7.9.3. Аналіз гідрографічної мережі

У ГІС-пакетах, призначених для просторово-часового аналізу і моделювання природних і природно-господарських територіальних систем і розв’язання задач, пов’язаних з навколишнім середовищем, у тому числі з охороною і раціональним використанням природних ресурсів, таких, як ARC/INFO, ArcGIS Desktop, IDRISI, PCRaster та ін., на базі цифрових моделей рельєфу реалізовані алгоритми аналізу гідрографічної мережі. Основою аналізу гідрографічної мережі є картамісцевих ліній течії(local drain direction), побудова якої виконується з використанням цифрової моделі рельєфу. C використанням карти місцевих ліній течії можлива побудова карти «вищерозміщених елементів», що є растром, у кожній комірці якого міститься величина площі водозбору, з якого дана комірка одержує водне живлення, а також реалізація цілої серії аналітичних процедур, що забезпечують моделювання гідрологічних і ерозійних процесів. Карта «вищерозміщених елементів», крім забезпечення функцій моделювання, наочно відображає структуру гідрографічної мережі, включаючи її схилові елементи (рис. 7.15є).

7.9.4. Пакет Рельєф-процесор

Пакет Рельєф-процесор (Relief-Processor) – автоматизована система структурного, картографічного і морфометричного аналізу рельєфу, розроблена у Харківському державному (сьогодні – національному) університеті ім. В.Н. Каразіна (Воробьевидр., 1992). В основу побудови цифрової моделі рельєфу в рамках пакета покладено його структурну інтерполяційну модель, у якій опорні точки задаються на структурних лініях рельєфу – вододілах і тальвегах. У цьому випадку для визначення висоти топографічної поверхні в будь-якій точці, що не збігається з опорною, використовуються дані тільки по опорних точках, що знаходяться на одному схилі. Це запобігає перекручуванню пластики рельєфу навіть при використанні найпростіших методів інтерполяції.

Пакет Рельєф-процесор версії 1.0 містить:

• cистему аналізу просторових даних, призначену для введення й обробки просторово-розподілених даних у векторному і числовому форматах;

• систему структурного аналізу, що забезпечує виділення повної ерозійної мережі, включаючи лінії тальвегів і границі водозбірних басейнів;

• систему морфометричного аналізу, що дозволяє визначати різні морфометричні характеристики рельєфу, що мають безперервний характер розподілу по досліджуваній території, включаючи ухили й азимути (експозиції) схилів, глибину і густоту розчленування рельєфу, а також будувати структурні поверхні з використанням різних методів інтерполяції;

• систему картографування з спеціалізованим графічним редактором, що створює комфортне середовище для створення і редагування карт на основі результатів структурного і морфометричного аналізу рельєфу, а також візуалізації результатів у плоскому і тривимірному зображенні з можливістю відкривати на екрані будь-яку кількість інформаційних вікон.

Як вихідні дані про рельєф, що описують поле відміток місцевості в межах досліджуваної території, використовуються або регулярні сіткові, або нерегулярні точкові дані. Для регуляризації вихідних даних (тобто безпосередньо побудови ЦМР) використовуються три основних методи:

• кригінг-аналіз зі спектром параметрів, що настроюються;

• апроксимації поверхні поліномами з застосуванням методу найменших квадратів і можливістю вибору ступеня поліномів;

• тріангуляції з подальшим заданням сплайнів необхідного ступеня гладкості на кожному трикутнику.

Основу ідеології Рельєф-процесора реалізує система структурного аналізу, що забезпечує виділення структурного каркаса рельєфу з ієрархічним упорядкуванням його елементів. Якісно її можна поділити на чотири блоки:

• моделювання затоплення досліджуваної території відповідно до моделі “нескінченної зливи” для визначення повної ерозійної структури;

• виділення мережі тальвегів і границь водозбірних басейнів згідно з параметрами, що задаються інтерактивно;

• одержання в інтерактивному режимі числових характеристик водозбірних басейнів – площ, об’ємної і лінійної розчленованості, середнього ухилу, об’єму твердого стоку й інших;

• визначення площі дзеркала й об’єму проектованих штучних водойм, розрахунку обсягу земляних робіт і дослідження змін структури стоку при будівництві.

До безсумнівних достоїнств пакета варто також віднести можливість його запуску (під MS DOS) на будь-якому IBM PC/AT сумісному комп’ютері з математичним співпроцесором і EGA/VGA відеоадаптером.