Изучение и анализ рельефа

Изучение и анализ рельефа

Изучение и анализ рельефа

Существует комплекс методов, с помощью которых проводят геоморфологический анализ рельефа.

Часть этих методов уже была означена в трудах первых его исследователей – В. Дэвиса и В. Пенка.

Методы изучения рельефа направлены на определение связи между формами рельефа поверхности земли и тектонической структурой – этот комплекс получил название структурно-геоморфологический или морфоструктурный анализ.

Замечание 1

Рельеф можно изучать как в камеральных условиях, так и непосредственно в полевых условиях, получая и качественные, и количественные его характеристики.

Для изучения рельефа достаточно широко используются разномасштабные аэро-и космические снимки, топографические карты, карты четвертичных отложений, геологические карты, данные бурения и географического зондирования.

Для того чтобы выявить геологические структуры, неотектонические и современные движения в полевых условиях необходимо изучить строение речных долин.

В изучение входит определение их формы, крутизны и формы склонов – пологая, крутая, выпуклая и др. Выяснить, какова форма русел и их меандрированность.

  • Курсовая работа 440 руб.
  • Реферат 270 руб.
  • Контрольная работа 230 руб.

У террас и пойм измеряют высоту и ширину, наличие деформации, определяют их относительный возраст.

Важным моментом является изучение на разных участках долин разновозрастного аллювия, его фаций и мощностей, а также изменение этих характеристик.

Что касается побережья морей, то во внимание берутся береговые линии и их деформации. Береговые линии берутся как древние, так и современные.

В полевых условиях, используя геологические методы, можно изучить петрографический и минералогический состав обломочного материала для определения области денудации и пути его переноса.

Картографический метод имеет значение в камеральных условиях. Большой объем информации о рельефе можно получить с разномасштабных топографических карт. Используя карты тоже можно измерить уклоны продольных профилей речных русел и террас, определить их форму и изучить общий рисунок эрозионной сети.

Можно даже получить данные о проявлении новейших тектонических движений, разрывных и складчатых структурах по контурам побережий морей и озер и отдельных форм рельефа.

Камеральное изучение рельефа предполагает составление и анализ геолого-геоморфологических профилей для определения мест положительных и отрицательных деформаций.

Сам камеральный метод изучения рельефа может использовать ещё и другие методы, например, морфометрические, основанные на количественных его характеристиках с целью выявления тектонических деформаций экзогенных форм рельефа и их морфологии.

Рельеф дна морей и океанов тоже исследуется при помощи батиметрического метода. Суть его заключается в анализе карт дна.

Методами эхолотирования, сейсмоакустики, профилирования, сейсмостратиграфии и бурения создаются новые карты дна морей и океанов.

При помощи специальных глубоководных установок используют фотосъемку рельефа глубин.

Используя данные методы, специалисты пришли к выводу, что основная часть донного рельефа представлена тектоническими или вулканическими формами.

Древний, включая погребенный рельеф, изучается с помощью палеогеоморфологического метода, дающего возможность изучить историю его развития и этапы рельефообразования, осадконакопления.

Изучение погребенного рельефа позволяет вести поиски полезных ископаемых.

Кроме Земли формы рельефа есть и на других планетах Солнечной системы. Специалисты сравнивают земные формы рельефа с подобными формами на других планетах и делают это, используя сравнительно-планетологический метод.

В наше время широко используется метод моделирования разных форм рельефа. Все методы в обязательном порядке используют компьютерные и ГИС-технологии.

Классификация форм рельефа

Размер и происхождение форм рельефа в разных местах планеты разнообразны, поэтому он классифицируется по морфометрическим и генетическим признакам.

По морфометрической классификации все его формы подразделяют по размерам, высоте и горизонтальной протяженности:

  • мегаформы – данные формы рельефа занимают огромные площади в сотни и тысячи кв. км, а высоты над уровнем моря находятся в пределах 500…более 4000 м, например, Восточно-Европейская равнина, Уральские горы и др.;
  • макрорельеф – площади, занимаемые этими формами составляют сотни кв. км, а протяженность от 10 до 200 км, например, поймы речных долин. Размах их высот от 200 до 2000 м;
  • к мезорельефу относятся средние его формы с протяженностью десятки метров и с разностью высот 10…20 м, например, песчаные гряды, овраги;
  • микрорельеф относится к малым формам с протяженностью менее 1 м и с колебаниями высот в этих же пределах, например, степные блюдца, небольшие холмики;
  • нанорельеф – формы этого рельефа мельчайшие в виде неровностей поверхности, протяженность их менее 1м, а разница высот всего несколько см, например, кочка, борозда и др.

