Proč je důležité znát terénní vlastnosti vaší oblasti?
Po celou dobu existence lidí na planetě člověk nepřestal zkoumat nová území. Reliéf neustále interaguje s lidmi, jeho formy umožňují lidem rozvíjet ploché oblasti pro zemědělství, rozvíjet horská ložiska nerostů a budovat spolehlivé inženýrské stavby.
Tvary zemského povrchu určují rozmístění a rozmanitost vegetace, dokonce mohou tvořit určité mikroklima území. Reliéf území je nejvýznamnějším fyzikálním a geografickým prvkem území, ovlivňuje půdotvorné procesy, charakter nadzemních a povrchových vod atd. Nejvíce však reliéf samozřejmě ovlivňuje strukturu a umístění silniční sítě, zónové členění a územní plánování.
Základní pojmy o reliéfu.
Abychom mohli začít s analýzou reliéfu, rozebereme jeho základní pojmy a základní. Reliéf je nehmotnou součástí přírodního prostředí. Odráží povrchové nerovnosti zemské kůry, které vznikají endogenními a exogenními procesy a sestávají z tvarů terénu. Objemové vnímání reliéfu je možné, pokud amplitudy relativních výšek přesahují mez stereoskopičnosti a průměr 10–15 m. V těchto případech jsou prvky a formy reliéfu rozpoznány přímými znaky interpretace. Malé terénní útvary lze identifikovat podle jejich charakteristických půdorysných obrysů a vzorů (rokle, duny, aluviální kužely), které také odkazují na přímé rysy. Ve většině případů jsou však indikovány nepřímými znaky – změnami vegetace, půd a vlhkosti. Obecně je reliéf zemského povrchu jednou z nejúplnějších a na fotografiích snadno rozpoznatelných složek prostředí Reliéf je poměrně stabilní složkou krajiny. To určuje význam vzdálených metod analýzy reliéfu pro řešení problémů geodézie, kartografie, ekologie a hodnocení přírodních zdrojů. Pro studium reliéfu, stejně jako dalších složek, jsou cenné takové vlastnosti vesmírných snímků, jako je pokrytí velkých oblastí, schopnosti zobecnění a multizonalita.
Po prozkoumání základních pojmů reliéfu musíte přejít k jeho komponentám. Právě složky reliéfu, tvary a jeho prvky umožňují analyzovat nerovnosti zemského povrchu.
Analýza stávajícího reliéfu se obecně provádí v několika bodech:
- Odhad strmosti svahu
- Definice terénu
- Definice sklonu
- Strmost svahů (sklon) se vypočítá pomocí vzorce:
I – sklon v %, ‰ nebo absolutní jednotky;
h—výškový rozdíl mezi body sklonu, m;
l — vodorovná poloha (vzdálenost mezi body terénu, m).
- Krajinné tvary jsou velmi rozmanité. Jsou klasifikovány podle velikosti, původu, tvaru, stáří a dalších vlastností. Hlavní obecně uznávané formy reliéfu jsou: hora (vrchol), kotlina, hřeben, prohlubeň, sedlo, terasa, rokle atd.
Rýže. 1 Základní tvary a reliéfní prvky
Tvary terénu se zase skládají z jednodušších geometrických objektů – reliéfních prvků. Reliéfní prvky zahrnují hrany nebo roviny, hrany nebo ohyby hran, hrany, podrážky atd. Obvykle jsou klasifikovány jako „nedělitelné“, i když u velkých rozměrů se jejich součásti mohou lišit. Například vysoké svahy mohou změnit sklon, zakřivení a charakter disekce při pohybu od okraje k základně. Hřebeny hřebenů, hrany a základny svahů mění úhly, ostrost a půdorysné obrysy. V krajinářství takové změny umožňují rozlišit mono- nebo polyfaciální svahy, povrchy niv, terasy nebo aluviální vějíře. Dešifrování ve vhodném rozlišení může také zvýraznit tyto detaily. Pokud barva prvků a jejich částí závisí na půdě a rostlinném pokryvu, povrchových sedimentech a vlhkosti, pak se tón mění především na stupni osvětlení, který závisí na expozici, sklonech, době focení a povětrnostních podmínkách.
Rýže. 2 prvky kopce a pánve
Protože reliéfní formy se skládají z prvků, a proto jsou rysy jejich interpretace v mnoha ohledech podobné těm, které byly diskutovány výše. Rozdíl je v potřebě současně rozpoznat řadu prvků, které společně vyjadřují parametry a vlastnosti forem. Rozhodující význam mají rozpoznávací znaky, jako je obrys, stereoskopičnost a tónové kontrasty prvků.
