Введение 3
1. Обзор предметной области 4
1.1 Определение бассейнов 4
1.2. Водохозяйственный участок реки Енисей 7
1.3. Дренажные системы 9
1.4 Исследование цифровых моделей рельефа 11
2. Описание используемого программного обеспечения и данных 12
2.1. Радарная топографическая съемка SRTM 12
2.2. Описание инструментов, материалов и методов использовавшихся в работе 13
2.2.1. Геоинформационная система Quantum GIS 13
2.2.2 Программа GrassGIS 15
2.2.3. Модуль r.watershed 15
2.2.4. Геоинформационная система MapInfo 16
2.2.5. Программа Microsoft Excel 2013 17
2.2.6. Язык программирования С 18
3 Формирование водосборных бассейнов 19
3.1. Этапы формирования бассейнов 19
3.2 Работа с данными SRTM 19
3.3 Алгоритм деления территории на полубассейны r. watershed 20
3.4. Формирование бассейнов 23
3.5. Объединение слоёв частей бассейнов в один слой 24
3.6 Устранение лишних пикселей 25
3.7 Создание таблицы бассейнов в Microsoft Excel 27
4.1. Программная часть 29
5. Планы на будущее 37
Заключение 38
Список использованных источников 40
Приложение А 42
Выяснение взаимосвязей морфометрических параметров рельефа и различных гидрологических, гидрогеологических характеристик является основой для решения ряда теоретических и прикладных задач в областях экологии, оценок количественных и качественных характеристик водных ресурсов, планирования развития территорий и др. [1].
Проведение этих действий классическими методами, основанными на результатах натурных исследований, является достаточно трудоемким, дорогостоящим и сложно выполнимым процессом. Альтернативой классическим подходам может служить анализ цифровых моделей рельефа (ЦМР) средствами современных геоинформационных систем (ГИС), получивших развитие и ставших широко доступными пользователям в 90-х гг. ХХ в[1].
Появление цифровой модели рельефа достаточно высокого пространственного разрешения, а также рост вычислительных возможностей персональных компьютеров способствовали развитию в геоинформационных системах функционала по анализу гидрологических и морфометрических характеристик территорий [2].
Целью данной работы является формирование водосборных бассейнов Центральной и Южной частей Красноярского края.
Задачи, решаемые в ВКР:
-использование алгоритма моделирования речных бассейнов с помощью инструментов Grass Gis и последующее формирование полубассейнов в бассейны;
-создание таблицы Excel с уникальными идентификаторами рек, бассейнов и бассейнов родителей рек и дальнейший экспорт таблицы в Quantum GIS;
- написание программы для визуализации связи водосборных бассейнов к отдельным рекам на языке программирования C.
В данной работе рассматривалась задача формирования водосборных бассейнов на территорию южной и центральной части Красноярского края.
Исходные данные - цифровая модель рельефа SRTM (с разрешением 90 м), векторные слои данных с гидрографией на указанную территорию в масштабе 1:2 500 000, 1:1 000 000, 1:100 000.
Основной результат работы - сформированный набор геопространственных данных по водосборным бассейнам на указанную территорию. Промежуточные этапы выполнения работы:
- были изучены инструменты оцифровки, инструменты работы с растровыми и векторными данными (обрезка, склеивание, создание новых shape-файлов) в программе QGIS. Проведена работа с ЦМР данными;
- в программе QGIS c помощью инструментов Grass Gis были выполнены вычисления по алгоритму моделирования речных бассейнов с последующим преобразованием сформированных полубассейнов в бассейны;
-в программе QGIS с помощью инструментов оцифровки (склеивание) вручную были сформированы бассейны из полубассейнов, полученные в результате работы алгоритма r.watershed, по завершению формирования получился 641 бассейн;
-в программе MapInfo с помощью функции коррекции топологии был создан один векторный слой путем объединения подготовленных на предварительном этапе обработки данных 14 векторных слоев для разных участков исследуемой территории;
-в программе QGIS с помощью инструментов оцифровки была проведена коррекция получившегося векторного слоя. Были удалены лишние пиксели, образовавшиеся при объединении в один слой, сформирован результирующий слой бассейнов рек;
-в программе Microsoft Excel была создана таблица с уникальными идентификаторами рек, бассейнов и бассейнов родителей рек и в дальнейшем данная таблица Excel была экспортирована в Quantum GIS, по окончанию создания таблицы был вручную вписан 461 бассейн;
- созданная таблица Excel была сохранена в формате .csv и загружена в QGIS, в дальнейшем связана с активным слоем;
- на языке программирования С была написана программа принадлежности водосборных бассейнов к отдельным рекам, по ходе работы программы было создана таблица с числом строк 4091.
Все поставленные в рамках настоящей дипломной работы задачи выполнены.