Рисунок 1. Микрорельеф. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В основе генетической классификации лежит объединение рельефа в группы по его происхождению. Данная классификация выделяет два класса:

  1. формы рельефа, образовавшиеся под воздействием эндогенных сил – вулканические и грязевулканические формы;
  2. формы рельефа, образовавшиеся под воздействие экзогенных сил – деятельность текучих вод, снега, льда, талых ледниковых вод, образование вечной мерзлоты, деятельность ветра, растительного и животного мира, деятельность человека.

С эндогенными процессами связано движение литосферы, результатом которых являются образующиеся складки, разломы, землетрясения и вулканическая деятельность.

Образование складок происходит под влиянием бокового давления в земной коре, что приводит к образованию гор. Если интенсивность внутренних процессов становится меньше, рост горных хребтов замедляется, а затем прекращается.

На этом этапе начинается деятельность экзогенных процессов, цель которых нивелировать горный рельеф до тех пор, пока не произойдет образование полого-всхолмленной равнины, получившей название пенеплен.

Затем данная территория перейдет в платформу, а её основание будут составлять те породы, которые формировались в период образования складок.

Для платформ характерны медленные поднятия в течение геологического времени с образованием антеклиз и синеклиз.

Замечание 2

Формирование фундамента, например, Русской платформы, происходило в течение миллиардов лет, она то опускалась, то поднималась над уровнем моря.

Анализ рельефа

Рельеф, как основополагающий элемент природы, дает первоначальный образ той или иной территории и оказывает большое влияние на все природные элементы.

Замечание 3

Чем разнообразнее рельеф, тем разнообразнее и другие элементы природы.

Анализ рельефа целесообразно начать с указания его форм на местности и их соотношения по площади, т.е. какие формы на данной территории преобладают, и перечислить названия наиболее значительных.

При анализе горных форм рельефа необходимо указать их возраст, который дает представление о времени их образования, помогает определить подвижность земной коры и вероятность землетрясений и вулканизма.

Далее указываются общие черты морфоструктуры – состав хребтов, их взаиморасположение и простирание, указываются средние и максимальные высоты, название вершины этого горного образования.

К описанию морфоскульптуры относится характер склонов, вершин и др. Указываются горные породы, слагающие горы, например, если горы сложены в основном известняками и доломитами, то можно встретить пещеры, воронки, провалы, т.е. с такими горами связано развитие карста.

Если горы слагают рыхлые осадочные горные породы, то на их крутых и обрывистых склонах возможны оползни и селевые потоки.

Осадочные и карстовые породы характерны для молодых складчатых гор. Складчатые горы и глыбово-складчатые сложены в основном твердыми кристаллическими горными породами.

Указывается граница снеговой линии, т.е. на какой высоте начинается зона ледников и по возможности дать им характеристику.

Равнины анализируются примерно по такому же плану:

  • название и местоположение равнины;
  • происхождение, возраст и сейсмичность;
  • характер горных пород, слагающих равнину.

В характеристике морфоструктуры указывается простирание равнинной территории, её средняя и максимальная высота, а если есть название самой высокой точки, то оно указывается, характеризуется состав равнины, потому что на её территории могут быть разные по высоте участки – низменности, возвышенности, плоскогорья. Их анализ дается по такому же плану.

Источник: https://spravochnick.ru/geografiya/analiz_relefa_mestnosti/izuchenie_i_analiz_relefa/

Глава 18 основные методы изучения рельефа: геоморфологический анализ рельефа включает комплекс методов, часть

Изучение и анализ рельефа

  Геоморфологический анализ рельефа включает комплекс методов, часть из которых заложена еще в трудах первых исследователей рельефа В. Дэвиса, В. Пенка и др.

