Морфометрический анализ ландшафтов окрестностей поселка Аршан для оценки эрозионной устойчивости в целях оптимизации рекреационного использования территории
Одним из существенных преимуществ геоинформационных технологий над обычными «бумажными» картографическими методами исследований является возможность создания пространственных моделей в трёх измерениях. Основными координатами в таких ГИС-моделях помимо широты и долготы служат также данные о высоте. При этом система может оперировать с десятками и сотнями тысяч высотных отметок, а не с единицами… Читать ещё >
Морфометрический анализ ландшафтов окрестностей поселка Аршан для оценки эрозионной устойчивости в целях оптимизации рекреационного использования территории (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Создание цифровой модели рельефа (ЦМР)
Одним из существенных преимуществ геоинформационных технологий над обычными «бумажными» картографическими методами исследований является возможность создания пространственных моделей в трёх измерениях. Основными координатами в таких ГИС-моделях помимо широты и долготы служат также данные о высоте. При этом система может оперировать с десятками и сотнями тысяч высотных отметок, а не с единицами и десятками, что было возможно при использовании методов «бумажной» картографии. В связи с доступностью быстрой компьютерной обработки громадных массивов высотных данных становится реально выполнимой задача создания максимально приближенной к действительности цифровой модели рельефа (ЦМР). На основе ЦМР, в свою очередь, возможно быстрое создание серии тематических карт: углов наклона рельефа, экспозиций склонов, а на их основе и карт эрозионной опасности, геохимической миграции элементов, устойчивости ландшафтов [Хромых В.В., Хромых О. В., 2007].
В качестве информационного обеспечения моделирования рельефа использовались векторные данные двух типов: линейные (оцифрованные горизонтали с топокарт) и точечные (оцифрованные высотные отметки, урезы воды с топокарт, материалы полевых нивелирных съёмок и т. п.). Эти данные могут быть представлены в виде простой таблицы с тремя столбцами (X, Y, Z-координаты), либо в одном из векторных форматов (DWG, DXF, DGN, MAP, MIF/MID, SHP, GEN, JET). В последнем случае, как правило, необходимо конвертирование в формат, принимаемый выбранным программным обеспечением для создания ЦМР.
Цифровая модель рельефа окрестностей поселка Аршан создавалась с помощью модуля ArcGIS 3D Analyst методом триангуляции Делоне. При этом в качестве исходных данных использовались оцифрованные с топоосновы горизонтали (всего 336 линий) и высотные отметки, включая урезы воды (всего 207 точек). В качестве дополнительных данных использовались полигональные и линейные объекты гидросети (всего 286 линий и 79 полигонов), а также контуры озёр с известным урезом воды и линии водоразделов. Объекты гидросети и линии водоразделов использовались при расчёте ЦМР как линии явного перегиба рельефа (рёбра треугольников), а полигоны озёр с известным урезом воды — как плоские поверхности замещения одной высотой. В результате была построена нерегулярная триангуляционная сеть (TIN), состоящая из 187 204 треугольника с диапазоном абсолютных высот от 718 до 2 641 м. TIN являет собой компьютерную базу данных (6, 09 Мб) по рельефу окрестностей поселка Аршан, где помимо высот для каждого треугольника сети хранится информация об угле наклона и экспозиции склона.
На основе ЦМР впервые для окрестностей поселка Аршан построена серия крупномасштабных карт ключевых показателей рельефа: гипсометрическая карта, карты крутизны и экспозиций склонов (рис. 10−12), что позволило провести углубленный морфометрический анализ. Для этого полученные карты были конвертированы в растры формата GRID, представляющие собой регулярные сетки с шагом 5 м. В результате стала доступна «алгебра» растровых карт и детальный анализ рельефа по ячейкам 5×5 м. Этот анализ показал, что наибольшие площади в долине (38,9%) занимают участки с абсолютными высотами менее 800 м. В большинстве своём эти участки относятся к плоскому днищу Тункинской котловины.
Классификация углов наклона была выполнена согласно рекомендациям геоморфологического картографирования горных территорий [Геоморфологическое картирование, 1977]. Больше всего в исследуемом районе (36,4%) составляют участки с углами наклона менее 3о. Доля участков с крутизной склонов более 60о мала (около 2%). В зависимости от экспозиции склонов в районе преобладают участки с уклонами южной и юго-восточной экспозиции.
В программе ArcScene ГИС-пакета ArcGIS на основе ЦМР была создана трёхмерная модель окрестностей поселка Аршан (рис. 13). На такой модели отчётливо видны резкие перепады и уступы рельефа.
Рисунок 10 Гипсометрическая карта окрестностей поселка Аршан (составлена автором).
Рисунок 11 Карта углов наклона рельефа окрестностей пос. Аршан (составлена автором).
Рисунок 12 Карта экспозиции склонов (составлена автором).
Рисунок 13 Трехмерная модель рельефа окрестностей пос. Аршан (составлена автором).