Номер части:
Журнал

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА КОСМОСНИМКОВ ПРИ РЕШЕНИИ ГИДРОГЕОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНЫХ ЗАДАЧ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:


DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Анотация:
Ключевые слова:                     
Данные для цитирования: . ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА КОСМОСНИМКОВ ПРИ РЕШЕНИИ ГИДРОГЕОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНЫХ ЗАДАЧ // Евразийский Союз Ученых. Геолого-минералогические науки. ; ():-.





В настоящее время в ГИС, наиболее важным считается дистанционное зондирование. Благодаря использованию космических спутников, возможно получение данных по всему миру с задержкой от нескольких недель до нескольких часов. Еще более важно и то, что теперь имеется доступ к космическим снимкам в цифровой форме, что позволяет почти сразу же использовать результаты дистанционного зондирования при решении прикладных задач в любой отрасли с использованием ГИС технологий.

Дистанционное зондирование можно представить как процесс, посредством которого собирается информация об объекте, территории или явлении без непосредственного контакта с ним. При этом глаза являются прекрасным примером устройства дистанционного зондирования. При этом способны получать информацию об окружающей среде путем измерения количества и определения характера отражения энергии видимого света от какого-либо внешнего источника. Развитие цифровых методов для усиления визуальных характеристик изображений и компьютерного дешифрования космических снимков происходит независимо от развития ГИС и даже, в некоторой степени, опережая их. Растровая структура данных, а также многие методики, используемые в системах обработки изображений (СОИ), аналогичны структуре и методикам, используемым в растровых ГИС. В результате программные пакеты СОИ стали рассматриваться как один из инструментов ГИС, а ГИС — как фундаментальное продолжение СОИ. Многие современные программные пакеты, такие как: IDRISI, ArcGIS, ERDAS т.п. представляют собой комбинацию усовершенствованных ГИС и СОИ.

Современные ГИС позволяют в значительной степени освободить исследователя от нудной рутинной работы. Использование разнообразных инструментов ГИС значительно сокращает время создания карт, позволяет исследовать большие территории, что ранее было невозможно из-за большого объема ручных построений [1].

Рассмотрим вкратце процесс обработки растрового файла цифровой модели рельефа (ЦМР) с применением ряда специальных функций гидрологического моделирования. В ArcGIS имеется более 20 функций, предназначенных для построения корректных топографических поверхностей и гидрологического моделирования с учетом различных особенностей изучаемой территории. В нашем случае, на основе входного растра рельефа местности (Сайранский массив орошения, рисунок 1), используя соответствующие функции гидрологического моделирования в определенной последовательности, построен ряд тематических карт, из которых итоговыми можно считать карты: сеть всех основных водных потоков (без выделения постоянных и временных потоков) и их порядков; точек слияния в сети водных потоков; основных водоразделов. Для отображения высот используются различные цветовые схемы (палитры, диапазоны). Они могут быть как непрерывными, так и прерывистыми. Например, для отображения рельефа можно указать имеющуюся цветовую гамму и задать количество интервалов и принцип разбиения на интервалы, затем система сама разобьет высоты (от минимума до максимума) на основе этого принципа и окрасит полученные интервалы высот в соответствующие цвета выбранной цветовой гаммы [2].

Рисунок 1. Обработка растрового файла рельефа местности (а) территории Сайранского массива орошения с использованием функций FlowDirection (б)

Для построения карты водных потоков входной растр рельефа (рисунок 1а) последовательно обрабатывается (например, для территории Сайранского массива) следующими гидрологическими функциями: Flow Direction, Flow Accumulation   Stream Order. Flow Direction (рисунок 1б) для каждой ячейки входного растра определяет уклон поверхности (или направление потока), Flow Accumulation (рисунок 2 а) для каждой ячейки входного растра вычисляет кумулятивный (совокупный) поток на основе уклона поверхности (направления потоков). В результате получается растровая модель водных потоков. Функция Stream Order (рисунок 2 б) определяет порядок водных потоков в растровой модели.

Рисунок 2. Обработка растрового файла рельефа местности территории Сайранского массива орошения с использованием функций Flow Accumulation (а) и Stream Order (б)

Рассмотрим еще один пример обработки растровых космоснимков Каратальского рисового массива. Здесь ЦМР охватывает территорию массива орошения в виде прямоугольника. Опуская предыдущие стадии обработки, приведем вычисленную геометрическую дренажную сеть на основе ранее определенных дренажных водных потоков, дренажных точек и дренажных областей (рисунок 3а). Как видно из рисунка, на массиве имеются две основные большие дренажные системы и 8 небольших. Разноцветные полигоны обозначают соответствующие дренажные области для каждой дренажной сети. Синие линии отображают водные потоки. Красные точки обозначают выходные дренажные точки, т.е. точки дренажных сбросов — Outlet, для соответствующей дренажной системы. Желтые точки обозначают точки слияния водных потоков. Небольшие голубые точки обозначают входные дренажные точки —  Inlet.