Исходя из геологических задач, решаемых с помощью изучения рельефа, приводимые ниже методы направлены на выявление прямой или косвенной связи между формами рельефа земной поверхности и геологической (тектонической) структурой. Такой комплекс методов принято называть структурно- геоморфологическому или морфоструктурпыМу анализом.

Рельеф изучается непосредственно в поле и в камеральных условиях. При этом получают как качественные, так и количественные его характеристики. Широко используют топографические карты, аэро- и космические снимки различных масштабов.

Кроме того, при изучении рельефа необходимо использовать карты четвертичных отложений, геологические материалы, данные бурения, геофизических зондирований. В полевых условиях для выявления геологических структур и особенно неотектонических и современных движений изучают строение речных долин, определяют их форму (широкая, V-образная и др.

), крутизну и форму склонов (пологие, крутые, выпуклые и т. д.), фор му русел, их меандрированность, измеряют высоту и ширину террас и пойм, выявляют их деформации, определяют их относительный возраст. Большое значение имеет изучение разновозрастного аллювия, его фаций и мощностей и изменение этих характеристик на разных участках долин.

На побережьях морей изучают современные и древние береговые линии и их деформации. Непосредственно в поле на склонах и водоразделах возвышенностей выделяются поверхности выравнивания, которые прослеживаются на дальние расстояния, определяется их морфология (холмистые, горизонтальные и т. д.), выявляются участки их деформаций.

Изучаются все другие экзогенные формы рельефа — ледниковые, криогенные, их площадное распространение, приуроченность к разновысотным поверхностям, соотношение с другими формами и т. д.

В полевых условиях применяются некоторые геологические методы, в частности, изучение петрографического и минералогического состава обломочного материала в различных отложениях — гляциальных, аллювиальных и др. — позволяет определить области денудации, пути переноса материала.

Большое значение имеет изучение фаций и мощностей аллювия, изменение этих характеристик на разных участках долин. В камеральных условиях важное значение имеет картографический метод. По топографическим картам разного масштаба можно получить довольно обширную информацию о рельефе.

По особенностям гипсометрии выделяются положительные и отрицательные формы рельефа, которые во многих случаях отвечают соответственно положительным и отрицательным структурным формам. На картах измеряются уклоны продольных профилей речных русел и террас, определяются их форма (ступенчатые и др.), изучаются общий рисунок эрозионной сети и морфология долин на отдельных участках (расширение, сужение, подпруживание и др.), рисунок меандров и др., форма дельт и их деформации и т. д. По рисунку эрозионной сети, контурам побережий морей и озер, отдельных форм рельефа могут быть получены данные о проявлении новейших тектонических движений, разрывных и складчатых структур.

Большое значение при камеральном изучении рельефа имеют составление и анализ геолого-геоморфологических профилей (см.

