автореферат диссертации по геодезии, 05.24.03, диссертация на тему:Разработка ГИС-технологий для создания обзорных геоморфологических карт

од

На правах рукописи УДК 528.94:26.8

Ёлшина Татьяна Евгеньевна

РАЗРАБОТКА ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОБЗОРНЫХ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ (на примере Надым-Пурского междуречья)

05.24.03 "Картография"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Новосибирск - 1997

Работа выполнена на кафедре карттарафии Сибирской государственно геодезической академии Министерства общего и профессионально1 образования Российской Федерации

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук, профессо[

Шацкий С.Б.;

кандидат технических наук, доцент Говоров М.О.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Конусова Г.И.;

кандидат геолого-минералогических наук, с.н.с. Бабушкин А.Е.

Ведущая организация: Сибирский научно-исследовательский производственный центр геоинформации прикладной геодезии (Центр "Сибгеоинформ")

Защита состоится "29" мая 1997 г. в 15 час. на заседаиг диссертационного совета Д 064.14.01 в Сибирской государственно геодезической академии (СГТА).

Адрес: 630108, Новосибирск, 108, ул.Плахогного, 10, СГГА, аудитор! N 403.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГТА.

Автореферат разослан " "_1997 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета X '' - Середович В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Лктуальность темы, Физико-географические условия севера Западной ибири ставят определенные требования при хозяйственном освоении ее грритории, разработке мероприятий по охране природной среды и ациональному использованию ресурсов, и прежде всего, месторождений ефти и газа.

Изучение территории севера Западной Сибири невозможно без омплексного картографирования ее природных условий и ресурсов. Среди ногих природных факторов, определяющих ту или иную систему озяйственных мероприятий, на первом месте, несомненно, стоит рельеф, к. характер строения земной поверхности оказывает существенное таяние на развитие главных компонентов географических ландшафтов.

Геоморфологические карты имеют большое практическое значение ак основной и наглядный документ геоморфологической характеристики грритории. Они находят широкое применение в различных областях аучной и хозяйственной деятельности: при поисках полезных ископаемых, нженерно-геологических изысканиях, экологических исследованиях, панировании, строительстве и др.

В настоящее время можно говорить о том, что направления развития »морфологического картографирования, содержание и классификации юморфологических карт, методики их создания сложились. Однако, рименение современных инструментальных средств в геоморфологическом артографировании разработано недостаточно.

Современный этап развития картографии характеризуется ее слиянием с иформациопными технологиями в рамках географических информационных гстем (ГИС). Основные проблемы картографии решаются сейчас в ГИС-зеде. В то же время особенности функционирования ГИС привели 1зработчшсов и пользователей информационными системами к гобходимости выделить новые типы 1шформации (в том числе фтографической), проектировать эффективные алгоритмы обработки данных ; том числе КФС), строить новые информационные технологии и структуры гапример, иптегрировшшые), создавать удобные средства автоматизации 160т, связанные с разработкой и использованием ГИС.

В основу геоморфологического картограф!фования положен анализ, эторын предполагает комплексный подход к изучению и

картографированию элементов рельефа путем применения взаимногс контроля различных частных приемов геоморфологических исследований I сочетании с анализом космических снимков, геологических, геофизических топографических и других карт и материалов.

Поэтому составление геоморфологических карт в камеральньи условиях в настоящее время целесообразно выполнять путем комплексной использования средств геоинформационных систем.

Такие технологии не только позволяют снизить затраты пс сравнению с полевым методом и традиционным визуальных дешифрированием, но и повысить точность и достоверностI геоморфологичесхсого картографирования.

Актуальность темы диссертации определялась необходимости развития эффективных картографо-математических и дистанционныз технологий, методов обработки и интерпретации картографических I космических материалов на ЭВМ с использованием современных среден географических информационных систем для создания геоморфологически) карт.

Основной целью исследований является разработк; геоинформационных технологий для создания геоморфологических карт 1 камеральных условиях с использованием разнородных картографических \ космических материалов, а также данных полевых наблюдений.

