Математико-картографическое обеспечение геоинформационного моделирования геосистем и комплексов (на примере гидрологических)

• Автор: Пьянков, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 222 с. : 71 ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО РЕШЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
1.1. Основные термины и определения
1.2. Математико-картографическое моделирование и функциональные возможности региональных гидрологических ГИС
1.3. Методы и способы обработки данных с непрерывной пространственной характеристикой
2. ПРИМЕНЕНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ И МЕТОДОВ МАТЕМАТИКО-КАРТОГРАФИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА
2.1. Использование гидрографических характеристик рек и их бассейнов в расчетах стока
2.2. Методологические аспекты пространственного анализа формирования стока рек с использованием математикокартографического моделирования
2.3. Разработка обобщенного интегрального показателя для оценки комплексного влияния основных факторов формирования зимнего стока
3. ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ВОДОХРАНИЛИЩА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УРОВНЯ ВОДЫ
3.1. Математико-картографическое моделирование качественных изменений водохранилища
3.1.1. Построение математической модели выявления качественных изменений водохранилища при понижении уровня воды

3.1.2. Вычисление функций распределения и их моментов
3.1.3. Оценка функций распределения и их параметров
3.1.4. Оценка параметров разности глубин
3.1.5. Характеризация качественных изменений
водохранилища при понижении уровня воды
3.1.6. Оценка неизвестных параметров (ц, о)
3.1.7. Оценивание параметров разности глубин
3.2. Алгоритмы математико-картографического моделирования
состояния водохранилища при сработке на заданную величину
3.2.1. Алгоритм выделения точек, попавших в особую область
3.2.2. Алгоритм геостатистического моделирования процесса 127 сработки и обнаружения качественных изменений состояния водохранилища
3.3. Результаты моделирования сработки водохранилища
3.4. Влияние сработки водохранилищ на условия зимовки
и воспроизводства гидробионтов
4. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА
ПОСЛЕДСТВИЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ ПРИ СНИЖЕНИИ УРОВНЯ ВОДОХРАНИЛИЩА
4.1. Возможные экологические последствия при снижении
уровня водохранилища
4.2. Некоторые проблемы эксплуатации малых водохранилищ
на территории Пермского края
4.2.1. Накопление донных отложений
4.2.2. Общая характеристика объекта исследования
4.3. Математико-картографическое моделирование последствий 163 снижения и оценка пространственного распределения мощности донных отложений
4.3.1. Выбор метода построения цифровой модели
рельефа дна водохранилища
4.3.2. Алгоритм процесса сработки и оценка мощности
донных отложений
4.4. Результаты математико-картографического моделирования
и прогноз возможных геоэкологических последствий
4.4.1. Мощность накопленных донных отложений 180 и их распределение по площади
4.4.2. Прогноз изменения экологической ситуации при 185 снижении уровня Нижнезырянского водохранилища
4.4.2.1. Морфометрические характеристики
4.4.2.2. Перераспределение отложений по площадям
4.4.2.3. Высыхание донных отложений и воздействие
на прилегающие экосистемы в связи с пылением
4.4.2.4. Оценка возможности зарастания ложа
водохранилища и изменений в наземных экосистемах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Одной из наиболее важных функциональных возможностей гидрологической ГИС «Водохранилища камского каскада» является расчет различных морфометрических характеристик любых таксономических единиц водохранилищ с картографическим отображением результатов вычислений на основе цифровых моделей рельефа дна (GRID, TIN). Так, например, для моделирования площадей осушки какого-либо участка водохранилища формируется запрос и с использованием картографического калькулятора производится его выделение (рис. 1.5).
Расчет объемов и площадей выделенного участка водохранилища при разных уровнях сработки (указываемых пользователем) выполняется также на основе ЦМР дна водохранилища. При этом вычисляется площадь зеркала и площадь поверхности, образованной дном водохранилища (рис. 1.6).
Статистики площади и объема fx |
Площадь на плоскости = 21826584 769 кв. м Площадь поверхности * 21835712.738 кв. м Объем = 147850794.572 куб м Вычисленные НИЖЕ базовой высоты -4 ОК
Рис. 1.6. Пример вычисления площади и объема любого участка водохранилиша: а) трехмерная цифровая модель участка водохранилища; б) то же при сработке на 4 м; в) результат вычисления площадей и объемов