Дискретный анализ пространственно-временной изменчивости геосистем Байкальской Сибири
https://doi.org/10.31857/S0869607124030044
EDN: LLSLRG
Аннотация
Теоретически и статистически исследована дискретная пространственно-временная изменчивость характеристик геосистем регионального уровня (геомов) территории Байкальской Сибири. Использовались понятия и уравнения единой квантовой теории, направленной на дробное описание процессов и явлений в терминах функционального состояния геомов в гильбертовом пространстве суперпозиции функций высотного распределения геосистем. Частотные распределения по градациям высоты определялись на основе совмещения электронной карты геомов и цифровой модели рельефа. Геомы различаются по модальным значениям высоты, соответствующим их наибольшей встречаемости – оптимальным условиям существования на территории. Распределения преобразуются в показатели интегрированной опасности, которые статистически пересчитываются в информационные функции сквозной квантовой теории. Коэффициенты изменчивости этих функций по высоте местоположения квантуются, различаются по геомам, что подтверждается результатами теоретического анализа. Построена карта квантовых уровней пространственно-временной изменчивости геомов Байкальской Сибири и схема пространственно-временных переходов между квантовыми уровнями (геомами). Обосновываются методы прогнозирования динамики и эволюции геосистем и предлагаются новые процедуры расчета квантовой изменчивости временного и пространственного положения геомов.
Ключевые слова
единая квантовая теория,
функциональный анализ,
пространственно-временная изменчивость,
дискретные состояния геомов,
цифровая модель рельефа,
Байкальская Сибирь
При поддержке: Исследование выполнено за счет средств государственного задания (№ госрегистрации темы АААА-А21-121012190056-4).
Об авторах
А. К. Черкашин
Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН
Россия
Россия
Иркутск
А. А. Фролов
Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН
Россия
Россия
Иркутск
Список литературы
1. Байкальский регион: общество и природа. Атлас / Ред. А.Р. Батуев, Л.М. Корытный, В.М. Плюснин. М.: Паулсен, 2021. 320 с.
2. Бакланов П.Я. Подходы и основные принципы структуризации географического пространства // Известия АН СССР. Сер. геогр. 2013. №5. С. 7–18.
3. Виноградов Б.В. Космические методы изучения природной среды. М.: Мысль, 1976. 286 с.
4. Виноградов Б.В., Черкашин А.К., Горнов А.Ю., Кулик К.Н. Динамический мониторинг деградации и восстановления пастбищ Черных Земель // Проблемы освоения пустынь. 1990. № 1. С. 10–19.
5. Голубятников Л.Л., Денисенко Е.А. Модельные оценки влияния изменений климата на ареалы зональной растительности равнинных территорий России // Известия РАН. Сер. биолог. 2007. № 2. С. 212–228.
6. Инсаров Г.Э., Борисова О.К., Корзухин М.Д., Кудеяров В.Н., Минин А.А., Ольчев А.В., Семенов С.М., Сирин А.А., Харук В.И. Природные экосистемы суши // Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. М.: Росгидромет, 2012. С. 190–265.
7. Коломыц Э.Г. Прогноз влияния глобальных изменений климата на ландшафтную структуру горной страны // Известия АН СССР. Сер. геогр. 1985. №1. С. 14–30.
8. Коломыц Э.Г. Прогнозная оценка зональных ландшафтно-экологических условий в свете предстоящих глобальных изменений климата // География и природные ресурсы. 1999. №3. С. 5–13.
9. Коломыц Э.Г. Региональная модель глобальных изменений природной среды. М.: Наука, 2003. 371 с.
10. Коломыц Э.Г. Локальные механизмы глобальных изменений природных экосистем. М.: Наука, 2008. 427 с.
11. Корниенко С.Г. Оценка трансформаций природных ландшафтов Тазовского полуострова по данным космической съемки // География и природные ресурсы. 2011. № 1. С. 67–73.
12. Кулик К.Н. Агролесомелиоративное картографирование и фитоэкологическая оценка аридных ландшафтов. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. 248 с.
13. Ландшафты юга Восточной Сибири. Карта. М 1:1500000 / Ред. О.П. Космакова, В.С. Михеев. М.: ГУГК, 1977. 4 л.
14. Назимова Д.И. Поликарпов Н.П. Возможен ли прогноз лесного покрова Сибири на XXI век? // Природа. 2001. №4. С. 55–62.
15. Природные условия и естественные ресурсы СССР. Предбайкалье и Забайкалье / Отв. ред. В.С. Преображенский. М.: Наука, 1965. 492 с.
16. Салугин А.Н., Кулик К.Н. Математические модели динамики и прогноза эволюции аридных экосистем. Волгоград: ВНИАЛМИ, 2006. 180 с.
17. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск: Наука, 1978. 318 с.
18. Фролов А.А. Прогнозное картографирование изменений ландшафтной структуры Прибайкалья при потеплении климата // Геодезия и картография. 2010. № 9. С. 27–32.
19. Фролов А.А. Принципы прогнозирования геомной структуры Предбайкалья при изменении климата // География и природ. ресурсы. 2011. № 3. С. 133–141.
