Основные геоморфометрические параметры: теория - История изменений

Darsvid: /* Интерпретация */

2015-03-01T15:24:36Z

Интерпретация

← Предыдущая версия		Версия от 17:24, 1 марта 2015
Строка 150:		Строка 150:
	* ''ориентацию участка по отношению к потоку солнечных лучей'', а значит и количество радиации, получаемой земной поверхностью – инсоляцию. Благодаря этому экспозиция существенно влияет на локальный климат (микроклимат) участка. Например, в северном полушарии склоны южной экспозиции прогреваются лучше, чем северной. Кроме того, вследствие большей эвапотранспирации южные склоны суше северных. Количество солнечной радиации непосредственно определяет интенсивность развития растений и их биологическую продуктивность. Такие закономерности иногда обуславливают довольно-таки существенные азональные и локальные отличия в почвенном и растительном покрове, сезонном течении функциональных процессов.		* ''ориентацию участка по отношению к потоку солнечных лучей'', а значит и количество радиации, получаемой земной поверхностью – инсоляцию. Благодаря этому экспозиция существенно влияет на локальный климат (микроклимат) участка. Например, в северном полушарии склоны южной экспозиции прогреваются лучше, чем северной. Кроме того, вследствие большей эвапотранспирации южные склоны суше северных. Количество солнечной радиации непосредственно определяет интенсивность развития растений и их биологическую продуктивность. Такие закономерности иногда обуславливают довольно-таки существенные азональные и локальные отличия в почвенном и растительном покрове, сезонном течении функциональных процессов.

	Отмеченные выше особенности распределения тепла дополнительно усложняются тем, что склоны восточной и западной ориентации формально имея одинаковую экспозицию (по 90°), демонстрируют контрастность тепловых условий. Это объясняется тем, что на восточные склоны солнечные лучи попадают в утренние прохладные часы и тратятся на прогревание поверхности, а западные склоны освещаются во второй половине дня, когда поверхность уже прогрета. В результате, западные склоны несколько теплее и суше, чем восточные. М. Гродзинский (2013) отмечает, что при весьма значительной крутизне склонов (особенно в горных ландшафтах) склоны юго-западной экспозиции оказываются тепле и суше, чем южной экспозиции, а склоны северо-восточной экспозиции – холоднее и влажнее, чем северные. Еще раньше эту особенность отметил Р. Уиттекер (1980), который самым холодным считает не северное, а северо-восточное местоположение, а наиболее теплым – юго-~~восточное~~.		Отмеченные выше особенности распределения тепла дополнительно усложняются тем, что склоны восточной и западной ориентации формально имея одинаковую экспозицию (по 90°), демонстрируют контрастность тепловых условий. Это объясняется тем, что на восточные склоны солнечные лучи попадают в утренние прохладные часы и тратятся на прогревание поверхности, а западные склоны освещаются во второй половине дня, когда поверхность уже прогрета. В результате, западные склоны несколько теплее и суше, чем восточные. М. Гродзинский (2013) отмечает, что при весьма значительной крутизне склонов (особенно в горных ландшафтах) склоны юго-западной экспозиции оказываются тепле и суше, чем южной экспозиции, а склоны северо-восточной экспозиции – холоднее и влажнее, чем северные. Еще раньше эту особенность отметил Р. Уиттекер (1980), который самым холодным считает не северное, а северо-восточное местоположение, а наиболее теплым – юго-западное.

