Использование ГИС-технологий для оценки ландшафтных и климатических характеристик речных бассейнов

Введение 4
1 Обзор литературы 7
1.1 Обзор предметной области 7
1.2 Обзор данных проекта 8
2 Исходные данные и программное обеспечение 8
2.1 Программное обеспечение ArcGIS 8
2.2 Программное обеспечение QGIS 11
2.3 Цифровая модель рельефа 12
2.3 Данные о климате CRU 13
3 Формирование бассейнов рек и постройка первичных притоков рек 14
3.1 Определение бассейна реки с использованием средств ArcGIS SpatialAnalyst 14
3.2 Постройка первичных притоков реки 17
3.3 Создание слоя с описанием расчлененности рельефа бассейнов и
вычисление горизонтальной расчлененности рельефа 19
4 Вычисление ландшафтных характеристик бассейнов рек 23
4.1 Вычисление экспозиции склонов поверхности 23
4.2 Вычисление уклона местности 26
4.3 Вычисление стандартной, профильной и плановой кривизны поверхности 28
5 Вычисление климатических характеристик в пределах бассейнов 32
6 Использование зональной статистики ArcGIS и заполнение проекта QGIS 33
6.1 Вычисление характеристик с помощью зональной статистики ArcGIS 33
6.2 Добавление данных в проект ArcGIS 37
Заключение 38
Список использованных источников
Купить

Гидросфера и атмосфера Земли находятся в постоянном движении и взаимодействии. Под воздействием фазовых переходов воды происходит функционирование глобального гидрологического цикла (ГГЦ).
ГГЦ состоит из двух звеньев — океанического и континентального, связанных между собой атмосферным этапом - переносом воздушных масс и континентальным этапом — стоком с суши водных масс. Континентальное звено ГГЦ начинается с атмосферных осадков, выпадающих на сушу из воздушных масс океанического происхождения. Все это свидетельствует о неразрывной связи гидрологических и метеорологических процессов [1]. В данной работе рассматривается континентальный этап, а именно сток, и характеристики, влияющие на него.
Для решения прикладных задач в области проектирования и строительства различных гидротехнических сооружений, для оценки и рационального использования водных ресурсов в целях устойчивого развития страны и отдельных административных районов, для мониторинга экологического состояния речных бассейнов необходимо иметь достаточно полные сведения о гидрологических характеристиках и режиме водных объектов. В связи с этим перед гидрологами ставятся задачи выявления временных и пространственных связей между факторами, определяющими формирование гидрологического режима, и возможного их изменения под влиянием природных и антропогенных условий.
Для определения одной из главных расчетных гидрологических характеристик - стока рек разработано и применяется множество методов. Но ни один из них не может функционировать без использования физико-географических и гидрографических характеристик исследуемого района. До недавнего времени они определялись традиционными трудоемкими ручными измерениями на топографических картах. Интенсивное развитие компьютерной техники и информационных технологий в последнее время позволяет получать нужные характеристики с помощью технологий географических информационных систем (ГИС) полнее и быстрее по сравнению с традиционными измерениями.
Геоинформационная технология (ГИС-технология) - это совокупность приемов, способов и методов применения средств вычислительной техники, позволяющая реализовать функциональные возможности ГИС для анализа исходных данных, выполнения расчетов и представления в картографической форме полученных результатов. Эта технология объединяет преимущества визуализации и географического анализа изучаемых объектов реального мира, которые предоставляет карта, с возможностью работы с базами цифровых данных. Кроме того, она позволяет представить результаты анализа в печатном виде. Большие возможности дает использование ГИС для анализа гидрологической информации, предсказания наводнений, управления водными ресурсами и других работ, где необходимо точно знать временное и пространственное распределение различных гидрологических характеристик и иметь возможность как оценки их состояния, так и прогноза возможных изменений [2].
В данной работе были применены ГИС-технологии для расчета характеристик исследуемых речных бассейнов; проведен статистический анализ.
Цель работы: создание проекта в Quantum GIS, включающего собранные данные о ландшафтных, климатических и антропогенных (лесистость) характеристиках речных бассейнов для последующего анализа их влияния на сток рек.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- выполнить построение бассейнов по данным цифровой модели рельефа, с использованием функций ArcGIS;
- построить сеть водотоков;
- определить ландшафтные и климатические характеристики (осадки , температура) в пределах бассейнов;
рассчитать вертикальную и горизонтальную расчлененность; создать проект QGIS, включающий все собранные данные.

Купить