Rozmanitost reliéfních forem vytváří potřebu používat rozsáhlé série vesmírných obrazů a zobecňující zákony. Analýza obrazů různých měřítek ukazuje, že ve většině případů se rozlišují tři typy obrazů reliéfních forem:
- nerozpoznatelné, určující strukturu tónu, do velikosti 0,1 mm;
- rozpoznatelné, ale nemapovatelné, o velikosti 0,1–1,0 mm;
- rozpoznatelné a mapovatelné, větší než 1,0 mm.
Gravitace (kolaps, klouzání)
Trhliny, příkopy, krátery nebo prohlubně poblíž okrajů svahů
Páskovaná nebo nerovnoměrná struktura obrazu poblíž svahů
Brázdy, úseky, prohlubně bez kanálů
Microbanding, přeslička nebo silové čáry na mírných svazích
Slabě zatravněné nebo nezatravněné plochy rýžovišť na svazích
Zesvětlené izometrické nebo protáhlé skvrny mezi tmavým pozadím alpské tundry na mírně strmých svazích
Plochá voda místní deprese deprese
Lokální ztmavená nebo zesvětlená místa, skvrnitá nebo mozaiková struktura obrazu
Záplavy a podmáčení
Nově vzniklá jezera, slané bažiny, rozlivy
Anomálie v tónu nebo vzoru spojené s restrukturalizací hydraulické sítě, změnami ve vegetaci, nárůstem půdy
Deflační deprese, písečné valy, výrony
Lokální zesvětlení tónu, bílé skvrny nebo pruhy, mikroplochá struktura obrazu
Tabulka 1 Geologické procesy, tvary terénu indikující proces a znaky jejich interpretace
Můžete si u nás objednat
Objednávka vesmírné střelby. Vesmírné obrázky
Digitální výškové modely (DEM)
Metody analýzy reliéfu.
Pole
V terénu se pro identifikaci geologických struktur, tvarů terénu a moderních pohybů studuje struktura říčních údolí, jejich tvar (široký, ve tvaru V atd.), strmost a tvar svahů (ploché, strmé, konvexní atd. .), určil koryta, jejich meandrování, změřil výšku a šířku teras a niv, identifikoval jejich deformace a určil jejich relativní stáří. Velký význam má studium naplavenin různého stáří, jejich facií a mocností a změn těchto charakteristik v různých částech údolí. Na pobřežích moří jsou studována moderní a starověká pobřeží a jejich deformace. Přímo v terénu se na svazích a rozvodích kopců identifikují nivelační plochy, které lze vysledovat na velké vzdálenosti, zjišťuje se jejich morfologie (kopcovitá, vodorovná apod.), identifikují se oblasti jejich deformací. Jsou studovány všechny ostatní exogenní formy reliéfu – glaciální, kryogenní, jejich plošné rozšíření, asociace s povrchy různých výšek, vztah s jinými formami atd.
V terénu jsou využívány některé geologické metody, zejména studium petrografického a mineralogického složení klastického materiálu v různých sedimentech – glaciálních, aluviálních aj. – umožňuje určit oblasti denudace a trasy přesunu materiálu. Velký význam má studium facie a mocnosti naplavenin, změny těchto charakteristik v různých částech údolí.
Rýže. 3 Schéma struktury záplavového území
Cameral
Kartografické metody
V laboratorních podmínkách je to důležité kartografická metoda. Z topografických map různých měřítek lze získat poměrně rozsáhlé informace o reliéfu. Podle charakteristiky hypsometrie se rozlišují pozitivní a negativní formy reliéfu, které v mnoha případech odpovídají pozitivním a negativním strukturálním formám. Na mapách se měří sklony podélných profilů říčních koryt a teras, určuje se jejich tvar, obecný obrazec erozní sítě a morfologie údolí v jednotlivých oblastech, obrazec meandrů atd., tvar delty a jejich deformace atd. Podle vzoru erozní sítě lze získat obrysy pobřeží moří a jezer, jednotlivé tvary terénu, údaje o projevech nejnovějších tektonických pohybů, zlomových a vrásových strukturách. Sestavování a analýza geologických a geomorfologických profilů má velký význam při deskovém studiu reliéfu. Umožňují na velkých plochách identifikovat a korelovat, tedy vzájemně propojovat, vyrovnávající plochy různé geneze a stáří, říční a mořské terasy.
