І.Г. Черваньов, В.С. Попов. ДОСВІД ЗАСТОСУВАННЯ ГІС-ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ АВТОМАТИЧНОГО АНАЛІЗУ МОРФОЛОГІЇ РЕЛЬЄФУ ЗА ДАНИМИ РАДАРНОГО ЗНІМАННЯ

https://doi.org/10.15407/ugz2020.03.013
Ukr. geogr. z. 2020, N3:13-20
Мова публікації: 
Українська
Автори: 

І.Г. Черваньов - Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна;
В.С. Попов - Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна.

 

Резюме: 

Мета дослідження: обґрунтувати можливість побудови структурно-цифрової моделі рельєфу, яка адекватно відображала б його інваріант — флювіальну мережу поверхневого стоку, досягши цього у автоматичному режимі обробки й структуризації даних засобами ГІС-технологій. Застосування методів активного радарного знімання є новітнім напрямом розвитку геоморфометрії, який корелює з традиційним морфометричним аналізом рельєфу і є перспективним для дистанційного картографування земної поверхні. Автори визначили підґрунтям цього напряму концепцію структурного інваріанту рельєфу, тому що він зберігає основні риси при зміні системи координат, орієнтування знімальної апаратури, що важливо при дистанційних дослідженнях. Найповнішим відображенням інваріанту є структурно-цифрова модель рельєфу. Виділено такі етапи дослідження: а) вибір схеми впорядкування інваріантної структури; б) створення тривимірної структурно-цифрової моделі рельєфу (СЦМР); в) створення цифрової моделі рельєфу (ЦМР) за даними радіолокаційного зондування земної поверхні – радіолокаційної цифрової моделі рельєфу (РЦМР); г) початкова обробка первинних «сирих» даних; д) визначення способу відтворення вигляду рельєфу (оптичного образу рельєфу) за РЦМР у топологічному й метричному відношеннях. Основні результати: доведено можливість, доцільність і результативність використання первинних матеріалів активного зондування земної поверхні в радіодіапазонах для ефективної прямої побудови СЦМР; застосовано алгоритм прямої обробки РЦМР на додаток чи разом із використанням результатів пасивних сканувань місцевості в оптичних діапазонах для обробки даних зондувань земної поверхні в радіодіапазонах.

Ключові слова: 
цифрова модель рельєфу, структурно-цифрова модель рельєфу, ГІС-технології, радарне знімання
Сторінки: 
13-20
Література: 

1. Simonov Yu. G. (1998). Relief morphometric analysis. Smolensk, 272 p. [In Russian]. [Симонов Ю. Г. Морфометрический анализ рельефа. Смоленск, 1998. 272 с.]
 
2. Palienko V.P., Barshchevskyi M.Ye., Spytsia R.O., Bagmet O.B., Romanenko H.V., Chebotariova L.Yu. (2013). Morphostructural-neotectonic analysis of Ukraine's territory (conceptual foundations, methods and implementation). Kyiv, 263 p. [In Ukrainian]. [Морфоструктурно-неотектонічний аналіз території України (концептуальні засади, методи та реалізація) / В.П.Па-лієнко, М. Є. Барщевський, Р. О. Спиця, О. Б. Багмет, Г. В. Романенко, Л. Ю. Чеботарьова. Київ, 2013. 263 с.]
 
3. Bortnyk S. Yu., Kovtoniuk O. V., Pogorilchuk N. M. (2009). Morphostructural Mapping: Evolution of Views and the Problem State. Physical Geography and Geomorphology. Iss. 56, 18-29. [In Ukrainian]. [Бортник С.Ю., Ковтонюк О.В., Погорільчук Н.М. Морфоструктурне картографування: еволюція поглядів та стан проблеми // Фіз. географія та геоморфологія. 2009. Вип. 56. С. 18-29.]
 
4. Kostrikov S. V., Chervanyov I. G. (2009). Relief morphology as a control element of the hydrologic-geomorphological process at the watershed. Physical Geography and Geomorphology. Iss. 56, 67-73. [In Ukrainian]. [Костріков С.В. Черваньов І.Г. Морфологія рельєфу як керуюча ланка гідролого-геоморфологічного процесу на водозборі // Фіз. географія та геоморфологія. 2009. Вип. 56. С. 67-73.]
 