Рисунок 3. Вычисленная система геометрической дренажной сети для Каратальского рисового массива (а) с указанием направления течения водных потоков (б)

Вычисленная нами система геометрической дренажной сети для Каратальского рисового массива с указанием направления течения водных потоков представлена на рисунке 3б. Дополнительно вычисленные условные схемы прокладки основных дренажных сетей для Каратальского массива (красные линии) показаны на рисунке 4. Здесь же отмечены связи между точками сброса, точками слияния водных потоков и соответствующими дренажными (водоотводными) областями. Зелеными точками обозначены центроиды каждой дренажной области, а черные тонкие линии отображают соединения с соответсвующими точками в сети.

Рисунок 4. Вычисленная система геометрической дренажной сети для Каратальского рисового массива с указанием условной схемы дренажной сети (см.условные обозначения на рисунке 3)

Область применения ЦМР и вообще растров поверхностей значительно расширяется, когда они используются в сочетании с другими слоями картографической информации (поверхности температур, осадков, полигоны типов почв землепользования, гриды химического состава почв и т.п.) [3].

На основе ЦМР, используя соответствующие инструментальные средства ArcGis, можно получать многочисленные новые (вычисленные) данные, которые, в свою очередь, можно использовать для разнообразных практических целей, таких как, например:

-Определение водных потоков (водотоков) на поверхности (их направления и объемы) водоразделов (контуры и площади), точек водозабора водных потоков. Полученную информацию можно использовать при проектировании коллекторно-дренажных, ирригационных сетей, утончении (корректировки) существующих сетей.

-Определение профилей сечения (дренажа, каналов, рек и т.п.).

-Определение наиболее подходящих мест расположения новых скважин (разрезов, площадок и т.п.) и или уточнения расположения существующих.

-Осуществление трассировки по водной сети (реки, каналы, коллекторно-дренажные сети) для обнаружения источника загрязнения.

-Определение предполагаемых областей затопления при повышении уровня воды в водных объектах (озера, реки, при таянии снега, дождевых осадках).

-Определение уклонов поверхности для поиска земель для выращивания соответствующих культур, которые нельзя выращивать, например, на крутых склонах.

-Определение агроклиматических зон и зон эрозионной опасности почв и создание соответствующих карт.

— Определение траектории прокладки коллекторно-дренажной, ирригационной сети с учетом дополнительных критериев, например, минимальной стоимости.

— Для более наглядной визуализации картографической информации, с максимальным объективным приближением к реальности.

         Список литературы

  1. ГИС и земельный кадастр Казахстана // ArcReview, 2003. — № 25.
  2. Шакибаев И.И., Лубнина В.А. Эколого-мелиоративные исследования на орошаемых землях//Материалы Международной научно-практической   конференции «Повышение эффективности водопользования и улучшение мелиоративного состояния орошаемых земель». Шымкент, 2011, С 142-146.
  3. Шакибаев И.И., Рахимжанова И. Результаты воднобалансовых исследований на рисовых системах Алматинской области. «Научные исследования в мелиорации и водном хозяйстве»// Сборник научных трудов, Том 50, Выпуск 1. ТОО «Казахский научно-исследовательский институт водного хозяйства», АО «Казагроинновация», Тараз, 2013. С. 78-86.[schema type=»book» name=»ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА КОСМОСНИМКОВ ПРИ РЕШЕНИИ ГИДРОГЕОЛОГО-МЕЛИОРАТИВНЫХ ЗАДАЧ» description=»Актуальность темы. Орошаемое земледелие является основой сельскохозяйственного производства республики, которая обеспечивает агропродовольственную безопасность страны. Испытываемый уже в настоящее время дефицит водных ресурсов в отдельных водных бассейнах южных областей, неудовлетворительное техническое состояние оросительных систем, слабая техническая вооруженность влияют на эффективность и отдачу орошаемых земель. Научная новизна. Рациональное и бережное природопользование, которое является основой рыночной экономики, использование всех научных разработок, внедрение ГИС технологий и практических достижений в этой отрасли должны быть направлены на прогнозирование и выбор наилучших вариантов использования природных ресурсов, охрану окружающей среды и, в конечном счете, на сохранение здоровой экологической среды и, в последующем на жизнедеятельность людей. Цель работы. Исследовать почвенно-гидрогеолого-мелиоративную обстановку орошаемых земель Алматинской области, с внедрением ГИС технологий. » author=»Ильясова Сабира Кайржановна, Шакибаев Илан Исатаевич, Имашева Багдат Сакеновна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-31″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 6778

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх