The article discusses the cartographic research method using geographic information systems, the stages of constructing a digital relief model, and shows the relevance of using satellite imagery materials to update the current state of the river network. Maps in GIS perform a dual function: they serve as a means of storing and transmitting information, as well as a way to study and model geosystems under various scenarios of their development, including assessment of anthropogenic impact and its consequences. The specifics of the application of GIS technologies are considered using the example of the Chir River watershed. The compiled DEM map will be needed in the future for a complete geo-ecological assessment of the Chir River catchment. The developed methodology can be applied to other watersheds with a lack of regular observation data.
GIS technologies, geographic information programs, drainage area, Tsimlyansk reservoir, Chir River, central relief model.
Введение. Геоинформационные системы (ГИС) представляют собой компьютерные системы для картографии и анализа объектов реального мира, позволяющие работать с пространственными данными [1].
С помощью ГИС технологий можно полнее и быстрее получать нужные характеристики по сравнению с ручными трудоёмкими измерениями на топографических картах [2]. ГИС позволяют более точно интерпретировать пространственные данные и обрабатывать космические снимки. В связи с этим возникает потребность в разработке методики использования геоинформационных технологий для определения бассейна реки, речной сети, а также построение рельефной карты на этой территории [3].
Методы. В условиях сокращения наземных наблюдений и экспедиционных обследований на первый план в качестве информационных источников выходят картографические и дистанционные материалы, и ГИС-технологии для их синтеза, преобразования, интерпретации, получения новых данных [4].
Для проведения исследования использована программа Quantum GIS (QGIS). QGIS – это географическая информационная система с открытым исходным кодом, позволяющая работать с векторными и растровыми данными, их комбинацией в различных форматах.
Выбор объекта исследования. Для исследования была выбрана водосборная территория реки Чир – правый приток реки Дон.
Река Чир – средняя река (366 км*), имеет площадь бассейна 10600 км2*. Исток реки – в Ростовской области в Верхнедонском районе на Донской гряде и впадает в Волгоградской области в Цимлянское водохранилище, расположенное на реке Дон.
Ландшафт двух регионов, по которым протекает р. Чир, является преимущественно равнинным степным с развитой овражно-балочной сетью. Лишь в устье реки появляется болотистая местность. Водосборная территория расположена в зоне интенсивного земледелия.
Материалы. Для проведения исследования использованы материалы из открытых источников:
- топографическая карта водосборной территории р. Чир (ГГЦ 2 км);
- спутниковое изображение водосборной территории р. Чир;
- данные радиолокационной топографической миссии шаттла съемки местности (SRTM)
Ход исследования.
1 этап. Выделение точной границы водосборной территории по топографической карте и построение картосхемы речной сети.
Используя топографическую карту, выделена точная граница водосборной территории р. Чир в геоинформационной программе QGIS. Полученная граница используется в дальнейшем для построение базовых картосхем исследуемой территории водосбора [5].
Взятые за основу топографическая карта и спутниковое изображение местности позволили выделить современное состояние речной сети водосборной территории р. Чир в геоинформационной программе (Рисунок 1).
Большая часть притоков – пересыхающие, которые заполняются в период снеготаяния. В летнее время они полностью пересыхают. На данных притоках расположены небольшие пруды искусственного происхождения, использующиеся для сельскохозяйственных нужд.
Рисунок 1. Речная сеть водосборной территории р. Чир
2 этап. Построение цифровой модели рельефа местности.
Цифровая модель рельефа (ЦМР) представляет собой способ структурного описания рельефа. ЦМР играет значимую роль в гидрологическом и геоморфологическом анализе.
Открытые данные радиолокационной топографической миссии шаттла съемки местности (SRTM) позволили, с использованием ГИС программ, построить ЦМР водосборной территории (Рисунок 2), на которую наложена речная сеть для большей репрезентативности данных.
Рисунок 2. ЦМР водосборной территории р. Чир
По картосхеме можно определить максимальные и минимальные высоты. Самый низкие высоты – в устье реки, в месте впадения в Цимлянское водохранилище. Нормальный подпорный уровень (НПУ) Цимлянского водохранилища составляет 36,0 м. Максимальные высоты расположены в северной и восточной части водосборной территории и достигают 255 м. В целом рельеф низменный со средними высотами от 75 до 135 м и рассеченный овражно-балочной сетью.
Выводы. Разработаны картосхемы и материалы с использованием ГИС-технологий, а именно картосхема речной сети и ЦМР водосборной территории р. Чир. В дальнейших работах на основе ЦМР можно построить картосхему углов наклона местности для определения интенсивности стока с различных участков ландшафта, что позволит проводить исследования по оценке состояния земель различных категорий и строить карты современного состояния территории для полной геоэкологической оценки водосбора реки [6].
Работа выполнена в рамках государственного задания темы № FMWZ-2022-0002 ИВП РАН Министерства науки и высшего образования РФ.
1. Guseva A.V. Geoinformacionnye sistemy // Gornyy informacionno-analiticheskiy byulleten'. 2013. № 5. S. 50–55.
2. Schastlivcev E.L., Yukina N.I., Harlampenkov I.E. Informacionno-analiticheskaya sistema geoekologicheskogo monitoringa vodnyh resursov ugledobyvayuschego regiona // Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. 2016. № 2. S. 157–164.
3. Yurova Y., Shirokova V. Geoecological assessment of anthropogenic impacts on the Osetr river basin // Geosciences (Switzerland). 2020. № 4(10). S. 1–13. DOIhttps://doi.org/10.3390/geosciences10040121.
4. Kurbatova I.E., Mulin M.O., Shirokova V.A. Razrabotka bloka tematicheskih kart dlya obespecheniya optimal'nogo territorial'nogo razvitiya ekologicheskogo karkasa vodosbora // Tematicheskie karty i atlasy: sovremennye koncepcii nauchnogo soderzhaniya, novye tehnologii sozdaniya i ispol'zovaniya. Materialy XI mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii po tematicheskoy kartografii. 2022. S. 146–148.
5. Vershinin V.V., Hutorova A.O., Morkovkin G.G. Praktika ispol'zovaniya prirodno-resursnogo potenciala urbanizirovannyh i tehnogenno izmenennyh geo- i agroekosistem dlya obespecheniya ih ustoychivogo razvitiya. Moskva: Gosudarstvennyy universitet po zemleustroystvu, 2023. 203 c. ISBN:978-5-521-23801-9.
6. Mulin M.O. Ispol'zovanie geoinformacionnyh tehnologiy dlya monitoringa zemel' na vodosbornoy territorii reki Cimla // Sovremennye problemy zemlepol'zovaniya i kadastrov: Materialy 6-y mezhdunarodnoy mezhvuzovskoy nauchno-prakticheskoy konferencii. 2022. S. 360–364.
