аэрофото-I снимков при составлении ландшафтной карты масштаба 1: 10 000 на среднеосвоенную территорию средней полосы Русской равни­ны А. А. Видина (1974) определяет норму в 5 —8 км² (или 5 —8 дм² в масштабе карты) на одного человека в день. Наш опыт работы ; показал, что для масштаба 1: 100 000 можно за это же время отде-шифрировать 100 км² (или 1 дм² в масштабе карты). Но как бы ни были значительны затраты времени на составление предваритель­ных ландшафтных карт, они оправдываются существенным повы­шением качества всей работы в целом и более сжатыми сроками полевых работ.

3.3. Полевая документация

Фиксация материалов полевых наблюдений производится в полевом дневнике, а также в журналах, бланках и прочих доку­ментах, которые разрабатываются исходя из целенаправленно­сти, масштаба работ и других специфических особенностей экс­педиции.

Дневник (наряду с полевой картой и бланками) — один из | основных документов, требующих тщательного хранения и акку-I ратного обращения. На правой стороне страниц простым мягким [ карандашом предельно четко ведутся текстовые записи по ходу [ наблюдений, на левой стороне делаются зарисовки, составляются [ схематические планы, колонки геологических обнажений, запи-I сываются фотокадры, вносятся поправки, относящиеся к тексту правой стороны.

Полевой дневник в первый же день работы должен иметь за-I полненный титульный лист, на котором указываются: название

I

организации, экспедиции, номер полевого дневника, фамилия, имя, отчество исследователя, дата начала ведения дневника и но­мер точки, с которой начата работа, а позже — дата окончания работы и номер последней точки. В конце титульного листа запи­сывается почтовый адрес и телефон для того, чтобы в случае уте­ри дневника нашедший мог бы связаться с его автором. По окон­чании дневника в начале или в конце его дается «Содержание» с названиями маршрутов и перечнем точек, описанных в каждом из них. Впрочем, лучше «Содержание» составлять в процессе полевых работ, по мере окончания каждого из маршрутов, с указанием страниц (дневник должен быть заранее пронумерован).

Если основная часть полевого материала документируется на бланках, то в дневниках записываются лишь специализированные точки (см. раздел 3.7), наблюдения по маршруту между точками, поконтурная характеристика выявленных ПТК, более сложных, чем фация (она описывается на бланке). Необходим ежевечерний просмотр полевых записей с целью контроля их полноты и пра­вильности и первичных обобщений материала.

Обычно при работе в среднем и особенно в крупном масштабах наблюдения на точках носят массовый характер, и их фиксация производится на бланках. Преимущество бланков перед полевым дневником заключается в строго определенном перечне фикси­руемых сведений. Бланк — своего рода сокращенная программа наблюдений. Чем строже будет соблюдаться требование едино­образия и сравнимости собранного материала, тем более пра­вильные и точные выводы могут быть сделаны на основании их обработки. Другое преимущество бланков — удобство «сортиров­ки» материала по нужным признакам описанных фаций. Недостат­ки бланка — его привязанность к «точке» (фации) и некоторая его «формалистичность». Последнее качество уже упоминалось как по­ложительное, помогающее обработке полевого материала, но жест­кая форма не всегда вмещает в себя все. Обстановка может требо­вать записей дополнительных фактов, не предусмотренных графа­ми бланков. Вот почему даже при наличии бланков ведение поле­вого дневника остается обязательным для исследователя.

Форма бланка (бланков) вырабатывается в экспедиции в под­готовительный период или заимствуется из имеющихся образцов. Она может и должна изменяться в зависимости от направления исследований и от условий района работ. Применение универсаль­ных бланков «на все случаи жизни» неудобно. Однако разнообра­зие форм бланков не должно быть беспредельным, иначе матери­алы полевых исследований различных экспедиций могут оказаться плохо сопоставимыми. Чтобы получить сравнимые материалы, не­обходима максимально однородная информация. И в дневнике, и в бланках нельзя ничего стирать, можно лишь зачеркивать и пи­сать заново. Нельзя уничтожать бесследно записи, показавшиеся

126

I ошибочными, чтобы не лишить себя возможности вновь подумать | над неясными вопросами. К тому же правка по стертому может Iвызвать у кого-либо сомнение в достоверности написанного. По-| левой бланк, полевая карта, дневник — это документы и отноше-[ ние к ним должно быть соответствующим.