Основными задачами исследования являются:

1. Разработка легенды обзорной геоморфологической карты определение элементов ее содержания и способов отображения пр* историко-генетическом принципе геоморфологического картографирования

2. Исследование возможностей интеграции разнородных данных дш решения задач геоморфологического картографирования в среде ГИС.

3. Разработка комбинированной ГИС-технолоши для моделирован») тематического содержания геоморфологических карт в растровом \ векторном блоках ГИС.

4. Разработка ГИС-технологии для составления геоморфологически? карт в векторном блоке ГИС.

5. Апробация предложенных ГИС-технологий на примере цифровогс геоморфологического картографирования Надым-Пурского междуречья.

Методы исследований и фактический материал. Диссертации основана на теоретических, методических и экспериментальны)

4

сследовапиях, выполненных автором на кафедре картотрафии СГТА и в Екторе «Геокарта» Сибирского научно-исследовательского института гол опт и минерального сырья (СНИИГГиМС).

При решении поставленных в работе задач были использованы радиционные и современные методы как общенаучных дисциплин, гак и артографии и дистанционного зондирования: методы цифровой артографии (цифрование карт, создание цифровых моделей и т. д.), риемы пространственного картографического анализа (оверлейный анализ, эафоаналитические приемы исследования и др.), методы цифровой бработки изображений (алгоритмы классификации и кластеризации, етоды предобработки данных), методы трансформации изображений, пементы математической картографии (проекционные преобразования), лтробация выбранных методов исследования выполнялась с спользованием топографических карт, тематических карт, космических [шмков и данных полевых измерений. Экспериментальные вычисления ыполнялись стандартными средствами ГИС (PC ARC/INFO, ArcView, 3RISI, PCI EASE/PACE, MapEdit) для ПЭВМ.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- впервые предложена и разработана технология интеграции азнородных пространственных данных для целей составления »морфологических карт обзорных масштабов в среде ГИС;

- разработана детальная технология составления геоморфологических зрт в векторном блоке ГИС по результатам интеграции разнородных шных;

- предложено использование оверлейного анализа для согласования энтуров геоморфологических поверхностей, выделенных по разным сточникам;

- предложена легенда геоморфологической карты историко-шетического тина на исследуемую территорию;

- впервые создана компьютерная геоморфологическая карта Надым-урского междуречья масштаба 1:1000000 с помощью средств ГИС.

Практическая ценность работы. Результаты выполненных следований могут быть использованы геологическими организациями, а жже другими производственными и научно-исследовательскими {рождениями, занимающимися вопросами геологического и ^морфологического картографирования, поиска полезных ископаемых,

инженерно-геологических изысканий, экологическими исследованиями пр; проектировании, шинировании, строительстве и др. Полученные диссертации результаты позволяют качественно усовершеиствоват существующие в настоящее время методы создания геоморфологически карт в камеральных условиях и методики совместного иснользовани космической и картографической информации, а также сократить сроки i трудозатраты геоморфологического картмрафирования.

Реализация работы. Разработанные в диссертационной работ легенда и технологии создания геоморфологических карт использованы СНИИГТиМСе и в центре "Сибгеоинформ".

Автор принимала участие в выполнении картографирования Надым Пурского междуречья в комплексе работ по созданию государственно! геолошческой карты Российской Федерации масштаба 1:1000000 (нова серия) лист Q-42,43 (Салехард) в СНИИГиМСе с 1987 по 1990 гг. 1Ъ результатам работ создана компьютерная геоморфологическая карта Надым Пурского междуречья.

Тема диссертации связана с плановыми исследованиями проводимыми автором по госбюджетным темам CITA (NNc государственной регистрации 0285006.446, 0286.0001705, 0195.0007123 0196.0012362 и др.).

