Геоинформационный подход к изучению морфометрии рельефа : На примере Алтайского края

• Автор: Крупочкин, Евгений Петрович
• Шифр специальности: 25.00.35
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Глава 1. Рельеф как один из главных компонентов геосистем

1.1. Определение рельефа и факторы рельефообразования

1.2. Научно-практическое значение изучения рельефа

земной поверхности

1.3. Морфометрическая изученность рельефа Алтайского края.

Особенности составленных морфометрических карт

Глава 2. Технология геоинформационного картографирования

морфометрических характеристик рельефа земной поверхности

2.1. Морфометрия, ее предмет и методы исследования

2.2. Основные морфометрические показатели рельефа и способы

их вычисления

2.3. Трехуровенная технология геоинформационного
картографирования морфометрических характеристик
рельефа земной поверхности
2.3.1. Картометрический уровень
2.3.2. Морфометрический уровень
2.3.3. Картографический уровень
2.4. Дискретный и континуальный подходы к созданию
и использованию морфометрических карт рельефа
2.5. Использование цифровых моделей рельефа при решении задач морфометрического анализа
Глава 3. Г еоинформационный подход к созданию и использованию
морфометрических карт нового содержания
3.1. Разработка и автоматическое составление
морфометрических карт кривизны рельефа
3.2. Карта интегральной оценки термоуглового эффекта склонов рельефа земной поверхности
3.3. Корреляционно-регрессионный анализ морфометрических
карт и их прикладное значение
3.3.1. Сравнительно-визуальный анализ карт основных морфометрических показателей рельефа
3.3.2. Корреляционно-регрессионный анализ морфометрических показателей и карт
3.3.3. Прикладное значение морфометрических показателей и карт
Заключение
Литература
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение?
Приложение
Приложение
Актуальность темы диссертации обусловлена рядом обстоятельств.
Во-первых, в морфометрии рельефа в настоящее время накопилось достаточно много вопросов, требующих оперативного решения. Особенно это касается теоретико-методологических вопросов. К ним, прежде всего, относится отсутствие четкого разграничения понятий картометрия и морфометрия, что требует уточнения существующих определений.
Во-вторых, следует учесть, что мы живем в век информатизации все сторон человеческой деятельности. Для географии характерно то, что ее информатизация тесно связана с математическими расчетами и их картографической визуализацией. Современная географическая информатика (геоинформатика) требует широкого и многогранного использования картографических моделей, основанных на автоматизации процессов их создания, с применением баз данных и знаний. Это направление А.М. Берлянт [1] назвал геоинформационным картографированием (ГК).
В работе акцентировано внимание на автоматизацию предлагаемых методик и технологий с целью создания электронных морфометрических карт рельефа земной поверхности. Автоматизированный труд картографа, владеющего современными средствами цифровой картографии по сравнению с традиционными ручным или полумеханическим, имеет ряд преимуществ:
• оперативность и экономия затрат труда;
• повышенная точность картографирования;
• возможность работы в интерактивном (диалоговом) режиме, позволяющем выполнять разностороннюю оценку ситуаций и быстро находить соответствующие решения;
• применение современных графических пакетов программ и улучшение качества изображения и дизайна;
4 •'
• привлечение сложных математических приемов создания и использования карт (трех- и четырехмерное картографическое моделирование, фрактальный и факторный анализы и др.);
• возможность создания и использования новых карт, позволяющих изучать явления в статике, динамике и взаимосвязях.
В-третьих — "всплеск" интереса к морфометрии и методам морфометрического анализа рельефа земной поверхности, о чем свидетельствуют изданные за последние годы монографии и учебные пособия [2, 3, 4 и др.], а также защищенные диссертации [5, 6, 7, 8 и др.].
К настоящему времени разработано и используется множество различных методических подходов к созданию и практическому применению морфометрических карт рельефа для решения конкретных географических, картографических, экологических и других задач. Недостатки этих подходов; 1) высокая трудоемкость и большие затраты времени на вычислительные и картосоставительские работы; 2) неточность и некорректное использование некоторых понятий (морфоизографы, кривизна, извилистость и др.); 3) изучение морфометрических характеристик рельефа преимущественно в крупных масштабах (в то время как для регионов Сибири характерен повышенный интерес к мелкомасштабному обзорному картографированию); 4) несмотря на общепризнанную непрерывность рельефа (вспомним горизонтали и изогипсы) до сих пор в морфометрии преобладают дискретные способы его картографического изображения (картограмма, количественный и качественный фоны), редко и не корректно используется изолинейный способ.
Отсюда, цель исследования состоит в разработке и апробации алгоритмизированной технологии ГК морфометрических характеристик рельефа земной поверхности на примере Алтайского края. В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:
1. Изучение опыта создания численных и картографических моделей морфометрических показателей рельефа, анализ программных средств (Maplnfo Professional, ArcView, Statistica, MS Excel, CorelDraw, PhotoShop и др.).

Все измерения и последующие вычисления в диссертации производились по регулярной сети операционных ячеек, предложенной для использования в целях организации картографического банка данных. Эта сеть представляет собой совокупность трапеций, ограниченных параллелями, проведенными через 20' и меридианами, проведенными через 30' (в соответствии с разграфкой листов топографических карт масштаба 1: 100 000). Зная номенклатуру листов то-покарт, можно определить их местоположение на мелкомасштабной основе и проставить вычисленные показатели в центрах соответствующих сфероидиче-ских трапеций, что и определяет удобство их применения для решения различных географических и картографических задач.
Кроме того, использование листов топографических карт в качестве операционных ячеек позволяет: а) снимать видеоинформацию с каждого листа в отдельности; б) ускорять эту операцию с помощью вероятностностатистических и автоматизированных методов и имеющихся на топокартах сетки квадратов; в) сохранять при дальнейших расчетах и мелкомасштабном картографировании высокую точность, полученных с них исходных данных.
На территорию Алтайского края приходится 145 таких ячеек (рис. 2.2).
Для выполнения студентами курсовых и дипломных работ рекомендовано вместо традиционной конической проекции использовать равнопромежуточную цилиндрическую проекцию, в которой трапеции заменены квадратами [86].
2.3.1. Картометрический уровень.
Операции первого уровня начинаются со снятия количественной информации - картометрических (абсолютных) показателей о рельефе и гидрографической сети. Далее выполняются операции упорядочения этой информации путем суммирования или осреднения исходных данных по операционным ячейкам (рис. 2.2).