гл. 20). Они позволяют выделить и скоррелировать, т. е. взаимно увязать на больших площадях поверхности выравнивания разного генезиса и возраста, речные и морские террасы. По геолого-геоморфологическим профилям выявляются места положительных и отрицательных деформаций различных поверхностей, определяются общая этапность развития рельефа, скорости врезания эрозионной сети за отдельные этапы, которые используют для определения скоростей новейших тектонических движений и т. д. При камеральном изучении рельефа широко применяются морфометрические методы. Они основаны на количественных характеристиках рельефа (В. П. Философов, А. М. Берлянт, А. Н. Ласточкин и др.), которые можно получить из анализа и обработки топографических карт, геоморфологических профилей, космических и аэрофотоснимков. Задачей морфометрических методов является выявление тектонических деформаций по экзогенным формам рельефа, их морфологии, развитию на площади. В комплекс морфометрических методов входит в первую очередь определение различной степени горизонтального и вертикального расчленения рельефа, особенно в равнинных областях. Горизонтальная расчлененность определяется по плотности всех линейных эрозионных форм постоянных и временных водотоков, измеряемой количеством форм или по суммарной их длине на единицу площади. Вертикальное расчленение рельефа определяется по разности высот (максимальной и минимальной) земной поверхности на отдельных участках, а также по глубинам эрозионных врезов относительно водоразделов. На участках растущих поднятий степень горизонтального и вертикального расчленения выше по сравнению с прогибающимися участками или находящимися в спокойном состоянии. Оба метода применяются для выявления различных деформаций, главным образом в равнинных закрытых условиях. Другим приемом морфометрического анализа является построение карт морфоизогипс. Производится генерализация топографической карты, снятие с нее малых форм рельефа, созданных линейной эрозией, и восстанавливается (реконструируется) исходная поверхность рельефа, положение которой отражает тектонические деформации — поднятия или опускания. Плавными линиями — морфоизогипсами — соединяются положительные выступы однозначных горизонталей, проявляя овалы тектонических поднятий. Пониженные значения морфоизогипс вырисовывают отрицательные структуры. Карты долин разных порядков (Р. Е. Хортон, В. П. Философов) также позволяют выделять участки с различным режимом тектонических движений. Участкам новейших поднятий свойственен быстрый переход от самых простейших эрозионных форм, считающихся формами низких (1, 2) порядков — ложбин стока, ручьев — в более крупные формы более высоких (3, 4 и др.) порядков — реки. На участках относительных опусканий нарастание порядков долин идет медленно. Батиметрический метод применяется при исследовании подводного рельефа дна морей и океанов. Он основан на анализе существующих карт дна и построении новых на основе методов эхолотирования, сейсмоакустики и профилирования, сейсмостратиграфии, бурения. Применяется фотосъемка подводного рельефа глубоководными фотоустановками. Большая часть форм рельефа морского дна, как крупных, так и небольших, представляет собой или тектонические (возвышенности — поднятия, равнины — впадины), или вулканические формы. Палеогеоморфологический метод изучает древний, в том числе погребенный рельеф. Он позволяет изучить историю развития рельефа, определить этапы рельефообразования и осадконакопле- ния, восстановить последовательность изменения континентальных и морских условий, реконструировать уничтоженные денудацией формы рельефа: поверхности выравнивания, речные долины и др. Погребенный рельеф важен для поисков полезных ископаемых, а также для инженерно-геологических изысканий, учитывающих его при строительстве различных объектов. Он изучается геофизическими (магнито-, грави-, электрометрическими, сейсмическими и др.) методами и бурением. Сравнительно-планетологический метод основан на сравнении форм рельефа Луны, Марса и других планет с подобными формами Земли. Этот метод позволил по снимкам, полученным автоматическими станциями, не только определить на поверхности планет формы рельефа, подобные земным, но и на поверхности Земли выделить ранее неизвестные формы, например, кольцевые структуры.

В последнее время широко применяется моделирование разных типов рельефа земной поверхности. Все указанные выше методы изучения и анализа рельефа в камеральных условиях используют компьютерные технологии, в том числе ГИС-технологии.

Источник: https://uchebnikfree.com/geologicheskaya-otrasl-gorno/osnovnyie-metodyi-izucheniya-46052.html

Анализ рельефа — Inform ++

Изучение и анализ рельефа

Земная поверхность отражает все геологические процессы, как экзогенные, так и эндогенные и несет в себе объективную информацию о строении породного комплекса.На основе созданного нами программного обеспечения KML2KML возможен углубленный численный анализ рельефа.Цель анализа рельефа посредством различных типов трансформаций высотныхотметок — актуализация геологоразведочных работ на стадиипрогнозно-поискового моделирования (выявление палеодолин и палеотерасс,береговых линий древних морей, неотектонических подвижек,способствующих аккумуляции продуктивных отложений, кольцевых структур ит.д.). При исследовании каждого конкретного объекта подбирается индивидуальный тип трансформации.Трансформация высотных отметок в сочетании с выбором цветовой шкалы позволяет выявлять скрытые объекты и закономерности их взаимного расположения. Далее мы приводим примеры такого анализа на основе различных трансформаций данных высот.KML в 3Dэто инструмент для восстановления значений высот в каждом объекте (узле) исходных географических данных. Реализованы пользовательские группировка и задание цвета для различных уровней высот. Возможны операции над значениями высот (изменение вертикального масштаба, смещение, другие операции).Как вариант, система профилей строится вкрест простирания различных геологических структур.Вертикальная трансформация:Вертикальный : горизонтальный масштаб = 10:1Смещение =0View in Google EarthКроме профильных линий, возможно исследование рельефа для площадных объектов (территорий). В этом случае мы просто выбираем вид, шаг сетки для восстановления высотных отметок и вертикальную трансформацию. Результатом обработки являются:
  • точки со значениями высотных отметок
  • каркасная сетка, соединяющая точки
  • триангуляционная поверхность области интересов
  • изолинии со значениями высот
  • уклоны (угол падения)
  • аспект (азимут падения, азимут простирания)

