ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОФОТОГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МЕТОДА В ИССЛЕДОВАНИИ РЕЛЬЕФА ПЕРИГЛЯЦИАЛЬНЫХ ЗОН БАССЕЙНА АКТРУ (РЕСПУБЛИКА АЛТАЙ)
|
ВВЕДЕНИЕ
1. ФИЗИКО - ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ БАССЕЙНА АКТРУ 7
1.1. Краткий физико-географический очерк горно-ледникового бассейна Актру 7
1.2. Краткая характеристика геологического строения 9
1.3. Рельеф горно-ледникового бассейна Актру и его развитие 12
1.4. Климатические особенности 13
1.5. Гидрографическое описание 14
1.6. Краткая характеристика почв 15
1.7. Растительность 16
1.8. Особенности землепользования/антропогенное преобразование 18
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ 20
2.1. Традиционные методы исследования 21
2.2. ОПИСАНИЕ И СТРУКТУРА ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ
АЭРОФОТОГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЛЬЕФА 22
2.2.1. Общая характеристика и история аэрофотогеодезического метода 22
2.2.2. Предполевая подготовка и описание используемого оборудования 27
2.2.3. Проведение аэрофотосъемки и полевых геодезических работ 31
2.2.4. Обработка и извлечение координат точек дифференциальной GPS съемки 33
2.2.5. Выравнивание камер, географическая привязка аэрофотосъемки 36
2.2.6. Создание цифровой модели поверхности, тайловой текстурированной модели,
ортофотоплана 39
2.2.7. Построение тематических карт и геоморфологической карты на основе
полученных данных 43
3. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ,
ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЛЬЕФА 45
3.1. Анализ и оценка точности полученных цифровых моделей поверхности и
ортофотоплана 45
3.2. Анализ тематических карт 49
3.3. Анализ и оценка полученной геоморфологической карты 51
3.4. Геоморфологическое описание бассейна и рельефообразующие процессы 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 68
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 70
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 73
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 74
1. ФИЗИКО - ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ БАССЕЙНА АКТРУ 7
1.1. Краткий физико-географический очерк горно-ледникового бассейна Актру 7
1.2. Краткая характеристика геологического строения 9
1.3. Рельеф горно-ледникового бассейна Актру и его развитие 12
1.4. Климатические особенности 13
1.5. Гидрографическое описание 14
1.6. Краткая характеристика почв 15
1.7. Растительность 16
1.8. Особенности землепользования/антропогенное преобразование 18
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ 20
2.1. Традиционные методы исследования 21
2.2. ОПИСАНИЕ И СТРУКТУРА ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ
АЭРОФОТОГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЕЛЬЕФА 22
2.2.1. Общая характеристика и история аэрофотогеодезического метода 22
2.2.2. Предполевая подготовка и описание используемого оборудования 27
2.2.3. Проведение аэрофотосъемки и полевых геодезических работ 31
2.2.4. Обработка и извлечение координат точек дифференциальной GPS съемки 33
2.2.5. Выравнивание камер, географическая привязка аэрофотосъемки 36
2.2.6. Создание цифровой модели поверхности, тайловой текстурированной модели,
ортофотоплана 39
2.2.7. Построение тематических карт и геоморфологической карты на основе
полученных данных 43
3. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ,
ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЛЬЕФА 45
3.1. Анализ и оценка точности полученных цифровых моделей поверхности и
ортофотоплана 45
3.2. Анализ тематических карт 49
3.3. Анализ и оценка полученной геоморфологической карты 51
3.4. Геоморфологическое описание бассейна и рельефообразующие процессы 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 64
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 68
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 70
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 73
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 74
Актуальность работы. В данной работе рассмотрен вариант применения аэрофотогеодезического метода исследований рельефа в горных территориях, а также возможность использования беспилотных авиационных систем/беспилотных воздушных суден/беспилотных летательных аппаратов (БАС/БВС/БЛА/БПЛА) в исследованиях современных процессов рельефообразования, снежного покрова горно-ледниковых бассейнов, изучения геодезического баланса горных ледников. Интерес к данной теме обусловлен общим трендом географии в последние десятилетия - развитием дистанционного зондирования. В последние годы, с развитием беспилотных летательных аппаратов, все чаще поднимается вопрос об их использовании в исследованиях в области наук о Земле. Восстановление регулярных гляциологических наблюдений на леднике Левый Актру [19] также подкрепляет интерес к развитию исследований в бассейне Актру с применением современных методов.
