Картографирование структуры пространственных точечных образов в региональном масштабе

Геоинформационные системы
УДК: 
528.9+519.2
DOI: 
10.22389/0016-7126-2022-989-11-50-63
1 Украинский П.А.
2 Буряк Ж.А.
3 Терехин Э.А.
Год: 
2022
№: 
11
989
Страницы: 
50-63

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

1, 
2, 
3, 
Аннотация:
Для выявления географических закономерностей в изменении структуры пространственных точечных образов предложено использование картографической визуализации. Описаны подходы к сбору исходных данных, механизмы расчета характеристик пространственной структуры и способы их отображения на карте. Процесс картографирования сочетает в себе элементы из геоинформатики, пространственной статистики и картографии. Интеграция элементов методики выполнена на базе языка программирования R и пакета spatstat. На языке R написан скрипт, позволяющий автоматизировать расчет количественных характеристик пространственной структуры. Определены тринадцать показателей, которые можно использовать для картографической визуализации особенностей структуры пространственных точечных образов. Описанный подход опробован на примере участков разреженной древесной растительности, встречающихся в овражно-балочной сети Центрального Черноземья.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-27-00291.

Список литературы: 
1.   Аванесова А. А. Динамика растительности Стрелецкой степи (Центрально-Черноземный заповедник) при разных режимах охраны // Ботанический журнал. – 2004. – Т. 89. – № 5. – С. 796–811.
2.   Агафонов В. А., Киселева Е. С., Ганнибал Б. К., Шилова И. Н., Чернышова Т. Н. К флоре природно-культурного комплекса «Дивногорье» (Воронежская область) // Вестник Воронежского гос. ун-та. Сер. Химия. Биология. Фармация. – 2016. – № 3. – С. 48–52.
3.   Бережной А. В., Бережная Т. В. Лесостепь, разнообразие ее типов и перспективы их охраны // Флора и растительность Центрального Черноземья – 2013: Материалы межрег. науч. конф. – Курск. – 2013. – С. 96–100.
4.   Ганнибал Б. К., Недвига В. В. Фитоценотические параметры степных редколесий (на примере Ямской степи) // Сб. Актуальные проблемы геоботаники. – Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, – 2007. – С. 133–137.
5.   Кудрявцев А. Ю. Классификация древесно-кустарниковой растительности лесостепного комплекса Приволжской возвышенности // Растительность России. – 2009. – № 15. – С. 27–43.
6.   Мильков Ф. Н. О естественных ландшафтах юга Русской равнины // Известия РАН. Сер. географическая. – 1995. – № 5. – С. 5–18.
7.   Полуянов А. В. Опушечно-степные сообщества участков Ямская степь и Лысые горы заповедника «Белогорье» // Известия Самарского науч. центра Российской академии наук. – 2012. – Т. 14. – № 1-4. – С. 1096–1099.
8.   Савельев А. А., Мухарамова С. С., Чижикова Н. А., Пилюгин А. Г. Теория пространственных точечных процессов в задачах экологии и природопользования (с применением пакета R): Учеб. пособие – Казань: Изд-во Казан. ун-та, – 2014. – 146 c.
9.   Секретенко О. П., Грабарник П. Я. Анализ горизонтальной структуры древостоев методами случайных точечных полей // Сибирский лесной журнал. – 2015. – № 3. – С. 32–44. DOI: 10.15372/SJFS20150304.
10.   Фардеева М. Б., Исламова Г. Р., Чижикова Н. А. Анализ пространственно-возрастной структуры растений на основе информационно-статистических подходов // Ученые записки Казан. ун-та. Сер. Естественные науки. – 2008. – Т. 150. – № 4. – С. 226–240.