Все параметры опционные, поэтому мы выбираем только те, которые требуются для конкретного типа исследований или просто визуализации.Вертикальная трансформация:Вертикальный : горизонтальный масштаб = 10:1Смещение =0View in Google Earth — 3D модель (точки, контуры, каркас, поверхность)View in Google Earth — набор профилейПример профиля, проведенного вдоль горного хребта.Вертикальная трансформация:Вертикальный : горизонтальный масштаб = 10:1Смещение =0Профиль выполнен в одном цветеView in Google EarthЭлементы профиля имеют различные цвета в зависимости от абсолютных отметокView in Google EarthВ результате изучения взаимного расположения рек Пермского края была выявлена интересная аномалия — две крупных реки расположены параллельно и образуют ступеньку связанную с неотектоническими движениями, возможно, под воздействием четвертичного оледенения. Для подробного аналитического изучения этого явления и определения его значимости в составе модели формирования палеодолин, блочного строения территории, возможности анализа рельефа, предоставляемые Google Earth и KML2KML оказались актуальными. Построения, на которые в противном случае могли уйти месяцы, были проведены в несколько минут.Результаты получены в виде точек и сегментов, сгруппированых по интервалам высот.View in Google EarthДля исследования кольцевых структур импактного и тектонического происхождения актуальным оказывается радиальное построение профилей. Пример анализа крупной кольцевой структуры в республике Коми. Выбором интервалов высот, цветовой шкалой и трансформацией значений высот мы можем выявить различные элементы кольцевой структуры. View in Google Earth

Просто моя подпись

Мы можем задавать профили произвольной формыView in Google EarthПример построения площадной модели для одной из самых высоких точек Пермского края. Контрастная псевдоциклическая цветовая шкала позволяет выделять уровни с равными абсолютными отметками.Сетка 100×100Вертикальная трансформация:Вертикальный : горизонтальный масштаб = 10:1Смещение =0View in Google Earth Пример площадной моделиView in Google EarthМодель плотины.View in Google EarthПример исследования террикона. Проведено моделирование для высотных отметок, уклонов и аспекта (направления наибольшего уклона). View in Google Earth View in Google Earth View in Google Earth 500*altitude+300000 (meters) View in Google Earth KML2KML points arrangement feature1. Create lines2. Points arrangement (points number=100)3. KMLto3D (vertical transformation=10*Z)View in Google EarthView in Google EarthView in Google Earth

Источник: https://www.sites.google.com/a/informpp.com/neogeo/neogeografia/kml2kml

Цифровые методы анализа рельефа для решения прикладных геоэкологических задач

Изучение и анализ рельефа

Перспективы изучения рельефа цифровыми методами для решения прикладных геоэкологических задач природопользования имеют большое социально-экологическое значение для устойчивого развития территорий.

Эффективным инструментом для повышения эффективности рационального природопользования в прикладных целях являются цифровые методы анализа рельефа.

Выполнение анализа земной поверхности цифровыми методами предполагает уменьшение неопределённости в восприятии предмета анализа [9, с. 208].

По сравнению с общепринятым описанием рельефа, количественные методы изучения рельефа отвечают признакам «непрерывности, равнозначности и одномерности» полученной информации.  Высокая информативность переменных цифровых показателей рельефа (ЦПР) позволяет выполнять моделирование для решения различных прикладных геоэкологических задач.

В современном понятийно-терминологическом истолковании некоторых общенаучных и специальных терминов в разных источниках существуют различные представления в определении рельефа (Берлянт,1984). Преобладает два подходы к основополагающему определению этого термина.

Базовым подходом к изучению рельефа и общепринятой трактовкой в определении предмета исследования являлся геометрический подход к исследованию форм рельефа. Рельеф рассматривается как совокупность форм земной поверхности и высотных отметок. В альтернативной трактовке рельефа при описании форм рельефа учитываются и слагающие его геологические образования.