	Типология инсоляционных местоположений проводится по сторонам горизонта (румбам)		Типология инсоляционных местоположений проводится по сторонам горизонта (румбам)

Александр Мурый в 19:46, 29 декабря 2013

2013-12-29T19:46:11Z

← Предыдущая версия		Версия от 21:46, 29 декабря 2013
Строка 1:		Строка 1:
	{{Статья\|~~Черновик~~}}		{{Статья\|Опубликована\|geomorphometric-parameters-theory}}

	{{Аннотация\|Рассмотрены понятия и расчет основных геоморфометрических параметров на примере алгоритма Zevenbergen-Thorne (1987). Дана процессно-функциональная интерпретация уклона, экспозиции и кривизн рельефа земной поверхности}}		{{Аннотация\|Рассмотрены понятия и расчет основных геоморфометрических параметров на примере алгоритма Zevenbergen-Thorne (1987). Дана процессно-функциональная интерпретация уклона, экспозиции и кривизн рельефа земной поверхности}}

Darsvid: /* Интерпретация */

2013-12-25T10:37:17Z

Интерпретация

← Предыдущая версия		Версия от 12:37, 25 декабря 2013
Строка 89:		Строка 89:
	*''особенности растительного покрова'' совокупно отражают все вышеперечисленные характеристики, поскольку они прямо или косвенно влияют на такие эдафические факторы как водный и температурный режим почвы, механический состав корнесодержащего слоя, содержание питательных элементов и т.д.		*''особенности растительного покрова'' совокупно отражают все вышеперечисленные характеристики, поскольку они прямо или косвенно влияют на такие эдафические факторы как водный и температурный режим почвы, механический состав корнесодержащего слоя, содержание питательных элементов и т.д.

	Простота расчета и информативность делают уклон поверхности наиболее употребимым показателем в моделировании процессов перераспределения поверхностного и внутрипочвенного стока, эрозии, определении эдафических условий, индикационном картографировании в физической географии и близких отраслях. Как правило, значения показателя измеряются в градусах (также это могут быть проценты или радианы) и колеблются в диапазоне от 0° (горизонтальная плоскость) до 90° (вертикальная плоскость). ~~Часто~~ используются следующие градации уклона поверхности:		Простота расчета и информативность делают уклон поверхности наиболее употребимым показателем в моделировании процессов перераспределения поверхностного и внутрипочвенного стока, эрозии, определении эдафических условий, индикационном картографировании в физической географии и близких отраслях. Как правило, значения показателя измеряются в градусах (также это могут быть проценты или радианы) и колеблются в диапазоне от 0° (горизонтальная плоскость) до 90° (вертикальная плоскость). В комплексных физико-географических и ландшафтных исследованиях часто используются следующие градации уклона поверхности:

	{\| class="wikitable"		{\| class="wikitable"

Darsvid: /* Использованные материалы */

2013-12-25T10:32:00Z

Использованные материалы

← Предыдущая версия		Версия от 12:32, 25 декабря 2013
Строка 321:		Строка 321:
	== Использованные материалы ==		== Использованные материалы ==

	# ''Гродзинский М.Д.'' Ландшафтная экология: Учебник. – Киев: ~~Знання~~, ~~2013~~ (укр.)		# ''Гродзинский М.Д.'' Ландшафтная экология: Учебник. – Киев, 2013 (укр.)
			# ''Жучкова В.К., Раковская Э.М.'' Методы комплексных физико-географических исследований: Учеб. пособие для студентов вузов. – Москва, 2004. - 368 с.
			# ''Миллер Г.П.'' Полевая ландшафтная съемка горных территорий. - Киев, 1996 (укр.)
	# ''Шарый П.А.'' [http://www.ssc.smr.ru/media/journals/izvestia/2006/2006_2_458_473.pdf Геоморфометрия в науках о земле и экологии, обзор методов и приложений] // Известия Самарского научного центра РАН. 2006, 8(2) – с. 458-473		# ''Шарый П.А.'' [http://www.ssc.smr.ru/media/journals/izvestia/2006/2006_2_458_473.pdf Геоморфометрия в науках о земле и экологии, обзор методов и приложений] // Известия Самарского научного центра РАН. 2006, 8(2) – с. 458-473
	# ''Buckley A.'' [http://blogs.esri.com/esri/arcgis/2010/10/27/understanding-curvature-rasters/ Understanding curvature rasters]/ ArcGIS Resources, 2010		# ''Buckley A.'' [http://blogs.esri.com/esri/arcgis/2010/10/27/understanding-curvature-rasters/ Understanding curvature rasters]/ ArcGIS Resources, 2010

