авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Морфометрический анализ рельефа большого кавказа

-- [ Страница 1 ] --

УДК 551.43(479)

На правах рукописи

НЕТРЕБИН Петр Борисович

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕЛЬЕФА БОЛЬШОГО КАВКАЗА

25.00.25 – геоморфология и эволюционная география

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Краснодар – 2012

Работа выполнена на кафедре геоинформатики географического факультета ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет»

Научный руководитель: доктор географических наук,

профессор

Погорелов Анатолий Валерьевич

Официальные оппоненты: доктор географических наук

Ведущий гляциолог Отдела высокогорных гидрометеорологических исследований (Северо-Кавказское УГМС)

Панов Василий Данилович

доктор геолого-минералогических наук,

профессор кафедры региональной и морской геологии Кубанского государственного университета

Бондаренко Николай Антонович

Ведущая организация: Московский государственный

университет геодезии

и картографии (МИИГАиК)

Защита состоится 25 мая 2012 года в 11-00 на заседании диссертационного совета Д 212.101.15 в Кубанском государственном университете по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149, ауд. 200

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Кубанского государственного университета по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149 (читальный зал), а с авторефератом – на сайте http://vak2.ed.gov.ru.

Автореферат разослан 24 апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат географических наук Т.А. Волкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Уровень морфометрической, следовательно, и морфологической изученности Большого Кавказа значительно отстает от уровня региональных геолого-тектонических разработок и физико-географических исследований. До настоящего времени отсутствует развернутое и целостное представление о морфологических свойствах земной поверхности Большого Кавказа. Вместе с тем, полноценное морфометрическое описание земной поверхности, основанное на эмпирических данных и направленное на получение комплекса количественных характеристик ее формы и структуры, способствует генетической, литодинамической, морфотектонической и прочим интерпретациям рельефа.

В теоретическом аспекте актуальность исследования связана с достижением на основе цифрового моделирования и геоинформационных технологий качественно нового уровня знаний о пространственной организации рельефа Большого Кавказа. В прикладном плане актуальность определяется необходимостью приведения морфометрических оценок территории горной страны в соответствие с современными требованиями рационального природопользования, предъявляемыми к совокупности знаний о рельефе. Последний, как известно, выступает ключевым компонентом горного ландшафта, источником его разнообразия и дифференциации. Системные сведения о форме и структуре земной поверхности Большого Кавказа явно недостаточны и не соответствуют природной и хозяйственной значимости рельефа.

Цель диссертационного исследования по данным глобальной цифровой модели рельефа ASTER GDEM, а также материалов воздушного лазерного сканирования дать комплексную морфометрическую оценку земной поверхности Большого Кавказа, тем самым развить представления о территориальной организации рельефа.

Объект исследования – земная поверхность Большого Кавказа. Предмет исследования – территориальная организация рельефа Большого Кавказа, отражаемая посредством оценки морфометрических характеристик.

Для достижения поставленной цели поставлены и решены задачи:

  • оценка точности ASTER GDEM по данным эталонной поверхности;
  • разработка способа устранения имеющихся артефактов ASTER GDEM в виде рельефоидов (растительный покров);
  • установление морфологически выраженных границ горной страны (или переходной полосы) на основе аппарата нечеткой классификации;
  • районирование территории Большого Кавказа по морфологическим показателям;
  • построение моделей и анализ территориального распределения линейных элементов рельефа (тальвеги, водоразделы, хребты) как инвариантов морфологической структуры;
  • расчет и картографирование основных морфометрических показателей (крутизна, экспозиция, кривизна склонов и др.);
  • расчет статистических характеристик морфометрических переменных;
  • установление закономерностей распределения морфометрических показателей по данным статистических расчетов и построенных карт.

Теоретической и методологической базой исследования послужили труды отечественных геоморфологов (И.С. Щукин, В.Н. Ченцов, Ю.Г. Симонов, А.И. Спиридонов, Д.А. Тимофеев, Г.Ф. Уфимцев, А.Н. Ласточкин, Н.А. Флоренсов, И.Н. Сафронов, П.А. Шарый, И.В. Флоринский и др.), картографов и геоинформатиков (А.М. Берлянт, И.К. Лурье, В.С. Тикунов, А.В. Кошкарев и др.), кавказоведов (Н.А. Гвоздецкий, Н.В. Думитрашко, В.Д. Панов, П.М. Лурье, Ю.В. Ефремов, Ю.Г. Ильичев и др.). При описании свойств рельефа автор опирался на разработки в области цифрового моделирования и геоморфометрии (I.S. Evans, N.J. Cox, A. Young, J. Krcho, L.W. Zevenbergen, C.R. Thorn; D.G. Tarboton, P.A Burrough., R.A. McDonnell, I.D. Moore, R.J. Pike, R. Dikau, Li Z.L., P.L. Guth, T. Hengl, H.I. Reuter, J. Jenness, П.А. Шарый, И.Н. Степанов, И.В. Флоринский и др.).

В процессе обработки и анализа материалов применены методы геоинформационного картографирования, 3D-моделирования, геостатистики, статистического анализа, фрактального анализа, нечёткой классификации. Обработка и анализ данных выполнены в программах ArcGIS (Esri, США), LandSerf (J. Wood, Великобритания), SAGA (Германия), MicroDEM (США).

В качестве фактического материала использованы ЦМР ASTER GDEM (версии 1 и 2), данные воздушного лазерного сканирования, предоставленные ЗАО «НИПИ «ИнжГео» (Краснодар) и ЗАО «СевКавТИСИЗ» (Краснодар).