Авторы придерживался терминологии принятой в российской школе геоморфологии А.Н. Ласточкиным (2004) А.И. Спиридоновым (2004). Задачи изучения морфологии земной поверхности с применением цифровых (морфометрических) показателей позволяют решать прикладные задачи природопользования. Современная геоморфологическая наука оперирует примерно 200-ми ЦПР.

Наиболее эффективным для решения прикладных геоэкологических задач является применение ЦПР в горных территориях для локализации форм рельефа.

В Краснодарском крае (Кубанский государственный университет) выполнены региональные исследования по описанию морфологической структуры рельефа бассейна р. Кубани: морфологический анализ с применением технологии цифрового моделирования в среде ГИС [7, с. 190-200; 8, с. 200; 10, с. 207; 11, с. 12]

Для бассейна реки Кубани построены карты основных ЦПР: углов наклона, экспозиция поверхности, горизонтальной и вертикальной расчленённости, плановой и профильной кривизны  поверхности, морфоизограф, на основе которых выполнен анализ особенностей территориального распределения ЦПР с оценкой статистик. Методами лазерного сканирования изучены рельеф и снежный покров Кавказа (Бойко, Погорелов и др. 2012).

В 2015 году в Кубанском государственном университете защищена магистерская диссертация по уточнению границ особо — охраняемой природной территории (ООПТ) – Горячеключевской заказника, в Краснодарском крае, на основе изучения ЦПР (Величко, Сизонов,2015).

В Саратовской области (Саратовский государственный университет) разработаны основы морфометрического анализа рельефа для поиска тектонических структур (Философов,1960). В дальнейшем, методика В.П. Философова, морфометрического изучения рельефа успешно применялась в прикладных целях, для поиска месторождений нефти и газа, при поисках россыпных месторождений и подземных вод.

Необходимость дальнейшего развития морфометрического метода, разработки теоретических основ анализа рельефа цифровыми методами отмечалось в ноябре 1965 год при проведении в Саратовском университете межвузовского совещания.

Опыт применения и разработка приёмов морфометрических способов изучения рельефа нашли своё отражение на страницах  сборников «Морфометрический метод при геологических исследованиях»(1963 г.) », «Вопросы морфометрии» (выпуск 2, 1967г. и выпуск 3, 1971г.

) опубликованных Саратовским государственным университетом.

В последние годы в Краснодарском крае активно создаются особо охраняемые природные территории (ООПТ) регионального и федерального значения [4, с.

 322] Утверждена схема развития и размещения ООПТ постановлением главы администрации (губернатора) Краснодарского края от 21.07.2017 г. № 349. Общее количество созданных ООПТ на начало 2019 года составляет 376, планируемых к созданию-45.

Большинство планируемых к созданию в Краснодарском крае ООПТ расположено в горном рельефе.

Существующая практика обоснования границ и функциональных зон ООПТ основана на целевых задачах ООПТ, сложившейся антропогенной деятельности и осуществляется фактически по границам земель различного назначения, существующих дорог, линейных объектов, фактического лесопользования. [5] Границы ООПТ приняты без учета количественных свойств земной поверхности, породного состава растительности и биологического разнообразия.

Первый опыт применения ЦПР для уточнения границ ООПТ (на примере зоологического заказника) в Краснодарском крае был опубликован авторами в 2015 году ( Величко и др. 2015 г.) Осуществлен сравнительный анализ цифровых показателей рельефа (ЦПР), растительности и ареалов биологического разнообразия. Методами цифрового моделирования уточнены границы ООПТ (рис.1).

Информационный материал по моделированию ЦПР получен в результате компьютерной обработки топографических карт различного масштаба. Для решения задачи уточнения границы заказника использовались среднемасштабные топографические карты. Составлены карты основных информативных ЦПР для целей организации ООПТ:

1. Карта гипсометрических показателей территории является основной. Составляется по высотным интервалам исследуемой территории для выявления характерных высотных ступеней. По данным гипсометрической карты высотных ступеней могут составляться гипсометрические кривые и гистограммы.

