Главная \ Наука \ Научные издания КФУ \ Ученые записки Казанского университета \ Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки \ Архив

Картографическая модель бассейновых геосистем малых рек водосбора реки Лены

О.П. Ермолаев, К.А. Мальцев, С.С. Мухарамова, П.В. Хомяков, Е.А. Шынбергенов

Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

Полный текст PDF

Аннотация

Создана электронная карта бассейновых геосистем малых рек водосбора р. Лены (площадь около 2.5 млн км²). Форма представления – векторный слой полигональных объектов; пространственная детальность соответствует региональному уровню генерализации (М 1:1 000 000). Всего выделено свыше 49000 объектов (бассейнов) со средней площадью около 47.8 км². Использованная методика построения карты бассейнов включает выбор базовой ЦМР и карты гидросети; выбор геометрических параметров растровой сетки для представления исходных данных и результатов модельных расчетов; коррекцию ЦМР с использованием карты гидросети; построение границ водосборных бассейнов в автоматическом режиме; оценку точности выделения границ речных бассейнов для разных типов рельефа. Реализован прототип специализированной геоинформационной системы «Речные бассейны водосбора реки Лены».

Ключевые слова: водосбор, бассейны малых рек, ЦМР, карты, ГИС

Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 15-17-10008), также за счет средств субсидии, выделенной в рамках государственной поддержки Казанского (Приволжского) федерального университета в целях повышения его конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров.