Результаты работы использовались на кафедре картографии СГГА ; учебном и методическом процессах, а также в дипломном проектировании.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на научны; конференциях СГГА (г. Новосибирск, 1988, 1996, 1997), посвященных теорш и практики картографии, международных конференциях по картографш InterCarto'2 (Иркутск, 1996) и InterCarto'3 (г. Новосибирск, 1997) i "GEOINFORMATICS '96", (Ухань, КНР, 1996).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано гот научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяп глав, заключения и списка литературы. Основное содержание изложено н; 188 страницах машинописного текста, содержит 17 рисунков. Списоь литературы включает 105 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности исследований, пределена их основная цель, указаны задачи и методика исследований, зложено краткое содержание диссертационной работы.

В первой главе работы рассмотрены вопросы, связанные с предметом сследования - геоморфологическим картографированием. Представлена раткая характеристика отечественного обзорного геоморфологического артографировання; приведена классификация геоморфологических карт; зучены объекты геоморфологического картографирования; разработаны тементы содержания и способы отображения геоморфологической карты !адым-Пурского междуречья при исгорико-генетическом принципе ее остроения.

Обпцш вопросам геоморфологического карто1рафирования освящены работы К.К. Маркова, З.А. Сварнчевской, Д.В. Борисевича, .И. Спиридонова, И.П. Герасимова, Г.С. Ганешина и других, гоморфологическим картографированием Западной Сибири занимались .А. Стрелков, И.И. Краснов, И.П. Варламов, Г.И. Лазуков, С.Б. Шацкий, .А. Николаев, Л.К. Зятькова, С.А. Архипов и другие.

При общем признании необходимости отражения на «морфологической карге морфологии, генезиса и возраста рельефа, по-иному осуществляется подход к выбору элементов, составляющих шовное содержание карты, а также к решению вопроса об использовании юбразительных средств. Основными направлениями развития оморфологического картографирования являются: морфогенетическое, ггорико-генетическое и геоморфологическое районирование. Историко-нетический принцип является в настоящее время наиболее обоснованным, •ответствует современным представлениям о рельефе, а также ^доставляет лучшие возможности для его картографирования. Этот шнцип подразумевает изображение всех морфоструктур и эрфоскульптур знаками, которые ограничивают их склоны и ризонтальные поверхности различного генезиса и (или) возраста.

Имеющиеся классификации геоморфологаческих карт разработаны достаточно четко. Однако, их можно подразделить по масштабам, по гъектам картографирования и принципам составления, а также по широте мы и по приемам исследования. Классификационные характеристики по

7

объектам картографирования (территориальные геоморфологические подразделения, типы рельефа, формы рельефа) и по приемам исследования (аналитические, синтетические) положены в основу геоморфологического картографирования. От этого зависит принцип построения легещ геоморфологических карт.

При разработке геоморфологической карты Надым-Пурскогс междуречья автором использован историко-генетический принцип построения легенды, как наиболее перспективный на сегодняшний момент Также частично применена типовая легенда ВСЕГЕИ 1980 года Тематическое содержание карты разработано на основе матерналог СНИШТиМСа и отражает: генезис рельефа (отображен способов качественного фона), возраст рельефа (геологическими индексами), формь: рельефа (способом значков и значковых ареалов), морфологию (отметками высот).

Вторая глава посвящена методам геоморфологического картографирования. В ней выделены этапы геоморфологических исследований; сделан обзор применения КФС в геоморфологических исследованиях. В качестве методов исследований при геоморфологическом картографировании рассматриваются дистанционные методы и приемы пространственного картографического анализа в среде ГИС. Предложено использовать для геоморфологического картографирования приемы математико-картографического моделирования, в том числе оверлейный анализ.

При создания геоморфологических карт привлекаются различные методы или приемы исследования. Геоморфологические исследования включают полевые методы и методы получения, обработки и использования разнородной векторной (картографической) и растровой (данных дистанционного зондирования) информации в камеральных условиях.