2. Карты густоты горизонтального расчленения. Основной и  наиболее простой способ построения такой карты сводится к определению длины эрозионной сети L на единицу площади Р:L/P.

Показатели интенсивности расчленения наносят на карту внутри квадратов, по которым велся подсчет длины эрозионной сети, и затем в соответствии с выбранной шкалой квадраты закрашиваются или заштриховываются.

Существует метод построения изолиний равных значений методом перекрытия «скользящего окна». Интерпретация карты широко применяется для целей землепользования и территориального планирования.

3. Карты глубины расчленения.

Один из способов составления подобного рода карт заключается в следующем: на топографической основе проводят границы элементарных бассейнов, а затем в каждом из них определяют амплитуду между самой высокой и самой низкой точками.

Согласно полученным цифровым показателям и шкале условных знаков площади бассейнов закрашиваются или заштриховываются и также обычно по правилу: чем больше глубина расчленения, тем темнее окраска или гуще штриховка.

4. Карта общего показателя расчленения рельефа. Составление карты основано на подсчете по условным квадратам сумм длин горизонталей. Затем через центры квадратов, имеющих одинаковую сумму длин горизонталей, проводятся соответствующие изолинии.

5. Карты крутизны земной поверхности. Показателями крутизны земной поверхности могут быть угол наклона и отвлеченная величина. Построение карты углов наклона заключается в следующем.

В соответствии с выработанной легендой и шкалой заложения на топографической карте проводят границы участков с соответствующими углами наклона земной поверхности.

После выполнения этой работы карта раскрашивается или заштриховывается по указанному выше правилу.

Уклон: Вычисляют угол наклона поверхности для каждой ячейки в градусах (алгоритм основан на вычислении первой производной). Сведения об углах наклона применяются для оценки склоновых процессов и необходимы для выполнения инженерно-геологических изысканий в т.ч. для расчета дренажа, эрозии почв, пространственного распределения элементов ландшафта.

Экспозиция: Расположение склонов относительно стран света. На морфометрических картах обычно отражается по восьми румбам (начиная с 0 градусов на север, против часовой стрелки). Учет экспозиции склона представляет практический интерес для выявления участков с разномасштабными процессами инсоляции, циркуляции и гравитации.

Экспозиция опосредованно влияет на экзогенные процессы, почвообразование и растительность. В результате анализа экспозиции склонов территории зоологического заказника выделены участки рельефа с более сухими (прогретыми) склонами благоприятные для зон «покоя» (склоны юго-восточных и южных румбов) охраняемых видов диких животных.

Для улучшения точности геостатистической обработки полученных значений ЦПР применялся метод Кригинга.

Кригинг ― это улучшенный геостатистический метод, который позволяет строить предполагаемую поверхность из набора точек с z-значениями, который также в отличие от других методов интерполяции предполагает интерактивное исследование пространственного поведения явления, представленного z-значениями, до выбора вами оптимального метода оценки для построения результирующей поверхности [12, с. 60-72].

Кригинг относится к геостатистическим методам интерполяции, которые основываются на статистических моделях, включающих анализ автокорреляции (статистических отношений между измеренными точками).

В результате этого геостатистические методы не только имеют возможность создавать поверхность прогнозируемых значений, а также предоставляют некоторые измерения достоверности или точности прогнозируемых значений.

При кригинге предполагается, что расстояние или направление между опорными точками отражает пространственную корреляцию, которая может использоваться для объяснения изменения на поверхности. Инструмент Кригинг (Kriging) использует математическую функции для определенного количества точек или всех точек в пределах заданного радиуса, чтобы определить выходное значение для всех направлений.

Кригинг — пошаговый процесс; он включает поисковый статистический анализ данных, моделирование вариограммы, создание поверхности и (дополнительно) изучение поверхности дисперсии. Кригинг лучше всего подходит, если вы знаете, что есть пространственно кореллированное расстояние или направленное смещение в данных. Он обычно используется в почвоведении, геологии и анализе рельефа.