Литература

Lehner B., Verdin K., Jarvis A. New global hydrography derived from spaceborne elevation data // Eos, Trans., Am. Geophys. Union. – 2008. – V. 89, No 10. – P. 93–94. – doi: 10.1029/2008EO100001.
Lehner B. HydroBASINS. Global watershed boundaries and sub-basin delineations derived from HydroSHEDS data at 15 second resolution: Technical Documentation Version 1.c (with and without inserted lakes). – 2014. – URL: http://hydrosheds.org/images/ inpages/HydroBASINS_TechDoc_v1c.pdf, свободный.
Vogt J.V., Colombo R., Paracchini M.L., de Jager A., Soille P. CCM River and Catchment Database, Version 1.0: Report EUR 20756 EN. – Ispra: Eur. Comm., Jt. Res. Cent., 2003. – 32 p. – URL: http://agrienv.jrc.ec.europa.eu/publications/pdfs/CCM1-Report-EUR20756EN-2003.pdf, свободный.
Vogt J.V., Soille P., Jager A. de, Rimavi E., Mehl W., Foisneau S., Bódis K., Dusart J., Paracchini M.L., Haastrup P., Bamps C. A pan-European River and Catchment Database: Report EUR 22920 EN. – Ispra: European Commission, Joint Research Centre, 2007. – 124 p. – URL: http://ccm.jrc.ec.europa.eu/documents/CCM2-Report_EUR-22920-EN_2007_STD.pdf, свободный.
Vogt J.V., Colombo R., Bertolo F. Deriving drainage networks and catchment boundaries: A new methodology combining digital elevation data and environmental characteristics // Geomorphology. – 2003. – V. 53, No 3–4. – P. 281–298. – doi: 10.1016/S0169-555X(02)00319-7.
Federal Standards and Procedures for the National Watershed Boundary Dataset (WBD) (4th ed.): Techniques and Methods 11–A3. – U.S. Geological Survey and U.S. Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Service, 2013. – 63 p. – URL: http://pubs.usgs.gov/tm/11/a3/, свободный.
Ermolaev O.P., Mal'tsev K.A., Mukharamova S.S., Kharchenko S.V., Vedeneeva E.A. Cartographic model of river basins of European Russia // Geogr. Nat. Res. – 2017. – V. 38, No 2. – P. 131–138. – doi: 10.1134/S1875372817020032.
Gesch D.B., Oimoen M.J., Evans G.A. Accuracy assessment of the U.S. Geological Survey National Elevation Dataset, and comparison with other large-area elevation datasets – SRTM and ASTER // U.S. Geological Survey Open-File Report 2014–1008. – 2014. – 10 p. – doi: 10.3133/ofr20141008.
Danielson J.J., Gesch D.B. Global multi-resolution terrain elevation data 2010 (GMTED2010): Open-File Report 2011–1073. – Reston: U.S. Geol. Surv., 2011. – 34 p. – URL: https://pubs.usgs.gov/of/2011/1073/pdf/of2011-1073.pdf, свободный.
Farr T.G., Rosen P.A., Caro E., Crippen R., Duren R., Hensley S., Kobrick M., Paller M., Podriguez E., Roth L., Seal D., Shaffer S., Shimada J., Umland J., Werner M., Oskin M., Burbank D., Alsdorf D. The Shuttle Radar Topography Mission // Rev. Geophys. – 2007. – V. 45, No 2. – P. 1–33. – doi: /10.1029/2005RG000183.
Rodriguez E., Morris C.S., Belz J., Chapin E., Martin J., Daffer W., Hensley S. An Assessment of the SRTM Topographic Products: Technical Report JPL D-31639. – Pasadena: Jet Propulsion Laboratory, 2005. – 143 p. – URL: https://www2.jpl.nasa.gov/srtm/ SRTM_D31639.pdf, свободный.
Общее описание Aster GDEM. – URL: http://gis-lab.info/qa/aster-gdem.html, свободный.
Gesch D.B. The effects of DEM generalization methods on derived hydrologic features // Spatial accuracy assessment: Land information uncertainty in natural resource. – Chelsea, MI: CRC Press, 1999. – P. 255–262.
Danielson J.J., Gesch D.B. An enhanced global elevation model generalized from multiple higher resolution source datasets // Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. Sci., Beijing. – 2008. – V. XXXVII, Pt. B4. – P. 1857–1863.
Мальцев К.А., Ермолаев О.П. Использование цифровых моделей рельефа для автоматизированного построения границ водосборов // Геоморфология. – 2014. – № 1. – С. 45–53.
Ермолаев О.П., Мальцев К.А., Иванов М.А. Автоматизированное построение границ бассейновых геосистем для Приволжского федерального округа // География и природные ресурсы. – 2014. – № 3. – С. 32–39.
Погорелов А.В., Думит Ж.А. Рельеф бассейна р. Кубани: морфологический анализ. – М.: ГЕОС, 2009. – 218 с.
O'Callaghan J., Mark D.M. The extraction of drainage networks from digital elevation data // Comput. Vision Graphics Image Process. – 1984. – V. 28, No 3. – P. 323–344. – doi: 10.1016/S0734-189X(84)80011-0.
Lindsay J.B. The Whitebox Geospatial Analysis Tools project and open-access GIS // Proc. GIS Research, UK 22nd Annu. Conf. – Glasgow, UK: Univ. of Glasgow, 2014. – P. 16–18.