Darsvid: /* Исходные положения */

2013-12-23T15:52:19Z

Исходные положения

← Предыдущая версия		Версия от 17:52, 23 декабря 2013
Строка 19:		Строка 19:
	[[Файл:geomorpho_theory_01.png\|thumb\|300px\|center\|Рис. 1 Расчет большинства геоморфометрических параметров как правило производится на основе скользящего окна размером 3×3 пиксела (Geomorphometry 2008)]]		[[Файл:geomorpho_theory_01.png\|thumb\|300px\|center\|Рис. 1 Расчет большинства геоморфометрических параметров как правило производится на основе скользящего окна размером 3×3 пиксела (Geomorphometry 2008)]]

	Окно двигается через все поверхность растра (в направлении от верхнего левого до нижнего правого угла) и последовательно применяет в каждой позиции одну и ту же математическую операцию (расчетную формулу) для ячеек основного растра. Таким образом, результат расчетов определяется формулой, которая используется для сравнения значений центральной ячейки с соседними. При этом полиномами аппроксимируется не вся поверхность (поле), а каждый раз ее небольшой участок в окрестностях пиксела. В результате получается новый растр, аналогичный по пространственному охвату исходной ЦМР, но с другим параметром.		Окно двигается через все поверхность растра (в направлении от верхнего левого до нижнего правого угла) и последовательно применяет в каждой позиции одну и ту же математическую операцию (расчетную формулу) для ячеек основного растра. При этом полиномами аппроксимируется не вся поверхность (поле), а каждый раз ее небольшой участок в окрестностях пиксела. Таким образом, результат расчетов определяется формулой, которая используется для сравнения значений центральной ячейки с соседними. В результате получается новый растр, аналогичный по пространственному охвату исходной ЦМР, но с другим параметром.

	В данной статье мы будем рассматривать особенности расчета основных геморфометрических параметров на примере алгоритма, изложенного в работе [http://solim.geography.wisc.edu/axing/teaching/geog579/lectures/references/ZevenbergenAndThorne_DigitalTerrain_EarthSurfaceProcesses1987.pdf Zevenbergen, Thorne (1987)], который характеризуется расчетной эффективностью и высокой достоверностью результатов ([http://dx.doi.org/10.1080/02693798908941519 Skidmore 1989], [http://www.sages.ac.uk/home/homes/s0197746/Jones1998.pdf Jones 1998], [http://www.unc.edu/courses/2010spring/geog/591/001/readings/Zhou_Liu_2004.pdf Zhou, Liu 2004], [http://www.unesco.org.uy/ci/fileadmin/phi/aqualac/GarciaRodriguez_et_al_p78-82.pdf Rodríguez, Suarez 2010]). Кроме того, он реализован как в Открытых (SAGA, плагин QGIS Directional Slope), так и проприетарных ГИС (кривизны в ArcGIS, расширение ArcGIS [http://www.jennessent.com/arcgis/surface_area.htm DEM Surface Tools]).		В данной статье мы будем рассматривать особенности расчета основных геморфометрических параметров на примере алгоритма, изложенного в работе [http://solim.geography.wisc.edu/axing/teaching/geog579/lectures/references/ZevenbergenAndThorne_DigitalTerrain_EarthSurfaceProcesses1987.pdf Zevenbergen, Thorne (1987)], который характеризуется расчетной эффективностью и высокой достоверностью результатов ([http://dx.doi.org/10.1080/02693798908941519 Skidmore 1989], [http://www.sages.ac.uk/home/homes/s0197746/Jones1998.pdf Jones 1998], [http://www.unc.edu/courses/2010spring/geog/591/001/readings/Zhou_Liu_2004.pdf Zhou, Liu 2004], [http://www.unesco.org.uy/ci/fileadmin/phi/aqualac/GarciaRodriguez_et_al_p78-82.pdf Rodríguez, Suarez 2010]). Кроме того, он реализован как в Открытых (SAGA, плагин QGIS Directional Slope), так и проприетарных ГИС (кривизны в ArcGIS, расширение ArcGIS [http://www.jennessent.com/arcgis/surface_area.htm DEM Surface Tools]).