В условиях ограниченных финансовых возможностей полевая геоморфологическая съемка осуществляется выборочно и по ключевым участкам. Это вызвано дороговизной полевых работ по сравнению с камеральными методами составления геоморфологических карт. В данной работе рассматриваются методы геоморфологических исследований, которые могут быть выполнены преимущественно камерально (с небольшим объемом полевого, аэровизуального и эталонного дешифрирования), с хорошим качеством, с небольшими затратами и в

;ороткие промежутки времени. Последнее относится к реализации >бзорного геоморфологического картографирования в ГИС-среде, с юзможностыо анализа интегрированных разнородных данных. Рассмотрены яетоды получения и приемы работы с растровыми и векторными еоморфологическими данными.

Дистанционные методы геоморфологического картографирования феднолагают получение информации о земной поверхности путем аэро- и :осмических съемок. При создания геоморфологических карт широко ^пользуется дешифрирование космических снимков. При камеральном еоморфолошческом дешифрировании необходимо приметать различные фиемы анализа изображения. Это:

1) визуальное дешифрирование;

2) детальное визуальное прямое и ландшафто-индикациоипое (ешифрирование. В работе рассмотрен порядок выделения еоморфологических поверхностей при детальном дешифрировании по СФС;

3) машинный способ дешифрирования. В работе выделены две руппы методов машинного способа дешифрирования: методы улучшения [зображения и методы автоматической классификации (сегментации). Под егментацией (классификацией) понимается автоматическое разбиение [зображений на содержательно-интерпретируемые области. Разбиение [зображения на части рассмотрено в работе, как процесс кластеризации лементов изображения. Дня целей геоморфологического :артографирования наибольшее внимание уделено алгоритмам отыскания ластеров, основанным на совместном использовании эвристического юдхода и показателя качества классификации. Такой комбинацией вляется, например, алгоритм ТБЮАТА.

В следующей части второй главы предложены приемы ространственного анализа исходных картографических материалов, спользуемых при создании геоморфологических карт. В работе приведена оследователыюсть выполнения географического моделирования в ГИС. ¡ыделены стандартные операции и их комбинация для анализа емантических и пространственных данных в ГИС. Для еоморфологического картографирования предложено использовать ледующие приемы анализа:

1. Визуальный анализ и описание.

2. Графоаналитический анализ.

3. Оверлейный анализ.

4. Математико-картографическое моделирование.

Для контроля согласованности и сводки контуров одноименных геоморфологических поверхностей предложено использовать топологический оверлейный анализ, как способ анализа совпадения площадей. В работе подробно рассмотрены операции полигонального оверлея, которые могут быть полезны для геоморфологического картографирования.

Основной вывод второй главы состоит в том, что использование КФС и цифровых карт в геоморфологическом картографировании позволяет систематизировать и согласовать данные для комплексного анализа.

Теоретическим проблемам интеграции разнородных данных в задачах геоморфологического картографирования посвящена третья глава. Эти проблемы предложено решать в среде геоинформационных систем. Для этого подробно изучены: структуры и формата представления пространственных данных в цифровой среде; вопросы согласования математической основы растровых и векторных представлений при организации единой базы данных. В конце главы рассмотрены возможности приложения интеграции разнородных данных к решению задач геоморфологического картографирования.

Существуют следующие аспекты интеграции разнородных пространственных данных в ГИС:

1) вопросы согласования математической основы растровых и векторных представлений при организации единой базы данных;

2) задача организации единого пространственного индексного механизма и связь посредством его реляционной семантической, векторной и растровой баз данных;

3) вопросы визуализации интегрированных данных;

4) вопросы поддержания интегрированного объектно-ориентированного формата данных;

5) вопросы сводки контуров одноименных объектов, связанные с недоопределенностью данных, нечеткостью границ объектов, временной изменчивостью контуров и другими причинами;

6) вопросы манипулирования разнородными данными для решения иповых задач пространственного анализа (в том числе задач гоморфологии);

7) вопросы, связанные с точностью согласования разнородных анных.

В данной работе освещены те аспекты, связанные с интеграцией азнородных пространственных данных, которые существенны при эздании геоморфологических карт в ГИС. Они обозначены под номерами , 5, 6.