Rýže. 4 Určení strmosti svahu pomocí topografické mapy
Metody analýzy založené na DEM
Digitální výškový model (DEM) je typ trojrozměrného modelu terénu, který obsahuje pouze údaje o nadmořské výšce povrchu (bez stromů, domů a dalších objektů). Kromě obvyklých metod byly v posledních letech vytvářeny DEM po zpracování snímků získaných bezpilotními letouny (UAV).
Ke konstrukci DEM se používá mnoho výškových piketů – bodů se známou geodetickou referencí souřadnic. V tomto případě se tvorba digitálního modelu provádí pouze z bodů klasifikovaných jako body reliéfu. K určení každé výšky se používá pravidlo výškové interpolace, které poskytuje podrobný digitální model terénu s různými umístěními výškových tyčí.
Účelem digitálního modelu terénu je získat informace o terénu s danou přesností a podrobnostmi pro danou oblast terénu pro použití při řešení následujících problémů:
- zobrazení reliéfu při tvorbě a aktualizaci digitálních topografických map a plánů různých měřítek;
- sestavování tematických a speciálních map, plánů pro zvláštní účely;
- hydrodynamické modelování plošných záplav;
- konstrukce trojrozměrného geologického modelu;
- radarová (radarová) interferometrie;
- vytváření navigačních map různého stupně podrobnosti s adresními informacemi;
- tvorba topografických plánů
- prognózování krajinných procesů;
- územní plánování;
- výstavba silnic, dálnic a mimoúrovňových křižovatek;
- environmentální úkoly (včetně modelování environmentálních situací);
- studium a kvantitativní hodnocení současného stavu přírodního prostředí;
- provádění pozemkových úprav a katastrálních prací;
- tvorba digitálních modelů terénu pro plánování a rozvoj telekomunikačních sítí;
- stanovení hladiny podzemní vody.
V současné době bylo vypuštěno velké množství kosmických lodí (SC) pro získání snímků s vysokým a ultravysokým rozlišením a byly vyvinuty technické a softwarové nástroje, které společnost GEO INNOTER používá k vytváření DEM.
Data ze satelitů jsou přijímána rychleji, protože již mohou být v archivu operátora. Používají se také letecké snímky získané z letadla nebo UAV.
DEM získané jako výsledek stereofotogrammetrického zpracování kosmických snímků a leteckých snímků jsou vysoce přesné a informativní.
Rýže. 5 Příklad digitálního výškového modelu (DEM)
Pomocí nové technologie geografických informačních systémů (GIS), na rozdíl od svého předchůdce – klasických „papírových“ map, je možné zpracovat přijatá digitální data a vytvořit prostorový trojrozměrný digitální model reliéfu co nejblíže realitě.
Balíčky GIS obvykle obsahují speciální vizualizační nástroje DEM, které poskytují zobrazení a/nebo tisk dvou a třírozměrných reliéfních obrázků (blokových diagramů) s možností měnit polohu pohledu jako ve směru (otočením blokového diagramu reliéfu kolem vertikální osa ) a výška, stejně jako překrytí jakékoli jiné informační vrstvy z databáze na reliéfní plochu (za předpokladu, že velikost rastru odpovídá), zvětšení nebo zmenšení obrázku.
Rozsah funkcí pro prostorovou analýzu digitálních výškových modelů v různých balících GIS je výrazně odlišný. Konstrukce digitálního modelu reliéfu je založena na strukturálním interpolačním modelu, ve kterém jsou referenční body nastaveny na strukturních liniích reliéfu – povodí a thalwegs. V tomto případě se pro určení výšky topografické plochy v libovolném bodě, který se neshoduje s referenčním bodem, používají pouze údaje z referenčních bodů umístěných na stejném sklonu, což eliminuje zkreslení plasticity reliéfu i při použití nejjednodušší interpolace. metody.
Morfometrické metody
V deskovém studiu reliéfu se široce používají morfometrické metody. Vycházejí z kvantitativních charakteristik reliéfu, které lze získat analýzou a zpracováním topografických map, geomorfologických profilů, satelitních a leteckých snímků a dnes již digitálních výškopisných modelů. Úkolem morfometrických metod je identifikace tektonických deformací na základě exogenních tvarů terénu, jejich morfologie a vývoje v území.
Komplex morfometrických metod zahrnuje především stanovení různého stupně horizontální a vertikální disekce reliéfu, zejména v nížinných oblastech.
Horizontální disekce je určena hustotou všech liniových erozních forem trvalých a dočasných vodních toků, měřenou počtem forem nebo jejich celkovou délkou na jednotku plochy.