Цель работы - выполнить геоморфологический анализ перигляциальной зоны ледника Левый Актру на основе данных стереоаэрофотосьемки и наземного геодезического контроля.
Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:
• выполнить обзор литературы по теме использования аэрофотогеодезических методов в геоморфологическом анализе горных территорий;
• создать базу данных картографических материалов, космических и аэрофотоснимков, материалов планово-высотных геодезических обоснований прошлых лет;
• выполнить планово-высотное геодезическое обоснование района проведения аэрофотосъёмочных работ;
• выполнить фотограмметрическую обработку материалов стереоаэрофотосъёмки;
• выполнить геометрическую коррекцию результатов аэрофотосъёмки по материалам планово-высотного геодезического обоснования;
• создать и проанализировать геоморфологическую карту приледниковой территории ледника Левый Актру.
Информационная база - в работе использованы: космические снимки со спутника Sentinel-2, фондовые и архивные материалы ПНИЛ Гляциоклиматогии ГГФ НИ ТГУ, полнофункциональный программный комплекс ArcGIS 10.4.1 (ESRI Inc.), модуль 3d Analyst Tools ArcGIS, модуль Spatial Analyst, программный комплекс QGIS 3.4.9. Madeira, программный пакет фотограмметрической обработки AgiSoft MetaShape 1.5.4+, открытый интернет-ресурс космических снимков USGS.EarthExplorer, программный пакет для обработки и управления данными оптических, GNSS и фотограмметрических измерений Trimble Business Center, программное обеспечение для работы в режиме RTK SurvX 4.0.
Методы исследования - сравнительно-географический, метод полевых исследований, аэрофотогеодезический, геоинформационного картографирования.
Личный вклад автора - основной объём аэрофотогеодезических работ и получение фактического материала произведено автором в ходе прохождения производственной практики и участия в комплексных экспедициях в горно-ледниковый бассейн Актру Проблемной Научно-Исследовательской Лаборатории Гляциоклиматологии (ПНИЛГК НИ ТГУ) и Кафедры Географии Томского Государственного Университета, г.Томск, в период с 01.05.2019 по 25.07.2019.
По материалам работ было принято участие в написании следующих работ:
1. David W. Hedding, Aleksander A. Erofeev, Christel D. Hansen, Alexey V. Khon, Zamir
R. Abbasov. Geomorphological processes and landforms of glacier forelands in the upper Aktru River basin (Gornyi Altai), Russia: evidence for rapid recent retreat and paraglacial adjustment//, volume 17 (4), pages 824-837 (2020)
2. Хон А.В, Аббасов З.Р, Никитин К.В, Локтионова Т.А, Ерофеев А.А. Структурные линии перигляциального рельефа (ледник Малый Актру) //Геоморфология и физическая география Сибири в XXI веке. С. 66-68.
Цель работы - выполнить геоморфологический анализ перигляциальной зоны ледника Левый Актру на основе данных стереоаэрофотосьемки и наземного геодезического контроля.
Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:
• выполнить обзор литературы по теме использования аэрофотогеодезических методов в геоморфологическом анализе горных территорий;
• создать базу данных картографических материалов, космических и аэрофотоснимков, материалов планово-высотных геодезических обоснований прошлых лет;
• выполнить планово-высотное геодезическое обоснование района проведения аэрофотосъёмочных работ;
• выполнить фотограмметрическую обработку материалов стереоаэрофотосъёмки;
• выполнить геометрическую коррекцию результатов аэрофотосъёмки по материалам планово-высотного геодезического обоснования;
• создать и проанализировать геоморфологическую карту приледниковой территории ледника Левый Актру.
Информационная база - в работе использованы: космические снимки со спутника Sentinel-2, фондовые и архивные материалы ПНИЛ Гляциоклиматогии ГГФ НИ ТГУ, полнофункциональный программный комплекс ArcGIS 10.4.1 (ESRI Inc.), модуль 3d Analyst Tools ArcGIS, модуль Spatial Analyst, программный комплекс QGIS 3.4.9. Madeira, программный пакет фотограмметрической обработки AgiSoft MetaShape 1.5.4+, открытый интернет-ресурс космических снимков USGS.EarthExplorer, программный пакет для обработки и управления данными оптических, GNSS и фотограмметрических измерений Trimble Business Center, программное обеспечение для работы в режиме RTK SurvX 4.0.
Методы исследования - сравнительно-географический, метод полевых исследований, аэрофотогеодезический, геоинформационного картографирования.