В работе рассмотрены факторы, обусловливающие совместный анализ азнородных по структурам данных - это геометрические законы остроения изображения, фотометрические особенности изображений, эотношение масштабов векторной и растровой ииформации. Учет усмотренных выше факторов обусловливает совместное корректное ^пользование наборов векторных и растровых массивов данных в ГИС.

Основным приемом согласования и анализа векторных и растровых шных являются процедуры их взаимных геометрических преобразований.

зависимости от целей использования ГИС существуют два основных эдхода: 1) преобразование векторных данных с целью их наложения на ютровые изображения; 2) преобразование растровых данных еометрическая коррекция, трансформирование) и согласование их с :кторными данными. В данной работе, при согласовании данных, эльзователю важна не столько геометрическая точность щеоизображения, сколько точное наложение векторной информации на ютровое изображение, пусть даже искаженное незначительными >грешностями. Поэтому в данном случае целесообразно использовать >лько простое трансформирование снимков без ортопреобразований. Это >условлено тем, что картографирование выполняется в мелком масштабе и (учаемая территория плоскоравнинная.

Согласование разнородных массивов данных выполнялось путем ^сформирования и векторизации растрового изображения, с >следующим согласованием порожденного векторного изображения с ютветствующей векторной моделью цифровой карты, посредством ;ерлейного анализа.

Основной вывод третьей главы состоит в том, что задача совместной ¡работки разнородных данных для геоморфологического

картографирования является многофакторной и интеграцию этих данных можно успешно реализовать средствами ГИС.

Разработка геоинформационных технологий при геоморфологическом картографировании выполнена в четвертой главе. В ней показаны преимущества и особенности ГИС-технологий при решении задачи автоматизации геоморфологического картографирования. Приведена разработанная автором технологическая схема создания геоморфологических карт в среде ГИС: технология моделирования тематического содержания геоморфологических карт в растровом и векторном блоках ГИС и технология составления геоморфологических карт в векторном блоке ГИС.

Автор в теории разработки и использования ГИС-технолошй опирался на работы Берлянта' A.M., Тикунова B.C., Лисицкого Д.В., Burrough P.A., Laurini А. и многих других.

Разработанная комбинированная ГИС-технология предполагает использование двух типов представления картографических данных -векторного и растрового. Векторные средства ГИС используются для создания исходных и промежуточных электронных карт, которые, в свою очередь, служат для дешифрирования растрового изображения КФС. Эти же средства дают возможность создать результирующую компьютерную геоморфологическую карту. Растровые ГИС являются основным средством для ландшафтно-индикационного метода дешифрирования КФС, который, может выполняться интерактивно, а некоторые операции - автоматически. При работе с растром в ГИС используются и векторные слои цифровых карт, которые являются основными и дополнительными источниками.

Основные структурные блоки и потоки геоинформации, при согласовании (интеграции) векторных и растровых данных, для выделения геоморфологических поверхностей, приведены на рис. 1. Приведенная технологическая схема геоморфологического моделирования реализуется в интерактивном и итеративном режимах под управлением эксперта. Методы и алгоритмы, используемые для выполнеши приведенных на рис. 1 технологических блоков, рассмотрены во второй и третьей главах.

Топологический оверлейный анализ поверхностей для согласования различных вариантов выделения геоморфологических' границ содержит следующие процедуры:

1. Составление цифровых карт для каждого варианта классификации.

2. Построение полигональной топологии.

3. Назначение семантических атрибутов полигонам и их обработка :огласно классификатору (легенде карты).

4. Автоматический оверлей анализируемых покрытий.

5. Классификация ареалов, согласно классификатору, и объединение щноименных поверхностей в один контур.

6. Контроль согласованности одноименных поверхностей. Зозращение на пункт 1, если результаты оверлейного анализа не 'довлетворяют требованиям эксперта.

7. Корректура результатов полигонального оверлея посредством:

7.1. Переназначения семантических атрибутов для некорректно лассифицированных полигонов.

7.2. Объединения одноименных поверхностей в один контур.

7.3. Усреднения положения 1раниц между соседними шнородными поверхностями путем "сцепления" буфера между ними.