13.4. Рекогносцировка и выбор участков для детальных исследований Прежде чем начать полевые исследования, руководство экс-едиции проводит предварительную разведку — рекогносцировку. Исследования мелкого масштаба, как правило, охватывающие весьма обширные территории, нередко проводятся без рекогно-i сцировки, так как сами они носят характер маршрутных наблюде-рний, в меньшей степени — ключевых. Трудно предпослать этим I исследованиям еще более быстрый предварительный осмотр тер-| ритории. В этом случае наиболее эффективны аэровизуальные на-I блюдения с самолета или вертолета, но это далеко не всегда воз-I можно.

При среднемасштабных исследованиях рекогносцировка необ-■ ходима.

Первая ее задача — предварительное ознакомление с террито-I рией и выбор ключевых участков, подлежащих детальному изуче-? нию и охватывающих по возможности все разнообразие ландшаф-[ тов, представленных на изучаемой территории.

Вторая задача — выявление степени соответствия картографи-» ческого и аэрофотоматериала и сведений, полученных из литера-г турных и фондовых источников, действительной обстановке на Iместности. Это может касаться и границ лесных массивов, пашни, | луговых угодий, и наличия или отсутствия дорог и населенных | пунктов, и характера грунтов и т.д. Если в процессе такой провер-} ки окажется, что имеющиеся материалы полноценны и им можно доверять, то это существенно облегчит работу и, возможно, по-' зволит сделать несколько более разреженной сеть маршрутов, за­планированную ранее. В противном случае объем работ увеличи­вается.

Третья задача — выработка единой для всей экспедиции мето­дики наблюдений и фиксации их результатов, согласование при­менения терминов и наименований при определении форм релье­фа, цвета пород и почвенных горизонтов, механического состава Почв в пробах на скатывание, полных названий природных терри­ториальных комплексов и т.д. Для этого очень важно, чтобы в ре­когносцировке участвовали, кроме начальника и научного руко­водителя экспедиции, по крайней мере, все начальники отрядов, если нельзя обеспечить участия всех полевых работников. Сам же

127

процесс работы представляет собой обычно совместные наблюде­ния на точках и по маршруту, закладку типичных профилей, проб­ную съемку одного или нескольких ключевых участков. Начина­ющие исследователи одновременно проходят свою первую стажи­ровку.

При крупномасштабных исследованиях съемка ведется методом сплошного картографирования, благодаря чему роль ключевых участков здесь менее значительна. В основном же задачи остаются теми же, которые перечислены выше.

Что касается выяснения степени соответствия материалов дей­ствительности, то при любом масштабе работ в задачу рекогно­сцировки не входит сплошная проверка. Выясняется лишь степень соответствия и наиболее слабые места материалов. В процессе ре­когносцировки целесообразно также описание некоторых геоло­гических обнажений и типичных для территории форм рельефа (см. раздел 3.7).

Еще один вид работы начинается во время рекогносцировки, а позже продолжается в процессе всего полевого периода — сбор фондовых материалов на местах и получение устных сведений от местных жителей, специалистов сельского и лесного хозяйства и других лиц. Чем крупнее масштаб работ, тем больше необходимо­сти в сборе данных, получить которые в подготовительный период просто невозможно. Например, книгу истории полей можно уви­деть только у агронома хозяйства. Он же может рассказать о мно­гом, что касается местных различий в сроках полевых работ на отдельных участках, о конкретной урожайности сельскохозяйствен­ных культур в разных подурочищах и фациях. Местные жители вспомнят о катастрофических половодьях, подскажут собственные названия ручьев, лесных и луговых урочищ и т.д.

Результатом проведенной рекогносцировки должны быть откор­ректированные маршруты дальнейшей полевой работы, нанесен­ные на предварительной ландшафтной карте, выбранные линии опорных профилей, переработанная легенда к карте, унифициро­ванная методика наблюдений, фиксации материалов и сбора об­разцов. Обычно также после рекогносцировки еще раз просматри­вается и корректируется программа исследований в соответствии с конкретной обстановкой.