Личный вклад автора - основной объём аэрофотогеодезических работ и получение фактического материала произведено автором в ходе прохождения производственной практики и участия в комплексных экспедициях в горно-ледниковый бассейн Актру Проблемной Научно-Исследовательской Лаборатории Гляциоклиматологии (ПНИЛГК НИ ТГУ) и Кафедры Географии Томского Государственного Университета, г.Томск, в период с 01.05.2019 по 25.07.2019.
По материалам работ было принято участие в написании следующих работ:
1. David W. Hedding, Aleksander A. Erofeev, Christel D. Hansen, Alexey V. Khon, Zamir
R. Abbasov. Geomorphological processes and landforms of glacier forelands in the upper Aktru River basin (Gornyi Altai), Russia: evidence for rapid recent retreat and paraglacial adjustment//, volume 17 (4), pages 824-837 (2020)
2. Хон А.В, Аббасов З.Р, Никитин К.В, Локтионова Т.А, Ерофеев А.А. Структурные линии перигляциального рельефа (ледник Малый Актру) //Геоморфология и физическая география Сибири в XXI веке. С. 66-68.
В ходе проведенных исследований, все поставленные задачи были выполнены:
• выполнен обзор литературы по теме использования аэрофотогеодезических методов в геоморфологическом анализе горных территорий;
• создана база данных картографических материалов, космических и
аэрофотоснимков, материалов планово-высотных геодезических обоснований прошлых лет;
• выполнено планово-высотное геодезическое обоснование района проведения аэрофотосъёмочных работ;
• выполнена фотограмметрическая обработка материалов стереоаэрофотосъёмки;
• выполнена геометрическая коррекция результатов аэрофотосъёмки по материалам планово-высотного геодезического обоснования;
• создана и проанализирована геоморфологическая карта приледниковой территории ледника Левый Актру.
В ходе исследований был рассмотрен рельеф перигляциальной зоны ледника Левый Актру, как одного из наиболее геоморфологически динамичных участков горно-ледникового бассейна Актру. Рассмотрены современные гляциальные процессы, как аккумулятивные, так и экзарационные, склоновые процессы, а также флювиальные. Рассмотрена и апробирована возможность и ход применения аэрофотогеодезического метода для исследования рельефа горных территорий. Произведена оценка полученных результатов, дано описание современному рельефообразованию в бассейне.
Также отмечается перспективность применения беспилотных авиационных систем в исследованиях разной направленности в горных территориях, например, прогнозирование катастроф (лавин, оползней, селей, прорывов озер и др.), использование в поисковых целях и, конечно, большая перспектива применения для исследования рельефа и получения высокоточных данных о поверхности исследуемой территории.
На основании исследований на территории горно-ледникового бассейна Актру отмечается активное проявление экзогенных процессов рельефообразования, в частности под воздействием таких агентов как ледники, сила гравитации и рельефообразующей деятельности ледниковой, талой и дождевой вод.
• выполнен обзор литературы по теме использования аэрофотогеодезических методов в геоморфологическом анализе горных территорий;
• создана база данных картографических материалов, космических и
аэрофотоснимков, материалов планово-высотных геодезических обоснований прошлых лет;
• выполнено планово-высотное геодезическое обоснование района проведения аэрофотосъёмочных работ;
• выполнена фотограмметрическая обработка материалов стереоаэрофотосъёмки;
• выполнена геометрическая коррекция результатов аэрофотосъёмки по материалам планово-высотного геодезического обоснования;
• создана и проанализирована геоморфологическая карта приледниковой территории ледника Левый Актру.
В ходе исследований был рассмотрен рельеф перигляциальной зоны ледника Левый Актру, как одного из наиболее геоморфологически динамичных участков горно-ледникового бассейна Актру. Рассмотрены современные гляциальные процессы, как аккумулятивные, так и экзарационные, склоновые процессы, а также флювиальные. Рассмотрена и апробирована возможность и ход применения аэрофотогеодезического метода для исследования рельефа горных территорий. Произведена оценка полученных результатов, дано описание современному рельефообразованию в бассейне.
Также отмечается перспективность применения беспилотных авиационных систем в исследованиях разной направленности в горных территориях, например, прогнозирование катастроф (лавин, оползней, селей, прорывов озер и др.), использование в поисковых целях и, конечно, большая перспектива применения для исследования рельефа и получения высокоточных данных о поверхности исследуемой территории.
На основании исследований на территории горно-ледникового бассейна Актру отмечается активное проявление экзогенных процессов рельефообразования, в частности под воздействием таких агентов как ледники, сила гравитации и рельефообразующей деятельности ледниковой, талой и дождевой вод.