8. Составление результирующей картографической геоморфо-югической цифровой модели.

На результирующей цифровой геоморфологической карте рельеф [редставляется набором полигонов (таксонов), каждый из которых имеет емантические атрибуты: генезис и (или) возраст. Остальные элементы одержания (внемасштабные формы рельефа и пр.) моделируются с гомощыо точечных и линейных графических примитивов. Например, бугры [учения представлены в цифровом виде точек.

На следующем этапе результаты тематического цифрового юделирования представляются в виде компьютерной карты. Для этого в иссертационной работе разработана детальная технологическая схема оставления компьютерных картографических моделей геоморфолошческих арт в среде ГИС (цифровое картографирование). Эта технология содержит ледующие этапы: редакционно-подготовительный этап (разработка легенды ифрой карты; определение элементов содержания карты и способов их тображения; этап подготовки основного картографического материала, спомогательных и дополнительных источников; определение [агематической основы); этап ввода, подготовки и обработки исходных гометрических данных (технология цифрования способом олуавтоматической дигитализации и технология цифрования способом

сканирования); этап приведения пространственных данных в рабочий формат БзД ГИС; этап ввода семантической атрибутивной информации; этап создания цифровой пространственной базы данных для геометрических и семантических данных; этап выполнения географического анализа (анализ и моделирование явлений по электронной карте); этап картографического представления результатов анализа; этап создания среды пользователя электронной информационной модели карты.

Рис. 1. Технология моделирования тематического содержания геоморфологических карт в растровом и векторном блоках ГИС.

В конце четвертой главы уделено внимание ошибкам, возникающим три картографировании в ГИС. Самая распространенная модель точности тредставления данных в ГИС основана на правиле распространения ошибок 1?, одной группы операций в другую. При выполнении каждого этапа обработки данных необходимо контролировать потерю точности данных на зыходе. Контроль может состоять, во-первых, в управлении выполнением алгоритмов предобработки данных и способов картографирования путем гадания соответствующих управляющих параметров и порогов и, во-вторых, з ведении паспортов объектов и/или паспортов слоев, которые могут содержать аккумулированные ошибки для последних. Контролировать ложно позиционную точность, точность семантических атрибутов, полноту, ;емантические и топологические связи и др.

В диссертации впервые предлагается технология интеграции разнородных источников для целей составления геоморфологических карт )бзорных масштабов в среде ГИС.

В пятой главе рассмотрены возможности использования ГИС--ехнологий на примере геоморфологического картографирования Надым-Турского междуречья.

Для целей изучения района картографирования в работе выполнен физико-географический анализ и составлен краткий геоморфологический >черк. Выявлены факторы, влияющие на специфические особенности ерритории, главными из которых являются трансгерссии и регрессии юрского бассейна, неоднократные оледенения территории, эрозионно-[ккумулятивная деятельность водотоков, формирующих ряд террасных 'ровней. Геоморфологический фактор является ведущим при определении юобенностей природной среды территории севера равнин Западной Гибнри.

Далее описаны инструментальные средства, необходимые для ешения поставленной задачи - технические и программные (векторизатор ■lapEdit, растровые ГИС PCI EASE/PACE и ГИС IDRISI, векторные ГИС 'С ARC/INFO и визуализатор PC ArcVeiw). В работе приведены основные, оиолнительные и вспомогательные источники, используемые для оставления геоморфологической карты.

О '

/fr

, Г ЪчЩ: Í- * 01

' «ч

г. • ..-■ ■ «v . ,v.<"V = г

? - Ы

ov

* lä

Hyuíi

«<rV - '* /

om a» ib

^ Ciíí-J j /

/ О" и * W

i ><Sii i

..... V«

[U t* mi

*

"Э r

ä-©:

.'«»Л

fir »

л v „04, ^ Ч «¡E

J, а* з- ^

» К ~£

fu % г1м-

Е ~

I"101 4 i ft' V*

-/о* - ^ f 'Ql,r

WU i

Y Kv

Ш

r ^ *

е- c &о» ^mi

ft

■

r

41 *

^ p i Лм-ам ,, Ä QUI 9

Рис. 2. Авторский оригинал компьютерной геоморфолошческой карты Надым-Пурского междуречья