5. Kostrikov S. V., Chervanyov I. G. (2010). Research of the fluvial landform self-organization phenomenon on the basic of the modern natural science cynergetic paradigm. Kharkiv, 144 p. [In Ukrainian]. [Костріков С. В., Черваньов І.Г. Дослідження самоорганізації флювіального рельефу на засадах синергетичної парадигми сучасного природознавства. Харків. 2010. 144 с.]
 
6. Krivtsov V., Kostrikov S., Staines H. J., Vorobiov B., Brendler A. (2005). Some Aspects of the Computer Technologies Application to Ecological Modelling: Case Studies of Microsoft Excel, and 'Relief-Processor'- A Modelling System for Geoecological Research. In New trends in Ecology Research. New York, 103-118.
 
7. Lopatin D. V., Likunov E. Yu. (2019). Structural and exploratory geomorphology: a textbook for universities. Moscow, 267 p. [In Russian]. [Лопатин Д. В., Ликунов Е. Ю. Структурная и поисковая геоморфология: учебное пособие для вузов. Москва, 2019. 267 с.]
 
8. Bairak G. R., Kravchuk Ya. S. (2016). Construction of morphometric maps using GIS tools for studying the history of the development of the Gologoro-Kremenets ridge. Geomorphologists: Modern Methods and Technologies for Digital Terrain Modeling in Earth Sciences. Iss.6. Moskow, 40-44. [In Russian]. [Байрак Г. Р., Кравчук Я. С. Построение морфометрических карт средствами ГИС для изучения истории развития Гологоро-Кременецкой гряды // Геоморфологи: Современные методы и технологии цифрового моделирования рельефа в науках о Земле. Вып. 6. Москва, 2016. С. 40-44.]
 
9. Samsonov T.Ye. (2016). Cartographic methods for visualization and generalization of digital elevation models.Geomorphologists: Modern Methods and Technologies for Digital Terrain Modeling in Earth Sciences. Iss. 6. Moskow, 9 - 18. [In Russian]. [Самсонов Т. Е. Картографические методы визуализации и генерализации цифровых моделей рельефа // Геоморфологи: Современные методы и технологии цифрового моделирования рельефа в науках о Земле. Вып. 6. Москва, 2016. С. 9-18.]
 
10. Koshel S. M., Entin A. L. (2016). Modern methods for calculating the distribution of surface runoff by digital elevation models. Geomorphologists: Modern Methods and Technologies for Digital Terrain Modeling in Earth Sciences. Iss. 6. Moskow, 24 - 34. [In Russian]. [Кошель С. М., Энтин А. Л. Современные методы расчета распределения поверхностного стока по цифровым моделям рельефа // Геоморфологи: Современные методы и технологии цифрового моделирования рельефа в науках о Земле. Вып. 6. Москва, 2016. С. 24 - 34.]
 
11. Tarboton D.G., Bras R.L. Rodriguez-Iturbe I. (1991). On the extraction of channel networks from digital elevation data. Hydrol. Process., 5, 81-100. DOI: https://doi.org/10.1002/hyp.3360050107
https://doi.org/10.1002/hyp.3360050107
 
12. Reuter H. I., Nelson A., Jarvis A. (2007). An evaluation of void‐filling interpolation methods for SRTM data. International Journal of Geographical Information Science, 21(9), 983-1008. DOI: https://doi.org/10.1080/13658810601169899
https://doi.org/10.1080/13658810601169899
 
13. Gallant J. C., Read A. M., Dowling T. I. (2012). Removal of tree offsets from srtm and other digital surface models. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XXXIX-B4, 275-280. DOI: https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XXXIX-B4-275-2012
https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XXXIX-B4-275-2012
 
14. Carlton D., Tennant K., (2001). DEM quality assessment. In: MaunelD.F. (ed.). Digital Elevation Model. Technologies and Applications: The DEM User's Manual. American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Bethesda, MD, 395-440.
 
15. Bamler R. (1997). Digital Terrain Models from Radar Interferometry. In Photogrammetric Week '97. D. Fritsch, D.Hobbie (eds.), Wichmann, Karlsruhe, 93-105.
 
16. Hofer M., Sapiro G., Wallner J. (2006). Fair polyline networks for constrained smoothing of digital terrain elevation data. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 44 (10), 2983-2990. DOI: https://doi.org/10.1109/TGRS.2006.875451
https://doi.org/10.1109/TGRS.2006.875451
 
17. Raaflaub L. D., Collins M. J. (2006). The effect of error in gridded digital elevation models on the estimation of topographic parameters. Environmental Modelling & Software, 21(5), 710-732. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2005.02.003
https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2005.02.003