Научная новизна диссертации относится как к обоснованию и реализации приемов морфометрических и сопутствующих расчетов, так и собственно результатам морфометрического анализа исследуемой территории:

  • выполнена оценка точности цифровых моделей рельефа ASTER GDEM (версии 1 и 2) в исследуемом регионе с применением данных воздушного лазерного сканирования;
  • разработана и применена методика минимизации влияния артефактов в виде рельефоидов (растительности) на ASTER GDEM в пределах равнинной территории;
  • обоснованы и впервые применены алгоритмы нечёткой классификации для определения границ Большого Кавказа;
  • обоснована и реализована методика дифференциации (районирования) горной территории по формальному критерию – коэффициенту эксцесса высоты местности;
  • построены модели структурных линий (тальвегов, водоразделов, морфоизограф), а также орографическая схема Большого Кавказа путем автоматизированной идентификации хребтов и долин;
  • впервые выполнены расчеты и построены карты комплекса морфометрических показателей поверхности Большого Кавказа (крутизна, экспозиция склонов, кривизна поверхности, фрактальная размерность, горизонтальная и вертикальная расчлененность, шероховатость рельефа);
  • выполнены расчеты и интерпретация статистических показателей распределения морфометрических показателей на территории Большого Кавказа;
  • на основе статистических оценок и построенных карт установлены закономерности и особенности территориальной организации рельефа Большого Кавказа.

Личный вклад автора. Автор принимал участие в полевых и камеральных работах; построил карты и провел статистические расчеты морфометрических показателей, а также анализ и интерпретацию результатов.

На защиту выносятся основные результаты морфометрического анализа рельефа Большого Кавказа:

  1. Результаты выделения границ горной страны посредством нечеткой классификации, а также морфологически однородных районов Большого Кавказа на основе статистических оценок высоты местности. Положению районов свойственна концентрически-зональная структура, а каждому макросклону в отдельности – полосчатая структура.
  2. Модели структурных линий (тальвеги, водоразделы, хребты) рельефа Большого Кавказа и их картометрические параметры; орографическая схема Большого Кавказа, построенная на основе выделения элементарных морфологических единиц рельефа (хребтов, долин).
  3. Карты и количественные оценки комплекса морфометрических показателей (гипсометрия, крутизна и экспозиция склонов, горизонтальная и вертикальная расчлененность, плановая и профильная кривизны, фрактальная размерность и др.) земной поверхности Большого Кавказа.
  4. Результаты расчетов и интерпретации статистических показателей распределения морфометрических показателей рельефа Большого Кавказа.
  5. Установленные по данным статистических расчетов и построенных карт особенности пространственной организации рельефа Большого Кавказа.

Апробация. Работа выполнена по материалам личных исследований автора в 2007-2012 гг. Основные положения и выводы диссертации докладывались на: научно-практической конференции «Вопросы гидрометеорологических инструментальных наблюдений в горах Северного Кавказа: состояние и перспективы», Терскол, 2009; II конференции молодых ученых «Геоинформационные технологии и космический мониторинг», Абрау-Дюрсо, 2009; VII Международной научной конференции «Устойчивое развитие горных территорий в условиях глобальных изменений», Владикавказ, 2010; Международной научной конференции «ИнтерКарто-ИнтерГИС-16», Ростов-на-Дону (Россия), Зальцбург (Австрия), 2010; студенческих научных конференциях КубГУ (2007-2009 гг.), краевом конкурсе на соискание стипендий Краснодарского края для талантливой молодежи, 2011. Работа неоднократно обсуждалась на заседаниях кафедры геоинформатики КубГУ.

По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 2 в изданиях, включённых в перечень ВАК.

Объём и структура работы. Диссертация объёмом 227 страниц состоит из введения, 4 глав и заключения; включает 76 иллюстраций и 34 таблицы. Список использованной литературы включает 189 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю, заведующему кафедрой геоинформатики КубГУ Анатолию Валерьевичу Погорелову за поддержку и помощь в написании работы, а также всем сотрудникам кафедры геоинформатики за ценные замечания в процессе обсуждения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражены актуальность, цель и решаемые задачи исследования, его научная новизна и практическая значимость.

Первая глава посвящена информационно-методическим вопросам.

В разделе 1.1 приводятся основные характеристики исходных данных исследования – глобальной цифровой модели рельефа ASTER GDEM (ver.1 и ver. 2), созданной на основе обработки стереоскопических снимков со спутника Terra (сенсор ASTER). Преимущество ЦМР ASTER GDEM в сравнении с другой глобальной ЦМР SRTM 3 – больший охват территории, лучшее разрешение (30 м), наличие данных для горных районов c большими уклонами, применение маски воды.

Осуществлена экспериментальная оценка точности глобальной ЦМР ASTER обеих версий в районе исследований по высокоточной модели рельефа. В качестве эталона поверхности использована модель рельефа тестового полигона (площадь 7,6 км2) в истоках р. Пшеха, построенная по высокоточным данным воздушного лазерного сканирования (ЦМР ВЛС). Оценка вертикальной точности ASTER GDEM ver. 2 по отношению к модели поверхности тестового полигона (рис. 1) и ее статистические характеристики (табл. 1) свидетельствуют о сопоставимости со средними погрешностями, рассчитанными для ASTER GDEM в целом.

Таблица 1

Статистические характеристики вертикальной точности ASTER GDEM на тестовом полигоне*

ЦМР Min Max Mean STD S Med RMSE
ASTER GDEM ver. 1 -70,8 12,7 -26,1 9,1 0,04 -26,2 27,6
ASTER GDEM ver. 2 -64,1 19,2 -20,1 9,7 0,09 -20,5 22,3


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.