аккумулятивный рельеф

f' j пойма высотой 3 7и а) алпювиально-мсрская

£б) аллювиальная

[inri! I надпойменная терраса еысогой 3-7 м а)аллювиальная

С) озерко-аллювиальная \ ""1 Ii надпойменная терраса высотой 12-25 ы а) озерно-аллювиальная б) аллювиально-озерная \¿ I ] 111 надпойменная терраса высотой 30-45 м а)озерно-аллювияпьмая б) аллювиально-озерна»

ЭРОЗИОННО-АККУМУЛЯТИВНЫЙ РЕЛЬЕФ £ аллювиально-озерная (морская) поверхность высотой 50-70 м (IV терраса низкий уровень) оэерно-аллювиальиая поверхность высотой 70-110 м (IV терраса высокий уровень)

а)ледникоаая (озерно-ледниковая) поверхность высотой 80-1 СО м

б)аодно-ледниковая поверхность высотой 110-120 ы и выше ДЕНУДАЦИОННОАККУМУЛЯТИВНСКЭРОЗИОННЫЙ РЕЛЬЕФ

неогеновая поверхность

ВОЗРАСТ РЕЛЬЕФА QIV современный гопоценовый QIII-IV позднечетвертичн or олоценовый QUI позднечетвертичный QIIE-2 позднечетвертичный (зыряновсхий) QII-III среднечетвертично-позднсчетвертичный QII-2/4 среднечетвертмчный (тазовский 2 стадия) QIM/4 среднечетвертичный (тазовский < стадия) N неогеновый

ФОРМЫ РЕЛЬЕФА Ледниковые и водно-ледниковые линейно-грядовый рельеф ф' реликтовые озера Е&З озы

# камы

^ отгорженцы

Эоловые >. раздувы песчаные Мерзлотные

* буфы пучения

© термокареговые западины ^ полигональные формы

ГРАНИЦЫ ОЛЕДЕНЕНИЙ у. / II тазовского (второй стадии) ' III нижнезырянопского (ермаковского)

ТИПЫ БЕРЕГОВ р J лайдовые

/\/аллювиально-морских равнин ' * ' абразионно-аккумулятивные

Рис. 3. Лсшида геоморфолошческой карты Надым-Пурского междуречья

16

Для изучения рельефа выполнен анализ собранных КФС и артматериалов. Дешифровочные признаки террасных уровней и одораздельных поверхностей были установлены, исходя из тектонического троения территории, физико-географических условий и истории развития ельефа изучаемого района. Следуя технологии создания гоморфологической карты в интегрированной среде ГИС, был выполнен яд соответствующих технологических операций, результаты которых риведены в виде иллюстраций.

В диссертационной работе приведены иллюстрации результатов: (санирования КФС окрестности р. Пур в среднем течении (правая и левая оловина КФС); сшивки цифровых частей КФС окрестности р. Пур в реднем течении; трансформирования цифрового изображения КФС крестности р. Пур в среднем течении, совмещенного с топокартой асштаба 1:300000'; классификации цифрового изображения КФС ьрестности р. Надым в верхнем течении по алгоритму КОБАТА (на 4-е и -е классов); представления векторной модели полигонов »морфологических поверхностей; оверлея векторной модели :оморфологических поверхностей и соответствующей модели, полученной о результатам классификации КФС.

Авторский оригинал компьютерной геоморфологической карты адым-Пурского междуречья и ее легенда приведены на рисунках 2 и 3.

В заключении представлены основные результаты теоретических и ;сперпменталы1ых исследований, выполненных автором диссертации.

Автоматизация трудоемкого процесса создания геоморфологических 1рт стала возможной со становлением ГИС-технолошй. втоматизированный путь создания геоморфологических карт дает [едующие преимущества в сравнении с традиционным:

1) экономию трудозатрат и времени;

2) повышение точности картографирования;

3) повышение объективности геоморфологического [ртографирования;

4) использование большего числа основных и дополнительных точников для составления результирующей геоморфологической карты;

5) привлечение сложных приемов анализа.