Darsvid в 13:32, 23 декабря 2013

2013-12-23T13:32:56Z

← Предыдущая версия		Версия от 15:32, 23 декабря 2013
Строка 1:		Строка 1:
	{{Статья\|Черновик}}		{{Статья\|Черновик}}

	{{Аннотация\|~~Понятия,~~ расчет на примере алгоритма Zevenbergen-Thorne (1987) и интерпретация уклона, экспозиции, кривизн рельефа земной поверхности}}		{{Аннотация\|Рассмотрены понятия и расчет основных геоморфометрических параметров на примере алгоритма Zevenbergen-Thorne (1987). Дана процессно-функциональная интерпретация уклона, экспозиции и кривизн рельефа земной поверхности}}

	== Исходные положения ==		== Исходные положения ==

Darsvid: /* Интерпретация */

2013-12-23T13:24:55Z

Интерпретация

← Предыдущая версия		Версия от 15:24, 23 декабря 2013
Строка 313:		Строка 313:
	Для анализа количественных значений кривизны актуальными остаются все закономерности, определенные ранее для горизонтальной и вертикальной составляющих. Диапазон возможных значений для всех трех кривизн будет колебаться от -0.5 до +0.5 для территорий с равнинным рельефом и от -4 до +4 для горных районов.		Для анализа количественных значений кривизны актуальными остаются все закономерности, определенные ранее для горизонтальной и вертикальной составляющих. Диапазон возможных значений для всех трех кривизн будет колебаться от -0.5 до +0.5 для территорий с равнинным рельефом и от -4 до +4 для горных районов.

	Практическое удобство общей кривизны состоит в том, что она в равной мере характеризует оба механизма аккумуляции. Уклон поверхности характеризует относительную интенсивность сноса материала, а экспозиция – его направление. Таким образом, вертикальная кривизна определяет закономерности эрозии и аккумуляции, а горизонтальная – пространственную неоднородность стока. Одновременный учет их обеих помогает лучше понять закономерности перераспределения материала по поверхности в жидкой или твердой форме. ~~Эти закономерности учитываются в классификации~~ форм рельефа Ф. Трёха (Troeh 1964), ~~основанной~~ на знаках вертикальной и горизонтальной кривизн (рис. 14).		Практическое удобство общей кривизны состоит в том, что она в равной мере характеризует оба механизма аккумуляции. Уклон поверхности характеризует относительную интенсивность сноса материала, а экспозиция – его направление. Таким образом, вертикальная кривизна определяет закономерности эрозии и аккумуляции, а горизонтальная – пространственную неоднородность стока. Одновременный учет их обеих помогает лучше понять закономерности перераспределения материала по поверхности в жидкой или твердой форме. Простейшим обобщением этих закономерностей является классификация форм рельефа Ф. Трёха (Troeh 1964), основанная на знаках вертикальной и горизонтальной кривизн (рис. 14).

	[[Файл:geomorpho_theory_14.png\|thumb\|300px\|center\| Рис. 14 Типы форм рельефа классификации Трёха (Troeh 1964, Шарый 2006)]]		[[Файл:geomorpho_theory_14.png\|thumb\|300px\|center\| Рис. 14 Типы форм рельефа классификации Трёха (Troeh 1964, Шарый 2006)]]

Darsvid: /* Пример расчета общей кривизны */

2013-12-23T12:56:56Z

Пример расчета общей кривизны

← Предыдущая версия		Версия от 14:56, 23 декабря 2013
Строка 304:		Строка 304:

	где D и E рассчитываются по {{eqref\|13\|(13)}} и {{eqref\|14\|(14)}} соответственно.		где D и E рассчитываются по {{eqref\|13\|(13)}} и {{eqref\|14\|(14)}} соответственно.