Vertikální členění reliéfu je dáno rozdílem výšek (maxima a minima) zemského povrchu v jednotlivých oblastech a také hloubkami erozních zářezů vůči povodím. V oblastech rostoucích vztlaků je stupeň horizontální a vertikální disekce vyšší ve srovnání s klesajícími oblastmi nebo těmi v klidném stavu. Obě metody se používají k detekci různých deformací především v plochých uzavřených podmínkách.
Další metodou morfometrické analýzy je konstrukce morfoizosádrových map. Topografická mapa se zobecní, odstraní se z ní drobné formy reliéfu vzniklé lineární erozí a obnoví se původní reliéfní plocha, jejíž poloha odráží tektonické deformace – zdvih nebo pokles. Hladké linie – morfoisohypsy – spojují pozitivní výstupky jednoznačných horizontál, odhalující ovály tektonických výzdvihů. Snížené hodnoty morfoisohypsu odhalují negativní struktury. Mapy údolí různých řádů také umožňují identifikovat oblasti s různými režimy tektonických pohybů. Oblasti nejnovějších zdvihů se vyznačují rychlým přechodem od nejjednodušších erozních forem, které jsou považovány za formy nízkého řádu – odvodňovací prohlubně, potoky – k větším formám vyšších řádů – řekám. V oblastech relativního poklesu je růst údolních řádů pomalý.
Rýže. 6 Rozložení území severovýchodního Kavkazu podle nadmořské výšky
Batymetrická metoda
Batymetrická metoda se používá ke studiu podmořské topografie dna moří a oceánů. Je založen na analýze stávajících map dna a konstrukci nových na základě metod echolotu, seismické akustiky a profilování, seismické stratigrafie a vrtání. Používá se fotografie podvodního reliéfu s hlubokomořskými fotoinstalacemi. Většina forem mořského dna, velkých i malých, jsou buď tektonické (vyvýšeniny – výzdvihy, pláně – deprese) nebo vulkanické formy. Díky analýze hlubokého mořského dna je možné pokládat potrubí nebo internetové kabely obepínající naši zeměkouli z ekonomického hlediska ekonomičtěji.
Rýže. 7,8 Batymetrická metoda
Rýže. 9 Mapa podvodního internetu z roku 2014
Paleogeomorfologická metoda
Paleogeomorfologická metoda studuje starověký, včetně pohřbených, reliéf. Umožňuje studovat historii vývoje reliéfu, určovat fáze vzniku a sedimentace reliéfu, obnovovat sled změn v kontinentálních a mořských podmínkách, rekonstruovat formy reliéfu zničené denudací: planinové plochy, říční údolí atd. Důležitý je zasypaný reliéf pro vyhledávání nerostů i pro inženýrskogeologické průzkumy se zohledněním při výstavbě různých objektů. Studuje se geofyzikálními metodami a vrtáním. Výsledkem této metody je geomorfologická mapa území.
Rýže. 10 Geomorfologická mapa území
Srovnávací planetologická metoda
Srovnávací planetologická metoda je založena na porovnávání reliéfních forem Měsíce, Marsu a dalších planet s podobnými formami Země. Tato metoda umožnila ze snímků získaných automatickými stanicemi nejen určit reliéfní formy na povrchu planet podobných těm na Zemi, ale také identifikovat dříve neznámé formy na zemském povrchu, například prstencové struktury. V poslední době se hojně využívá modelování různých typů reliéfu zemského povrchu.
Rýže. 11 Porovnání reliéfu povrchu Země a povrchu Marsu
Závěr
Tento článek jasně ukázal, že existují různé metody pro analýzu terénu a že každá metoda byla vytvořena pro konkrétní účel.
Batymetrickou metodou je na základě získaných informací možné položit nová potrubí pro přepravu plynu, ropy, případně jiných kapalných a plynných nerostů a pro pokládku nových internetových kabelů.
Komparativní planetární metoda nám umožňuje dozvědět se více o původu naší planety a zejména sluneční soustavy. Při porovnání získaných snímků Marsu a Země si lze všimnout podobné reliéfní struktury, která nám umožňuje vyvodit řadu závěrů.
Paleogeomorfologická analýza je nezbytná pro vyhledávání a vývoj ložisek nerostných surovin, založených na výskytu různých forem starověkého reliéfu.
Všechny výše uvedené metody pro studium a analýzu úlev v kancelářských podmínkách využívají počítačové technologie, včetně technologií GIS.