Эти и другие преимущества применения ГИС-технологии для ^морфологического картографирования отчетливо видны при:

трансформировании, сшивке, коррекции и многофакторной классификации изображения на КФС; проекционных и масштабных преобразованиях как векторных, так и растровых изображений; наложении и согласовании контуров, полученных по разным источникам; составлении и оформлении авторского оригинала геоморфологической карты и отчетов и др.

В геоморфологическом картографировании проблемой является одновременная и комплексная обработка большого количества данных. Это особенно важно для картографирования Надым-Пурского нефтегазоносного комплекса. Решение этой проблемы рассмотрено в данной работе в среде ГИС.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1) выделены этапы и методы исследований при геоморфологическом картофафировании, которые включают дистанционные методы геоморфологических исследований и приемы пространственного картографического анализа в ГИС;

2) разработана технология интеграции разнородных пространственных данных для целей составления обзорных геоморфологических карт в среде ГИС. Эта технология позволяет работать с интегрированной цифровой моделью данных средствами растровых и векторных ГИС. Используется электронная обработка цифровых снимков и анализ топологических отношений между границами, полученными из растровой обработки и взятыми с имеющихся исходных карт;

3) разработана детальная технология составления обзорных геоморфологических карт в векторном блоке ГИС по результатам интеграции разнородных данных, включающая этапы: редакционно-подготовигельный; ввода, подготовки и обработки исходных геометрических данных; приведения пространственных данных в рабочий формат БзД ГИС; ввода семантической атрибутивной информации; создания цифровой пространственной базы данных для геометрических и семантических данных; выполнения географического анализа; картографического представления результатов анализа; создания среды пользователя электронной карты;

4) предложено использование оверлейного анализа для согласования контуров геоморфологических поверхностей, выделенных по разным источникам. Для такого анализа используются средства оверлейного

аппарата векторных ГИС и программы корректировки векторного изображения. Результаты оверлея служат также при обработке снимков, то гсть возможно отступить на шаг и провести обработку снимков заново, используя уже результаты векторного анализа;

5) предложена легенда И элементы содержания геоморфологической карты на исследуемую территорию. При создании геоморфологической карты Надым-Пурского междуречья использован нсторико-генетический финцип построения легенды, как наиболее перспективный на сегодняшний иомент. В легенде отражены генезис, возраст и морфология рельефа;

6) создана компьютерная обзорная геоморфологическая карта Надым-ГТурекою междуречья масштаба 1:1000000 с помощью средств ГИС по латералам КФС, топографическим и тематическим картам, а также данным юлевых наблюдений.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Динамика природы и современные карты // Проектирование и одание мелкомасштабных карт. М., ЦНИИГАиК, 1986. - 57-58с (в юавторстве с Коломийцем ГЕ., Гриценко А.Г.).

2. Representation of cartographic generilized data in GIS // Proceedings >f the International Conference INTERCARTO 2: GIS for envirmental studies md mapping, Irkutsk, June 26-29, 1996. - pp 66-73. (в соавторстве с Соревым А.Г. и др.).

3. Map generalization knowledge for multi-detailed GISs // GEOINFORMATICS '96", Wuhan, P.R.China, 1996. - 7 p. (в соавторстве с Соревым А.Г. и др.).

4. Геоинформационные технологии создания геоморфологических арт // XLVI Научно-техническая конференция преподавателей СГГА, [асть 2, Новосибирск, 1996, - С. 13-14. (в соавторстве с Говоровым М.О.).

5. On integration of various cartographic generalized data in object-riented multidetailed GIS (on the example of geomorphologic mapping) // roceedings of the International Conference INTERCARTO 3: GIS for Environmentally Sustainable Development, Novosibirsk, January, 1997. -p. 272-282. (в соавторстве с Хоревым А.Г. и др.).