Объекты исследования, данные и методы их обработки
Исследование проводилось на примере бассейна реки Бурея – левого притока Амура, который впадает в него на расстоянии 1666 км от устья. Длина реки от истока Правой Буреи 739 км, площадь бассейна 70.7 тыс.км2. Бассейн ограничен гребнями хребтов ‑ Малого Хингана, Буреинского, Дуссе-Алинь, Эзоп и Турана. Водоразделы образуют почти замкнутый контур овальной формы, вытянутый в северо-восточном направлении; в средней его части находится Верхне-Буреинская котловина. Ниже с.Пайкан р. Бурея выходит из гор и до устья течет в пределах предгорий и Зейско-Буреинской равнины. Максимальная отметка в бассейне реки составляет 2325 м, минимальная (в месте впадения в Амур) – 95 м. Средняя густота речной сети составляет 0.68 км/км2.
Хребты бассейна Буреи сложены в основном гранитами, вулканогенными и метаморфическими породами, кристаллическими сланцами. Из почв преобладают горно-таежные (подзолистые и кислые неоподзоленные), расположенные в северной горной части (более 50% площади). Для Верхне-Буреинской котловины и Зейско-Бурейской равнины характерны дерново-подзолистые почвы. Встречаются на водосборе и незначительные участки горно-тундровых почв (хр. Эзоп, Дуссе-Алинь), а также аллювиальные (пойменные, долина р. Буреи) почвы.
Наиболее высокие части гор покрыты зарослями кедрового стланика или заняты мохово-лишайниковыми тундрами. Южнее располагаются среднетаежные лиственичные леса, сменяющиеся постепенно лиственничными южнотаежными лесами. В Верхне-Буреинской котловине преобладают лиственничные мари. Граница сплошной многолетней мерзлоты проходит по правобережью р.Ниман и охватывает водосборы её притоков Акишмы, Олги, и частично верховья Правой Буреи. Островная мерзлота распространена на всей территории горной части бассейна.
В самой южной части бассейна, на Зейско-Буреинской равнине, развиты луговые растительные сообщества и соответствующие почвы. Здесь территория сильно изменена хозяйственной деятельностью, в результате чего значительные площади полностью свободны от древесной растительности. Многолетняя мерзлота на территории равнины отсутствует [10].
Подборка геоданных, использованных при описании бассейна, включает следующие слои:
растровая мозаика листов топографической карты м-ба 1:200,000 на ДВР РФ;
цифровая модель рельефа на основе данных SRTM;
векторная геологическая карта бассейна Амура м-ба 1:2,500,000;
векторная карта растительности бассейна Амура м-ба 1:2,500,000;
векторная карта почв бассейна Амура м-ба 1:2,500,000;
векторная карта типов землепользования бассейна Амура м-ба 1:2,500,000.
Топографическая основа для работы создана из листов карты масштаба 1:200000, которые были отсканированы и привязаны в географической системе координат. ЦМР-покрытие территории было создано на основе растровых данных SRTM (http://srtm.csi.cgiar.org/) с разрешением 3 арк.сек., что примерно эквивалентно масштабу топографической карты 1:100000-200000. Размер пиксела растра составляет примерно 90х75 м на широте устья Буреи. Фрагмент покрытия SRTM, охватывающий бассейн р.Бурея, был перепроектирован в эквидистантную проекцию Albers_Equal_Area_Conic и пересчитан в покрытие с квадратным пикселом размера 75х75 м. Векторные тематические карты м-ба 1:2,500,000, перечисленные выше, подготовлены и хранятся в Информационно-картографическом центре ТИГ ДВО РАН.
Обработка цифровых пространственных данных выполнялась с помощью пакета ArcMap 10 на основе его стандартных функций и вычислительного инструментария. Последний момент необходимо подчеркнуть особенно. Очевидно, что наличие цифровой информации в виде электронных слоев позволяет выполнять любую, в принципе, их обработку с помощью специально разработанных программ, для чего могут быть использованы как встроенные в ArcMap, так и независимые инструменты программирования. Однако разработка таких программных средств представляет собой самостоятельную и очень объемную задачу, требующую участия программистов высокой квалификации и тщательной предварительной проработки адекватных (с точки зрения специалиста-гидролога) алгоритмов.
В данном исследовании автор целенаправленно ограничился обработкой геоданных, выполняемой стандартными инструментами ГИС без использования программирования, т.е. такими действиями, которые могут быть выполнены любым пользователем ArcMap 10 за разумное время, измеряемое днями-неделями. Основной целью было наметить направления разработки современной методологии структурно-гидрографического и ландшафтно-гидрологического анализа речного бассейна, включая и совокупность алгоритмов, которые затем могут быть реализованы в виде специализированного программного комплекса.