Введение 3
1. Теоретические основы использования ГИС-технологий при изучении
малых рек 7
2. Физико-географическая характеристика района исследования.
Методологическая основа и научные методы исследования 37
2.1. Физико-географическая характеристика района исследования 37
2.1.1. Красноярская котловина 37
2.1.2. Малые реки Красноярской котловины 38
2.1.2.1. Характеристика реки Базаиха 43
2.1.2.2. Характеристика реки Берёзовка (в верховье Большая Берёзовка) 45
2.1.2.3. Характеристика реки Большая Слизнева 48
2.1.2.4. Характеристика реки Бузим 50
2.1.2.5. Характеристика реки Верхняя Подъёмная (в низовье Подъёмная) 52
2.1.2.6. Характеристика реки Есауловка 54
2.1.2.7. Характеристика реки Кача (в верховье Гладкая Кача) 55
2.2. Методологическая основа и научные методы исследования 62
3. Изучение долин малых рек Красноярской котловины
с помощью ГИС-технологий 78
3.1. Изучение долин малых рек - правых притоков реки Енисей 78
3.2. Изучение долин малых рек - левых притоков реки Енисей 117
Выводы 148
Список использованных источников 149
Актуальность темы исследования: накопление первоначального опыта в изучении ГИС и реализация самых ранних крупномасштабных проектов в этой области на основе теоретических работ относятся к концу 1950-х годов. Именно в этот временной промежуток в космос были запущены искусственные спутники Земли и появились первые компьютеры.
В период времени с начала 1970-х годов до начала 1980-х годов государственные инициативы в сфере ГИС и государственная поддержка различных геоинформационных проектов были главным стимулом для проведения экспериментальных работ в области ГИС, в рамках которых были созданы, изучены и проанализированы: 1. различные базы данных (БД) по уличным сетям; 2. автоматизированные системы навигации;
3. системы обеспечения движения в чрезвычайных ситуациях (ЧС) природного и техногенного характера транспортных средств.
В первой половине 1980-х годов начал формироваться рынок разнообразных программных средств, стали появляться и развиваться настольные ГИС, появились новые области применения ГИС в результате их интеграции с базами непространственных данных, были разработаны различные сетевые приложения, появилось значительное количество непрофессиональных пользователей ГИС, сформировались системы, поддерживающие базы геоданных, а также системы, которые поддерживают индивидуальные наборы данных на отдельных компьютерах.
В настоящее время геоинформационные системы (ГИС) широко применяются в картографии, геологии, метеорологии, землеустройстве, экологии, муниципальном управлении, экономике, обороне и транспортной сфере, позволяя отвечать на следующие вопросы: 1. “что находится в ... ?” (определяется местоположение объекта); 2. “где это находится ?” (производится пространственный анализ); 3. “что изменилось, начиная с ...?
(определяются изменения состояния определённого объекта во времени на участке местности); 4. “какие пространственные структуры существуют?”;
5. “что, если ...?” (строятся модели реально существующих объектов).
Малые реки имеют огромное средообразующее значение и являются главной составной частью всей наземной гидрографической сети. Они, формируя средние и крупные реки, очень активно влияют на их гидрологический, биологический и гидрохимический режимы [25].
В настоящее время главной проблемой, непосредственно связанной с экологическим состоянием всех малых рек, является проблема регулирования хозяйственной деятельности на всей площади водосборного бассейна малой реки. Чтобы успешно решить все проблемы, которые связаны с неблагоприятным экологическим, а часто и катастрофическим состоянием
малых рек, необходимо чётко сформулировать и зафиксировать
очень строго регламентирующие экологическое состояние малых рек
рациональные подходы, отсутствующие в данный момент времени
в правовых законодательных актах. Программы, ранее утверждённые
Правительством Российской Федерации для изучения малых рек, их экологического состояния, особенностей, основных характеристик и параметров долин малых рек (например, программа по паспортизации малых рек), фактически остались нереализованными.
С ростом хозяйственной деятельности человека возрастает давление
антропогенной нагрузки на геосистемы разного иерархического уровня (от ландшафтной области до урочищ и фаций), в том числе, входящие в них, водные объекты. Состояние водных объектов способствует изменению качественных характеристик и параметров связанных с ними геосистем, что является главной причиной возникновения потенциальной опасности для всех живых организмов, включая и самого человека [24].