20. Фролов А.А., Черкашин А.К. Клеточные автоматы – модели эволюционного картографирования ландшафтов юга Восточной Сибири // Информационные и математические технологии в науке и управлении. Часть I. Иркутск.: ИСЭ СО РАН, 2007. С. 231–239.
21. Фролов А.А., Черкашин А.К. Эволюционное геоинформационное моделирование и картографирование // Геодезия и картография. 2009. № 6. С. 40–45.
22. Хромых В.В., Хромых О.В. Использование ГИС-технологий для изучения динамики долинных ландшафтов (на примере долины Нижней Томи) // Вестник Томского гос. ун-та. 2007. № 300-1. С. 230–233.
23. Черкашин А.К. Естественная классификация географических систем: модели представления знаний // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2020. Т. 31. С. 69–87.
24. Черкашин А.К. Иерархическая классификация географических систем // Известия Иркутского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2021. Т. 35. С. 125–153.
25. Черкашин А.К. Предмет географических исследований: метатеоретический подход // Известия РГО. 2022. Т.154. №2. С.1–19.
26. Черкашин А.К. Классификация геосистем: аксиоматический подход // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2023. Т. 43. С. 102–126.
27. Черкашин А.К. Квантовая география: задачи типизации, классификации и районирования // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2024. Т. 47. С. 90–106.
28. Черкашин А.К., Лесных С.И., Красноштанова Н.Е. Геоинформационный мониторинг и математическое моделирование развития пандемии коронавируса COVID-19 // Информационные и математические технологии в науке и управлении. 2021. № 1 (21). С. 17–35.
29. Bittner T. Towards a Quantum Theory of Geographic Fields // 13th International Conference on Spatial Information Theory (COSIT 2017). Leibniz International Proceedings in Informatics. Schloss Dagstuhl – Leibniz-Zentrumfür Informatik, Dagstuhl Publishing. 2017. Article No. 5. P. 5:1–5:14.
30. Bittner T. Is there a quantum geography? // Tambassi, T. (eds), The Philosophy of GIS / Springer Geography. Springer Nature Switzerland AG. 2019. P. 209–239.
31. Cherkashin A.K. Polysystem Modelling of Geographical Processes and Phenomena in Nature and Society. Mathematical modelling of natural phenomena. 2009. Vol. 4. No. 5. P. 4–20.
32. Cherkashin A.K., Lobycheva I.Yu. Earth Science Theoretical Models for Quantitative Analysis of Global Spatial Data // Geography and Natural Resources. 2020. Vol. 41. No. 2. P. 123–132.
33. Elliott H.M. The Structure and Evolution of the Geographic System: а Study in Cultural Change. The University of Oklahoma, Ph.D. 1979. 455 p.
34. Elliott H.M. Cardinal Place Geometry // Geographical Analysis. 1985. No.17. P. 16–35.
35. Fischer M.M., Leung Y. (eds) Geo Computational Modelling: Techniques and Applications. Berlin, New York: Springer, 2001. 275 p.
36. Gessler P.E., Moore I.D., Mckenzie N.J., Ryan P.J. Soil-landscape modelling and spatial prediction of soil attributes // International Journal of Geographical Information Science. 1995. Vol. 9. No 4. P. 421–432.
37. Harrison S.P., Prentice I.C., Barboni D., Kohfeld K.E., Ni J., Sutra J.-P. Ecophysiological and bioclimatic foundations for a global plant functional classification // Journal of Vegetation Science. 2010. Vol. 21. No. 2. P. 300–317.
38. Iliev B.Z. Fiber bundle formulation of nonrelativistic quantum mechanics // Journal of Physics A: Mathematical and General. 2001. Vol. 34(23). P.4887–4918.
39. Mathian H., Sanders L. Spatio-temporal Approaches: Geographic Objects and Change Process. Wiley-ISTE. 2014. 176 p.
40. Phillips J.D. Landscape Evolution: Landforms, Ecosystems, and Soils. Elsevier Science. 2021. 356 p.
41. Shugart H.H., Crow T.R., Hett J.M. Forest succession models: a rational and methodology for modeling forest succession over large regions // Forest Science. 1973. Vol.19. No.3. P. 203–212.
42. Vinogradov B.V., Cherkashin A.K., Gornov A.Yu., Kulik K.N. Dynamic monitoring of degradation and restoration of pastures in the Black Lands of Kalmykia // Problems of Desert Development. New York: Allerton Press, 1990. No.1. P. 7–14.
Рецензия
Для цитирования:
Черкашин А.К., Фролов А.А. Дискретный анализ пространственно-временной изменчивости геосистем Байкальской Сибири. Известия Русского географического общества. 2024;156(3):213-234. https://doi.org/10.31857/S0869607124030044. EDN: LLSLRG
For citation:
Cherkashin A.K., Frolov A.A. Discrete Analysis of Spatial and Temporal Variability of Geosystems of Baikal Siberia. Proceedings of the Russian Geographical Society. 2024;156(3):213-234. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0869607124030044. EDN: LLSLRG
Просмотров:
65
Послать статью по эл. почте 