Формула кригинга. Кригинг (Kriging) взвешивает окружающие измеряемые значения, чтобы получить предсказание для неизмеренного местоположения. Основная формула для этих двух инструментов интерполяции формируется как взвешенная сумма данных:

где:

Z(si) = измеряемое значение в местоположении i

λi = неизвестный вес для измеряемого значения в местоположении i

s0 = местоположение прогноза

N = количество измеряемых значений

При использовании метода кригинга, весы основаны не только на расстоянии между измеряемыми точками и местоположениями прогнозов, но также на общем пространственном расположении измеряемых точек. Чтобы использовать пространственное расположение в весах, нужно определить количество пространственной автокорреляции.

Таким образом, в обычном кригинге вес λi зависит от установленной модели для измеряемых точек, от расстояния до местоположения прогноза и от пространственных отношений между измеряемыми значениями вокруг местоположения прогноза.

В следующих разделах обсуждается, как используется формула общего кригинга для создания карты прогнозируемой поверхности и карты точности прогнозов.

Рисунок 1. Уточнение границ ООПТ (заказника) по материалам моделирования цифровых показателей рельефа

Установлено, что существующая на отдельных участках граница ООПТ принята необоснованно и не учитывает морфологические особенности рельефа. В западной и юго-западной частях ООПТ (рис.1) положение границы заказника не обеспечивает природоохранные задачи и функции охраняемой территории. Уточнённая граница ООПТ определена по границам аномальных значений ЦПР.

Применение ЦПР для решения прикладных геоэкологических задач значительно повышает достоверность определения границ и функциональных зон ООПТ.

Список литературы:

  1. Берлянт, A.M. Морфометрические исследования рельефа в СССР: состояние, проблемы, перспективы. // Геоморфология, N 2, 1984,-228 с.
  2. Бойко, Е.С. Погорелов А.В.Применение лазерного сканирования в исследованиях рельефа и снежного покрова. Морфометрический аспект.- Новосибирск: Гео, 2012. – 147 с.
  3. Величко С.В. Сизонов С.О. Геоинформационные методы изучения особо охраняемых природных территорий на примере государственного природного зоологического заказника «Горячеключевской» (Краснодарский край»). Географические исследования Краснодарского края. Сб. научных тр. Вып.9. с.213-219. Краснодар,2015 г. С.376.
  4. Доклад «О состоянии природопользования и об охране окружающей среды Краснодарского края в 2013 году». Министерство природных ресурсов краснодарского края. Краснодар 2016 г. — 322 с.
  5. Кудахтин, А.Н. Трепет С.А..К вопросу оптимизации площади и конфигураций особо охраняемых территорий Западного Кавказа //80 лет Кавказскому заповеднику – путь от Великокняжеской охоты до Всемирного природного наследия. Сочи, 2003.
  6. Погорелов, А.В. Моделирование и анализ структуры рельефа и рельефоидов горных поверхностей (по данным лидарной сьемки) / А.В. Погорелов, Е.С. Бойко, И.Г. Ризаев //Интер Карто/ИнтерГИС15: Устойчивое развитие горных территорий: теория ГИС и практический опыт: материалы Междунар. Конф. – Пермь-Гент,2009.-Т.2.-С.420-433.
  7. Погорелов, А.В. Высота местности как фактор структуры лесной растительности / А.В. Погорелов, С.Ю. Шевела // Геология, география и глобальная энергия.- 2013. – Вып.№ 1(48).- С.190-200.
  8. Погорелов, А.В. Геоинформационный метод в практике региональных физико–географических исследований. / А.В.Погорелов [и др].- Кисловодск: Северокавказское изд.-во МИЛ,2007. – C 200.
  9. Погорелов, А.В. Думит Ж.А. Рельеф бассейна р. Кубани: Морфологический анализ.- М., ГЕОС, 2009. — 208 с.
  10. Погорелов, А.В. Ризаев И.Г. Шевела С.Ю. Лес и горный рельеф.- Краснодар, 2014. – 207 с.
  11. Погорелов, А. В., Липилин Д. А. О дешифрировании объектов землепользования по космическим снимкам на территории Краснодарского края // Современные научные исследования. Выпуск 1. — Концепт. — 2013. — ART 53600. — 12 с.
  12. Heine, G. W. «A Controlled Study of Some Two-Dimensional Interpolation Methods.» COGS Computer Contributions 3 (no. 2): 60–72. 1986.

Источник: https://sibac.info/journal/student/63/142219

Booksm
Добавить комментарий