Состояние природных комплексов бассейна малых рек является индикатором состояния речной сети в целом. Любое изменение, возникающее в состоянии природно-территориальных комплексов (ПТК),
обязательно отражается на гидрологическом режиме малых рек, а также приводит к цепочке серьёзных изменений в водном режиме средних и крупных рек. Любая речная система представляет собой самостоятельную азональную территориальную единицу, но её бассейн чаще всего характеризуется определённым набором геокомплексов. Совокупность различных характеристик геокомплексов определяет гидрологические показатели реки на разных её участках, создавая, таким образом, общую картину присущих речной сети в целом гидрологических и гидрохимических показателей [24].
От внимания учёных-гидрологов и других исследователей, которые занимаются изучением малых рек, постоянно ускользают ландшафты бассейнов малых рек, несмотря на то, что они в совокупности во многом определяют экологическую ситуацию, сложившуюся на территории определённого региона в целом [24].
Выпускная квалификационная работа является актуальной также потому, что малые реки, которые протекают по территории Красноярского края, изучены в настоящее время в меньшей степени, чем средние реки, и, особенно, крупные реки [24].
Целью выпускной квалификационной работы является характеристика параметров долин малых рек Красноярской котловины с помощью геоинформационных систем (ГИС) на базе профессиональной корпоративной геоинформационной системы линейки ESRI - ArcGIS.
Достижение этой цели потребовало решения следующих задач:
1. Проведения обзора существующих направлений использования геоинформационных систем (ГИС) и ГИС-технологий в изучении малых рек и их долин;
2. Создания исчерпывающей базы географических данных (БГД), которая будет включать в свой состав сведения о малых реках, протекающих в пределах границ территории Красноярской котловины;
3. Построения моделей уклона, экспозиции склонов (ориентации склонов по сторонам света) и рельефа земной поверхности в ArcGIS с помощью набора инструментов, которые содержатся в этой геоинформационной платформе;
4. Анализа и оцифровки топографических карт масштаба 1:50000 и масштаба 1:100000, на которых представлены малые реки, расположенные в пределах территории Красноярской котловины.
Объектом исследования являются малые реки, которые протекают в пределах границ территории Красноярской котловины.
Предметом исследования являются все основные параметры и характеристики долин малых рек, протекающих в пределах территории Красноярской котловины, которые можно зафиксировать и изучить с помощью ГИС-технологий.
Научная новизна связана с установлением значений уклонов и коэффициентов извилистости речного русла малых рек, определением экспозиции склонов (ориентации склонов по сторонам света), а также с построением моделей рельефа территории расположения малых рек Красноярской котловины, которые отображают характер его изменения в пределах изучаемой территории.
Практическая значимость связана с установлением значений различных параметров долин малых рек, протекающих в пределах территории Красноярской котловины, которые могут быть использованы при проведении паспортизации малых рек и изучении динамики состояния их долин.
Личный вклад автора заключается в формулировании цели, задач и научных положений выполняемой работы, а также расчёте моделей уклонов, экспозиции склонов (ориентации склонов по сторонам света) и рельефа земной поверхности, территории расположения малых рек Красноярской котловины.
Основные научные и практические результаты данной работы заключаются в получении значений основных параметров и характеристик долин малых рек Красноярской котловины с помощью ГИС-технологий.
Для получения и анализа значений основных параметров и характеристик долин малых рек Красноярской котловины с помощью ГИС-технологий были:
1. Оцифрованы с топографических карт малые реки и их притоки, которые расположены в пределах границ Красноярской котловины;
2. Созданы классы пространственных объектов Малые реки и Притоки в файловой базе геоданных (БГД);
3. Построены после оцифровки (векторизации) малых рек и их притоков с топографических карт продольные и поперечные профили для верховья, средней части и низовья каждой малой реки Красноярской котловины для изучения характера изменения рельефа земной поверхности территории расположения малых рек Красноярской котловины;
4. Построены модели рельефа земной поверхности,
уклонов земной поверхности и экспозиции склонов (ориентации склонов по сторонам света) для территории расположения малых рек и их притоков в пределах границ Красноярской котловины.
5. Получены значения уклонов земной поверхности и коэффициентов извилистости для верховья, средней части и низовья малых рек Красноярской котловины.
Полученные научные и практические результаты данной работы могут быть использованы для изучения динамики значений
основных параметров и характеристик долин малых рек Красноярской котловины, изучения изменения во времени
водораздельных бассейнов малых рек Красноярской котловины, а также для осуществления программ паспортизации малых рек.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