Шынбергенов Е.А. Идентификация пойм крупных рек Сибири (Обь, Енисей, Лена) по данным дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ) из космоса // Трешниковские чтения – 2017: Современная географическая картина мира и технологии географического образования: Материалы Всерос. науч.-практ. конф. – Ульяновск: ФГБОУ ВО «УлГПУ им. И.Н. Ульянова», 2017. – С. 304–305.
Burrough, P.A., McDonell, R.A. Principles of Geographical Information Systems. – N. Y.: Oxford Univ. Press, 1998. – 190 p.
Moore I.D., Grayson R.B., Ladson A.R. Digital terrain modelling: A review of hydrological, geomorphological, and biological applications // Hydrol. Processes. – 1991. – V. 5, No 1. – P. 3–30. – doi: 10.1002/hyp.3360050103.
Координаты метеорологических станций // Всероссийский научно-исследовательский институт гидрометеорологической информации – Мировой Центр Данных (ВНИИГМИ-МЦД). Федеральный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. – URL: http://meteo.ru/data/155-meteostations, свободный.
Температура воздуха и количество осадков (ежедневные данные) // Всероссийский научно-исследовательский институт гирометеорологической информации - Мировой Центр Данных (ВНИИГМИ-МЦД). Федеральный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. – URL: http://meteo.ru/data/162-temperature-precipitation#описание-массива-данных, свободный.
Барталев С.А., Егоров В.А., Ефремов В.Ю., Лупян Е.А., Стыценко Ф.В., Флитман Е.В. Оценка площади пожаров на основе комплексирования спутниковых данных различного пространственного разрешения MODIS и Landsat-TM/ETM+ // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2012. – Т. 9, № 2. – С. 9–27
Барталев С.А., Егоров В.А., Ершов Д.В., Исаев А.С., Лупян Е.А., Плотников Д.Е., Уваров И.А. Спутниковое картографирование растительного покрова России по данным спектрорадиометра MODIS // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2011. – Т. 8, № 4. – С. 285–302.
Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Версия 1.0. Коллективная монография. – М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева Россельхоз-академии, 2014. – 768 с.
Единый государственный реестр почвенных ресурсов России. Интернет-ресурс официальной поддержки ЕГРПР. – URL: http://egrpr.esoil.ru/index.php, свободный.
Рухович Д.И., Вагнер В.Б., Вильчевская Е.В., Калинина Н.В., Королева П.В. Проблемы использования цифровых тематических карт на территорию СССР при создании ГИС «Почвы России» // Почвоведение. – 2011. – № 9. – С. 1043–1055.
Рухович Д.И., Королева П.В., Калинина Н.В., Вильчевская Е.В., Симакова М.С., Долинина Е.А., Рухович С.В. Государственная почвенная карта – версия ArcInfo // Почвоведение. – 2013. – № 3. – С. 251–267. – doi: 10.7868/S0032180X13030088.
Почвенная карта РСФСР (оцифрованный оригинал одноименной почвенной карты). Масштаб 1: 2500 000 / Под ред. В.М. Фридланда. – М.: ГУГК, 1988.
Леса и лесное хозяйство России. Данные и анализ. Ландшафты. – URL: http://webarchive.iiasa.ac.at/Research/FOR/forest_cdrom/russian/for_cond_ru.html#landscapes, свободный.
Ландшафтная карта СССР. Масштаб: 1:2500 000 / Под ред. И.С. Гудилина. – М.: ГУГК, 1987. – 14 л.
Lee S., Wolberg G., Shin S.Y. Scattered data interpolation with multilevel B-splines // IEEE Trans. Visualization Comput. Graphics. – 1997. – V. 3, No 3. – P. 228–244. – doi: 10.1109/2945.620490.
Finley A., Banerjee S., Hjelle Ø., Bivand R. MBA: Multilevel B-spline Approximation. R package version 0.0-9. – 2017. – URL: http://CRAN.R-project.org/package=MBA/.
Wood S.N. Thin-plate regression splines // J. R. Stat. Soc. B. – 2003. – V. 65, No 1. – P. 95–114. – doi: 10.1111/1467-9868.00374.
Wood S.N. Generalized Additive Models: An Introduction with R. – Chapman and Hall/CRC, 2006. – 476 р.
Hijmans R.J., van Etten J., Cheng J., Mattiuzzi M., Sumner M., Greenberg J.A., Lamigueiro O.P., Bevan A., Racine E.B., Shortridge A., Ghosh A. raster: Geographic Data Analysis and Modeling. R package version 2.6-7. – 2017. – URL: http://CRAN.R-project.org/package=raster/.
Bivand R., Keitt T., Rowlingson B., Pebesma E., Sumner M., Hijmans R., Rouault E., Warmerdam F., Ooms J., Rundel C. rgdal: Bindings for the Geospatial Data Abstraction Library. R package version 1.2-18. – 2018. – URL: http://CRAN.R-project.org/package=rgdal/.
R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. – R Foundation for Statistical Computing. – Vienna, Austria, 2014. – URL: http://www.R-project.org/.
PostgreSQL. – URL: https://www.postgresql.org/.

Поступила в редакцию

24.05.17

Ермолаев Олег Петрович, доктор географических наук, профессор кафедры ландшафтной экологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет