Введение 3
1 Физико-географическая характеристика водосбора р. Ловать 6
1.1 Общие сведения 6
1.2 Геологическое строение и рельеф 6
1.3 Климатическая характеристика 9
1.4 Растительность 11
1.5 Гидрографическая сеть водосбора р. Ловать
Морфометрические характеристики рек и водосборов: 2
традиционные и современные методы оценки
2.2 Традиционные методы оценки морфометрических
характеристик рек и их водосборов
ГИС и ЦМР для определения морфометрических и гидрологических характеристик
2.3 Использование ГИС на территории исследования
Цифровая модель рельефа (SRTM-4) и ArcGISArcMAP 10.1 для 3
оценки морфометрических характеристик водосбора р. Ловать
3.1 Цифровая модель рельефа SRTM
ArcGIS ArcMAP 10.1: модули ArcGIS Гидрология и ArcGIS
3.2 Spatial Analyst
3.3 Вспомогательные инструменты
4 Обработка исходных данных и анализ полученных результатов
4.1 Исходные данные
4.2 Вычисление морфометрических характеристик 60
4.3 Анализ рассчитанных величин и их погрешностей 73
Заключение 77
Список использованных источников
Для определения стока рек - одной из главных расчетных гидрологических характеристик - в настоящее время существует большое количество методик. Успешность их применения зависит от наличия сведений о гидрографических и физико-географических характеристик исследуемой территории. До недавнего времени они определялись традиционными трудоемкими ручными измерениями на топографических картах.
Интенсивное развитие компьютерных и информационных технологий позволяет получать нужные характеристики посредством географических информационных систем (ГИС) в соответствии с современными требованиями.
Следовательно, возникает необходимость детального освоения инструментария, предлагаемого ГИС для определения морфометрических и физико-географических характеристик водотоков и их водосборов.
Интеграционный характер геоинформационных систем позволяет создать единое информационное пространство и мощный инструмент для сбора, хранения, систематизации, анализа и представления информации о состоянии водных объектов региона[1].
Целью данного дипломного проекта является оценка морфометрических характеристик водосбора р. Ловать посредством ГИС-технологий. Основное внимание уделено определению длины водотока, площади и средней высоты водосбора.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выбор цифровой модели рельефа (ЦМР), соответствующей исследуемой территории;
2. Сбор данных по гидрологическим постам, расположенным на различных водотоках бассейна р. Ловать:(морфометрические характеристики, описание и координаты постов);
3. Освоение функций и инструментов ArcGIS 10.1 и её центрального приложения ArcMap 10.1;
4. Определение морфометрических характеристик водотоков и их водосборов с помощью ЦМР и ArcGIS 10.1.
Бассейн р. Ловать был выбран в качестве исследуемой территории по причине хорошо развитой и достаточно изученной гидрографической сети. Река Ловать является трансграничным водным объектом, и западная часть водосбора р. Ловать находится в Белоруссии. Для исследования таких объектов использование ЦМР и ГИС открывает широкие перспективы, не ограничиваемые геополитическими границами.
Причиной выбора ЦМР SRTM (Shuttle radar topographic mission) стало то, что это готовая модель земной поверхности, которая не содержит растительного покрова, построек и гидрографической сети. Данные для создания ЦМР были получены в результате осуществления международной миссии по съемке поверхности Земли, выполненной в феврале 2000 г. с борта космического корабля многоразового использования с помощью радарной интерферометрической камеры и двух радиолокационных сенсоров [2].
Причиной выбора ArcGIS 10.1 послужило наличие в ее центральном приложении ArcMap 10.1 модуля SpatialAnalyst, в котором содержатся инструменты гидрологического моделирования. Инструменты группы Гидрология (Hydrology) используются для моделирования потока воды по поверхности. Гидрологические инструменты позволяют идентифицировать водоприемники, определять направление потока, вычислять суммарный сток, разграничивать водосборы водоразделами и создавать сети водотоков [3].
ГИС-технологии и спутниковые данные применяются в различных областях прикладной гидрологии: дистанционный мониторинг прорывоопасных озер, исследование процессов снеготаяния, моделирование зон затопления, управление водными ресурсами и т.д.
В результате осуществления поставленных задач цель проекта была достигнута: оценены морфометрические характеристики участков реки Ловать и их водосборов с помощью двух различных ГИС. Выполнено сравнение величин (площади водосборов, длины водотоков, средние высоты водосборов), вычисленных с использованием ArcGIS и ЦМР (SRTM), с результатами, полученными в программе MapInfo и с ранее опубликованными в ОГХ данными. Кроме этого, построены линии водоразделов, что позволило получить схемы 6 водосборов (ранее опубликовано только 2 схемы: для поста в г. Великие Луки и в г. Холм).
Наилучшее соответствие полученных результатов ранее опубликованными наблюдается для площади водосбора, определённой в программе MapInfo.
Пути развития исследуемой темы:
1. Совершенствовать владение инструментами программы
2. Привлекать соответствующие топографические основы для решения конкретно поставленных задач
3. Сотрудничать со специалистами, имеющими опыт работы с ГИС-технологиями
