Анализ и порядковая классификация речной и водораздельной сетей бассейна по ЦМР

Совместный научный семинар

Лаборатории эволюционной географии и Лаборатории геоморфологии

Института географии РАН

11.00, 12 мая 2017 г (пятница)

Адрес: 1-й Хвостов переулок, д. 13, стр. 4 (метро Октябрьская, Полянка)

 

Доклад:

Е.А.Шекман (ТИГ ДВО РАН)

Анализ и порядковая классификация речной и водораздельной сетей бассейна по ЦМР

Аннотация

Традиционные методы морфометрических построений и анализа территории основаны на использовании разномасштабных топографических карт с целью выделения каркасных структурных элементов рельефа. Полученный результат в дальнейшем используется для составления специальных карт. Несмотря на камеральный характер работ, обработка больших массивов топографических карт трудоемкий процесс, связанный с существенным объемом ручных построений, результат которых непосредственно зависит от квалификации специалиста, а воспроизводимость результата, при выполнении работы разными людьми, относительна.

В качестве альтернативы традиционному топографическому представлению все более широко используются цифровые модели рельефа. Также, как и топографические карты разного масштаба, ЦМР имеют ряд свойственных им недостатков при отображении рельефа свойственных им при отображении рельефа в определенных физико-географических условиях в зависимости от способа их получения, коррекции данных и пространственного разрешения. Главным преимуществом цифрового представления данных является возможность их массовой обработки посредством программных алгоритмов, существенно снижая трудоемкость данного процесса и ограничивая субъективность результата принципом работы алгоритма по выделению структурных элементов рельефа. Аналогично становится возможным получение широкого спектра статистических данных, с чем связано широкое использование моделей рельефа, полученных путем оцифровки хороших крупномасштабных топографических карт, основанных на дешифрировании стереоскопических аэрофотоснимков.

Главной задачей моделировании структурных элементов рельефа речного бассейна, является корректное задание условий формирования первичных элементов его гидрографической сети. В качестве основы для моделирования речной сети использовался так называемый «комплексный энергетический индекс», представляющий собой функцию от климатического стока и условий рельефа территории. Т.к. при использовании ЦМР основной единицей территории является ячейка растра, то в пределах бассейна выполнялось построение растра распределения значений. Исходя из того, что климатический сток и рельеф поверхности не являются единственным условиями, определяющими развитие русловой сети, использовалась калибровка, для определения значений индекса, при которых полученная модель гидрографической сети в наиболее полной мере соответствует искомому результату, снятому путем ручной обработки гидрографической сети, представленной на топографических картах. По результатам калибровки наблюдается отчетливая корреляция значений индекса для речных бассейнов, развивающихся в сходных физико-географических условиях.

Полученная данным способом модель гидрографической сети является основой для выделения реально существующей сети водоразделов. По В.П. Философову, традиционно при определении порядка водораздельных линий используется метод Р. Хортона, предложенный изначально для определения порядка речных долин, что видится не совсем корректно, т.к. гидрографическая и водораздельная сети являются принципиально разными объектами не только в плане физико-географических особенностей, но и в плане структуры.  В качестве альтернативы данному подходу предлагается порядковая классификация водоразделов на основе последовательности пути стока по гидрографической сети с водораздела до замыкающего створа в соответствии с порядковой классификацией Хортона. Например, порядковая последовательность для водораздела бассейна реки пятого порядка в виде х5 – х4 – х3 – х2 – х1 будет означать водораздел пятого порядка, сток с которого проходит через все возможные порядки речной сети данного бассейна, или же х5 – х0 – х0 – х2 – х1, будет означать, что это водораздел реки второго порядка, впадающей минуя водотоки 3 и 4 порядков в главную реку пятого порядка. Таким образом обеспечивается обоснованное соответствие структуры и порядковой классификации гидрографической и водораздельной сети.