11.   Харитонов С. П. Метод «ближайшего соседа» для математической оценки распределения биологических объектов на плоскости и на линии // Вестник Нижегород. ун-та им. Н. И. Лобачевского. Сер. Биология. – 2005. – № 1. – С. 213–221.
12.   Харченко Н. А., Харченко Н. Н. К вопросу о происхождении дубрав в Центральной лесостепи // Лесотехнический журнал. – 2013. – № 3 (11). – С. 43–50.
13.   Alazawi M. A., Jiang S., Messner S. F. (2022) Identifying a spatial scale for the analysis of residential burglary: An empirical framework based on point pattern analysis // PloS ONE. 17 (2), e0264718 p. DOI: 10.1371/journal.pone.0264718.
14.   Allard D., Fraley C. (1997) Nonparametric maximum likelihood estimation of features in spatial point processes using Voronoi tessellation. Journal of the American Statistical Association 92 (440), pp. 1485–1493. DOI: 10.1080/01621459.1997.10473670.
15.   Baddeley A., Rubak E., Turner R. (2015) Spatial Point Patterns: мethodology and аpplications with R Chapman and Hall/CRC Press, London, 828 p.
16.   Ben-Said M. (2021) Spatial point-pattern analysis as a powerful tool in identifying pattern-process relationships in plant ecology: an updated review // Ecological Processes. 10, pp. 56. DOI: 10.1186/s13717-021-00314-4.
17.   Byers S., Raftery A. E. (1998) Nearest-neighbour clutter removal for estimating features in spatial point processes // Journal of the American Statistical Association. 93, pp. 577–584. DOI: 10.1080/01621459.1998.10473711.
18.   Knitter D., Nakoinz O. (2018) Point pattern analysis as tool for digital geoarchaeology: a case study of megalithic graves in Schleswig-Holstein, Germany // Digital Geoarchaeology. pp. 45–64. DOI: 10.1007/978-3-319-25316-9_4.
19.   Muvengwi J., Ndagurwa H. G., Nyenda T., Mwembe R., Mbiba M. (2017) Spatial pattern analysis of encroaching tree species (Vachellia karroo and Vachellia nilotica) after fire suppression in a semi-arid savanna // Journal of Tropical Ecology. 33 (6), pp. 411–414. DOI: 10.1017/S0266467417000384.
20.   Perry G. L. W., Miller B. P., Enright N. J. (2006) A comparison of methods for the statistical analysis of spatial point patterns in plant ecology // Plant ecology. 187 (1), pp. 59–82. DOI: 10.1007/s11258-006-9133-4.
21.   Ukrainskiy P., Terekhin E., Lisetskii F., Zelenskaya E., Gusarov A. (2020) The influence of relief on the density of light-forest trees within the small-dry-valley network of uplands in the forest-steppe zone of Eastern Europe // Geosciences. 10 (11), pp. 1–18. DOI: 10.3390/geosciences10110420.
22.   Velázquez E., Martínez I., Getzin S., Moloney K. A., Wiegand T. (2016) An evaluation of the state of spatial point pattern analysis in ecology // Ecography. 39 (11), pp. 1042–1055. DOI: 10.1111/ecog.01579.
23.   Wiegand T., He F., Hubbell S. P. (2013) A systematic comparison of summary characteristics for quantifying point patterns in ecology // Ecography. 36 (1), pp. 92–103. DOI: 10.1111/j.1600-0587.2012.07361.x.
24.   Yazici M. (2017) Spatial point pattern analyses and its use in geographical epidemiology // Biostatistics and biometrics open access journal. 1 (5), pp. 99–103. DOI: 10.19080/BBOAJ.2017.01.555573.
Образец цитирования:
Украинский П.А., 
Буряк Ж.А., 
Терехин Э.А., 
Картографирование структуры пространственных точечных образов в региональном масштабе // Геодезия и картография. – 2022. – № 11. – С. 50-63. DOI: 10.22389/0016-7126-2022-989-11-50-63
СТАТЬЯ
Поступила в редакцию: 11.07.2022
Принята к публикации: 16.11.2022
Опубликована: 20.12.2022

Содержание номера

2022 ноябрь DOI:
10.22389/0016-7126-2022-989-11