В статье рассмотрен картографический метод исследования с применением геоинформационных систем, этапы построения цифровой модели рельефа, показана актуальность использования материалов спутниковых снимков для актуализации современного состояния речной сети. Карты в ГИС выполняют двойную функцию: они служат средством хранения и передачи информации, а также способом исследования и моделирования геосистем при различных сценариях их развития, включая оценку антропогенного воздействия и его последствий. Специфика применения ГИС-технологий рассмотрена на примере водосборного бассейна реки Чир. Составленная картосхема ЦМР в дальнейшем понадобится для полной геоэкологической оценки водосбора реки Чир. Разработанная методика может быть применена для других водосборов с отсутствием данных регулярных наблюдений.
Гис-технологии, геоинформационные программы, водосборная территория, Цимлянское водохранилище, река Чир, цифровая модель рельефа.
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. Гусева А.В. Геоинформационные системы // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 5. С. 50–55.
2. Счастливцев Е.Л., Юкина Н.И., Харлампенков И.Е. Информационно-аналитическая система геоэкологического мониторинга водных ресурсов угледобывающего региона // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2016. № 2. С. 157–164.
3. Yurova Y., Shirokova V. Geoecological assessment of anthropogenic impacts on the Osetr river basin // Geosciences (Switzerland). 2020. № 4(10). С. 1–13. DOIhttps://doi.org/10.3390/geosciences10040121.
4. Курбатова И.Е., Мулин М.О., Широкова В.А. Разработка блока тематических карт для обеспечения оптимального территориального развития экологического каркаса водосбора // Тематические карты и атласы: современные концепции научного содержания, новые технологии создания и использования. Материалы XI международной научной конференции по тематической картографии. 2022. С. 146–148.
5. Вершинин В.В., Хуторова А.О., Морковкин Г.Г. Практика использования природно-ресурсного потенциала урбанизированных и техногенно измененных гео- и агроэкосистем для обеспечения их устойчивого развития. Москва: Государственный университет по землеустройству, 2023. 203 c. ISBN:978-5-521-23801-9.
6. Мулин М.О. Использование геоинформационных технологий для мониторинга земель на водосборной территории реки Цимла // Современные проблемы землепользования и кадастров: Материалы 6-й международной межвузовской научно-практической конференции. 2022. С. 360–364.
