Файл: Эколого-географический анализ и моделирование распространения биообъектов с использованием ГИС.pdf

(по Афонин А.Н., Ли Ю.С., 2011). 

Сходный  концепт  лежит  в  основе  многих  современных  технологий  моделирования 

распространения  видов,  сортов  и  сообществ  живых  организмов,  базирующихся  на  эколого-
географическом принципе. 

Последовательность  действий  при  выявлении  потенциального  экологического  ареала 

биологического  объекта  посредством  эколого-географического  анализа  и  моделирования  с 
использованием  геоинформационных  технологий  в  варианте  конвертного  моделирования  по 
растровым экологическим картам складывается следующим образом: 

1) Выявление основных лимитирующих распространение вида факторов среды. 
2) Количественное  определение  экологических  амплитуд  (зон  толерантности)  вида  по 

отношению  к  каждому  лимитирующему  фактору.  -  При  эколого-географическом  анализе  
осуществляется  сопоставлением  имеющихся  сведений  о  местах  нахождения  биологических 
объектов с информацией экологических карт (операции наложения слоев и экстракции значений 
с экологических карт в точках и зонах нахождения биологических объектов). 

3) Выявление  по  экологическим  картам  экологически  пригодных  территорий  (ЭПТ)  по 

отношению  к  каждому  лимитирующему  распространение  вида  фактору  (операции 
реклассификации).  Экологически  пригодная  территория  –  это  совокупность  клеток  растра, 
значения  экологических  факторов  среды  которых  находятся  в  пределах  экологической 
амплитуды вида по данному фактору. 

4) Моделирование  потенциального  экологического  ареала  вида,  как  территории,  пригодной 

для обитания вида по всей совокупности ЭПТ – то есть выбор территорий, каждая точка которых 

пригодна  для  существования  вида  по  всей  совокупности  лимитирующих  факторов  (операции 
растровой алгебры). 

Далее  на  практикумах  мы  разберем  пример  эколого-географического  анализа  и 

моделирования  распространения  биологического  объекта  по  приведенной  схеме.  Для  решения 
этой  задачи  с  использованием  геоинформационных  технологий  нам,  прежде  всего,  потребуется 
освоить технологии ввода данных в ГИС. 

2.2. Ввод данных в ГИС 

Технологии ввода данных позволяют ввести в ГИС известные места обитания биообъектов - 

отдельные  точки  или  площади  ареалов.  При  этом  становится  возможным  наложение  данных  о 
местах  нахождения  объектов  на  карты  экологических  факторов  среды.  Наложение  карт 
известных  мест  нахождения/отсутствия  биологического  объекта  на  карты  экологических 
факторов  среды  позволяет  провести  эколого-географический  анализ:  выявить  факторы, 
лимитирующие  распространение  биообъекта,  оценить  количественно  его  экологические 
амплитуды  (зоны  толерантности)  по  отношению  к  лимитирующим  факторам.  Ввод  данных 
предполагает географическую привязку вводимой информации с последующей ее векторизацией 
или  растеризацией.  В  случае  ввода  географических  точек  с  приборов  геопозиционирования, 
геопривязка производится навигационными приборами. В таком случае ввод информации в ГИС 
осуществляется посредством несложных операций импорта координатно-связанной информации. 
Иногда  форматы  представления  координатно-связанной  информации  навигаторов  напрямую 
читаются ГИС-программами, - в таких случаях операции импорта точек и треков из навигаторов 
в  ГИС  осуществляются  автоматически.  В  противном  случае  координаты  точек  с  приборов 
геопозиционирования  могут  быть  переведены  в  табличную  форму  и  импортированы  в  ГИС  по 
протоколу импорта табличных данных (

см. практикум 2.1

). 

Сложнее осуществить ввод в ГИС информации о точечных и площадных ареалах объектов с 

бумажных  карт.  Такие  карты  сканируются,  и  первым  шагом  их  ввода  в  ГИС  является 
геопривязка.  В  ходе  геопривязки  ГИС-программа  получает  информацию  о  проекции  вводимой 
карты,  ее  масштабе  и  пространственной  ориентации.  Геопривязанная  отсканированная  карта 
представляет  собой  растр.  На  геопривязанную  растровую  карту  могут  быть  наложены  другие 
геопривязанные карты: например, слои топографии или экологические карты. Однако проводить 
эколого-географический анализ по отсканированной (raw) растровой карте биообъекта неудобно, 
а в ряде случаев невозможно. Сложность при визуальном анализе представляет непрозрачность 
или  только  частичная  прозрачность  растрового  слоя,  а  при  количественном  ГИС-анализе  - 
невозможность  проведения  экстракций  количественных  значений  по  растру,  не  являющемуся 
гридом  (

см. приложение 2

). Поэтому с целью последующего эколого-географического анализа с 

геопривязанной  карты  производится  векторизация  областей  интересов  (точек  и  площадей 
ареалов).  В  приведенном  ниже  практикуме  рассмотрены  варианты  ввода  данных  в  ГИС  - 
геопривязка и векторизация данных. 

Практикум 2. Ввод в ГИС данных о распространении вида 

Практикум 2.1. Ввод в ГИС точечных данных с координатной привязкой  

Задание: 

Ввод в ГИС точечных данных по температурам, полученных на российских метеостанциях.  

Материалы для выполнения задания (

скачать

): 



Файл Exel с метеоданными по станциям: meteoru_2012_s coord.xlsx 



Векторный слой государственных границ: boundary.shp (+*.shx, *.dbf, *.prj) 

Очень  часто  координаты  точек  представляются  в  виде  таблиц.  Опишем  технологию  на 

примере ввода точек по российским метеостанциям. Координаты точек по температурам воздуха 
на  15.07.2012  получены  с  сайта 

http://meteo.ru/

   В  задании  они  даны  в  виде  Exel-файла 

meteoru_2012_s coord.xlsx - Данные хранятся в Exel-таблице. QGIS работает только с текстовым 
форматом CSV. Следовательно, необходимо перевести точки из формата Exel в формат CSV. Для 
этого в программе Microsoft Exel (или OpenOffice) нужно открыть таблицу и пересохранить её, 
задав тип файла CSV (разделители-запятые). 

Работа в QGIS 

Запустите  программу.  Загрузите  векторный  слой  административных  границ  стран 

мира boundary. 

Загрузим в проект CSV-таблицу и отобразим на карте точки метеостанций. Зайдите в пункт 

меню: Слой\Добавить слой\Добавить слой CSV… 

Появится  диалог  Создать  слой  из  текстового  файла.  Выберите  файл  CSV-таблицы, 

который  необходимо  загрузить  в  проект  (1).  Если  в  данных  присутствует  кириллица,  то  может 
потребоваться  сменить  кодировку  (2),  иначе  русские  слова  могут  отображаться  некорректно. 
Выберите  разделители  колонок,  в  нашем  случае,  это  точка  с  запятой  (4).  Задайте  названия 
колонок  для  координаты  X  (5)  и  Y  (6).  Координате  X  соответствует  долгота  (longitude),  a  Y  – 
широта (latitude). OK (7). 

В появившемся диалоге Выбор системы координат укажите (1) систему координат WGS-84 

(ID источника - EPSG: 4326) (2). OK (3). 

Слой точек появится в панели слоёв и отобразится в области карты в виде точечного слоя.