	~~==== Пример расчета общей кривизны ====~~

	Рассмотрим алгоритм на примере рис. 4. Уже известно, что по {{eqref\|13\|(13)}} D=0.025, по {{eqref\|14\|(14)}} E=0.025. Тогда общая кривизна для центральной ячейки, полученная по {{eqref\|18\|(18)}} составит:		Рассмотрим алгоритм на примере рис. 4. Уже известно, что по {{eqref\|13\|(13)}} D=0.025, по {{eqref\|14\|(14)}} E=0.025. Тогда общая кривизна для центральной ячейки, полученная по {{eqref\|18\|(18)}} составит:

Darsvid: /* Пример расчета профильной кривизны */

2013-12-23T12:56:15Z

Пример расчета профильной кривизны

← Предыдущая версия		Версия от 14:56, 23 декабря 2013
Строка 272:		Строка 272:

	По уже известным выражениям рассчитываются D {{eqref\|13\|(13)}}, E {{eqref\|14\|(14)}}, F {{eqref\|15\|(15)}}, G {{eqref\|5\|(5)}} и H {{eqref\|6\|(6)}}.		По уже известным выражениям рассчитываются D {{eqref\|13\|(13)}}, E {{eqref\|14\|(14)}}, F {{eqref\|15\|(15)}}, G {{eqref\|5\|(5)}} и H {{eqref\|6\|(6)}}.

	~~==== Пример расчета профильной кривизны ====~~

	Рассмотрим алгоритм на примере рис. 4. Уже известно, что по {{eqref\|5\|(5)}} G=-0.35, по {{eqref\|6\|(6)}} H=-0.05, по {{eqref\|13\|(13)}} D=0.025, по {{eqref\|14\|(14)}} E=0.025, по {{eqref\|15\|(15)}} F=0.03. Тогда горизонтальная кривизна для центральной ячейки, полученная по {{eqref\|17\|(17)}} составит:		Рассмотрим алгоритм на примере рис. 4. Уже известно, что по {{eqref\|5\|(5)}} G=-0.35, по {{eqref\|6\|(6)}} H=-0.05, по {{eqref\|13\|(13)}} D=0.025, по {{eqref\|14\|(14)}} E=0.025, по {{eqref\|15\|(15)}} F=0.03. Тогда горизонтальная кривизна для центральной ячейки, полученная по {{eqref\|17\|(17)}} составит:

Darsvid: /* Пример расчета плановой кривизны */

2013-12-23T12:55:43Z

Пример расчета плановой кривизны

← Предыдущая версия		Версия от 14:55, 23 декабря 2013
Строка 222:		Строка 222:

	{{EF\|:\|<math>F = \frac{\left ( z_3-z_1+z_7-z_9 \right )}{4l^2}</math>\|style=\|ref=15\|center=}}		{{EF\|:\|<math>F = \frac{\left ( z_3-z_1+z_7-z_9 \right )}{4l^2}</math>\|style=\|ref=15\|center=}}

	~~==== Пример расчета плановой кривизны ====~~

	Рассмотрим алгоритм на примере рис. 4. Уже известно, что по {{eqref\|5\|(5)}} G=-0.35, а по {{eqref\|6\|(6)}} H=-0.05. Рассчитаем другие частные производные:		Рассмотрим алгоритм на примере рис. 4. Уже известно, что по {{eqref\|5\|(5)}} G=-0.35, а по {{eqref\|6\|(6)}} H=-0.05. Рассчитаем другие частные производные: