Геоморфометрия - Geomorphometry

Геоморфометрия, или же геоморфометрия, это наука о количественном поверхности суши анализ.[1] Он объединяет различные математические, статистические методы и методы обработки изображений, которые можно использовать для количественной оценки морфологических, гидрологических, экологических и других аспектов поверхности суши. Общие синонимы геоморфометрии: геоморфологический анализ, морфометрия местности или анализ местности и анализ поверхности земли. Геоморфометрия это дисциплина, основанная на вычислительных показателях геометрия, топография и форма Земли горизонты и их временный изменять.[2]

Проще говоря, геоморфометрия направлена ​​на извлечение параметров поверхности (суши) (морфометрические, гидрологические, климатические и т. Д.) И объектов (водосборные бассейны, сети ручьев, формы рельефа и т. Д.) С использованием входной цифровой модели поверхности суши (также известной как цифровая модель рельефа, DEM) и программное обеспечение для параметризации.[3] Затем извлеченные параметры поверхности и объекты могут быть использованы, например, для улучшения картографирования и моделирования почв, растительности, землепользования, геоморфологический и геологический особенности и подобное.

В связи с быстрым увеличением числа источников ЦМР сегодня (и особенно из-за Миссия Shuttle Radar Topography и ЛИДАР -базовые проекты), извлечение параметров земной поверхности становится все более привлекательным для многих месторождений, начиная от точное земледелие, моделирование почвы и ландшафта, климатические и гидрологические приложения в городском планировании, образовании и космических исследованиях. В топография почти всей Земли сегодня были взяты образцы или отсканированы, так что ЦМР доступны с разрешением 100 м или лучше в глобальном масштабе. Параметры земной поверхности сегодня успешно используются как для стохастического, так и для технологического моделирования, единственной остающейся проблемой является уровень детализации и вертикальная точность ЦМР.

История

Хотя геоморфометрия началась с идей Бриссона (1808 г.) и Гаусса (1827 г.), эта область не претерпела значительных изменений до создания первой DEM.[4]

Геоморфология как концепция и область изучения имеет долгую историю, при этом геоморфометрия является одной из самых старых связанных дисциплин.[5] Геоматика это более недавно развитая субдисциплина, а еще более свежей стала концепция геоморфометрии. Это было разработано совсем недавно, так как стали доступны более гибкие и способные географическая информационная система (ГИС) пакеты, а также более высокое разрешение Цифровая модель рельефа (DEM).[6] Это ответ на развитие этой ГИС-технологии для сбора и обработки ЦМР. данные (например. дистанционное зондирование, то Программа Landsat и фотограмметрия ).

Методы

С топографическим ландшафтом возникает вопрос о том, где находится объект, а также о том, насколько точно его можно классифицировать или идентифицировать. Геоморфометрия включает получение значений из данных DEM, которые определяют геоморфологические особенности, например, описывают ли относительные локальные значения пики, проходы, ямы, плоскости, каналы и гребни. Из-за ограничений разрешающая способность, ориентация оси и определения объекта производные пространственные данные может дать смысл при субъективном наблюдении или параметризация, или, альтернативно, обрабатывается как нечеткие данные справиться с различными способствующими ошибки более количественно - например, как общий шанс 70% точки, представляющей пик горы с учетом имеющихся данных, а не обоснованное предположение, чтобы справиться с неопределенностью.[7]

Приложения

Количественный анализ поверхности с помощью геоморфометрии предоставляет инструменты для ученых и менеджеров, заинтересованных в управлении земельными ресурсами.[8] Области применения включают:

Геоморфометры

Как относительно новая и неизвестная ветвь ГИС тема геоморфометрии имеет несколько «известных» пионеров, как в случае с другими областями, такими как гидрология (Роберт Хортон ) или геоморфологии (Г. К. Гилберт[9]). В прошлом геоморфометрия использовалась в широком спектре исследований (включая некоторые громкие статьи по геоморфологии таких ученых, как Эванс, Леопольд и Вулман), но лишь недавно практикующие ГИС начали интегрировать ее в свою работу.[10][11] Тем не менее, он все чаще используется такими исследователями, как Энди Тернер и Джозеф Вуд.

Международные организации

Крупные организации все чаще разрабатывают геоморфометрические приложения на основе ГИС, одним из примеров является создание Ява -основан пакет программного обеспечения для геоморфометрии в связи с Университет Лидса.

Обучение персонала

Академические учреждения все чаще выделяют больше ресурсов на обучение и специальные курсы по геоморфометрии, хотя в настоящее время они все еще ограничены несколькими университетами и учебными центрами. К наиболее доступным в настоящее время относятся онлайн-библиотека ресурсов по геоморфометрии совместно с Университетом Лидса, а также лекции и практические занятия, проводимые как часть более широких модулей ГИС, наиболее полные в настоящее время предлагаются в Университет Британской Колумбии (курирует Брайан Клинкенберг) и в Университет Далхаузи.

Программное обеспечение для геоморфометрии / геоморфометрии

Следующее компьютерное программное обеспечение имеет специализированные модули или расширения для анализа местности (перечисленные в алфавитном порядке):

Дисциплины Геоморфометрия покрывает

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Pike, R.J .; Evans, I.S .; Хенгл, Т. (2009). «Геоморфометрия: Краткое руководство» (PDF). geomorphometry.org. Развитие почвоведения, Elsevier B.V.. Получено 2 сентября, 2014.
  2. ^ Тернер, А. (2006) Геоморфометрия: идеи для создания и использования. Рабочий документ CCG, версия 0.3.1 [онлайн] Центр вычислительной географии, Университет Лидса, Великобритания; [1] Доступ 7 мая 2007 г.
  3. ^ Эванс, Ян С. (15 января 2012 г.). «Геоморфометрия и картографирование рельефа: что такое рельеф?». Геоморфология. Эльзевир. 137 (1): 94–106. Дои:10.1016 / j.geomorph.2010.09.029.
  4. ^ Миллер, К. и Laflamme, R.A. (1958): Теория и применение цифровой модели местности. Лаборатория фотограмметрии Массачусетского технологического института
  5. ^ Шмидт Дж. И Эндрю Р. (2005) Многоуровневая характеристика рельефа. Площадь, 37,3; pp341–350.
  6. ^ Тернер, А. (2007). «Лекция 7: Анализ местности 3; геоматика, геоморфометрия». Школа географии, Университет Лидса, Великобритания. Архивировано из оригинал на 2005-01-23. Получено 2007-05-27. Доступ 7 мая 2007 г.
  7. ^ Фишер, П., Вуд, Дж. И Ченг, Т. (2004) Где находится Хелвеллин? Нечеткость морфометрии многомасштабного ландшафта. Труды Института британских географов, 29; pp106–128
  8. ^ Албани М., Клинкенберг, Б. Андерсон, Д. В. и Кимминс, Дж. П. (2004) Выбор размера окна для аппроксимации топографических поверхностей из цифровых моделей рельефа. Международный журнал географической информации, 18 (6); pp577–593
  9. ^ Бирман, Пол Р. и Дэвид Р. Монтгомери. Ключевые понятия геоморфологии. Высшее образование Macmillan, 2014 г.
  10. ^ Чорли, Р.Дж. 1972. Пространственный анализ в геоморфологии. Methuen and Co Ltd, Великобритания
  11. ^ Климанек, М. 2006. Оптимизация цифровой модели местности для ее применения в лесном хозяйстве, Journal of Forest Science, 52 (5); pp 233–241.

дальнейшее чтение

  • Марк, Д. (1975) Геоморфометрические параметры: обзор и оценка Географические летописи, 57, (1); стр 165–177
  • Миллер, К. и Laflamme, R.A. (1958): Теория и применение цифровой модели местности. Фотограмметрическая лаборатория Массачусетского технологического института.
  • Пайк, Р. Дж .. Геоморфометрия - прогресс, практика и перспективы. Zeitschrift für Geomorphologie Supplementband 101 (1995): 221-238.
  • Пайк, Р.Дж., Эванс, И., Хенгл, Т., 2008. Геоморфометрия: краткое руководство. В: Геоморфометрия - концепции, программное обеспечение, приложения, Хенгл, Т. и Ханнес И. Рейтер (ред.), Series Developments in Soil Science vol. 33, Elsevier, стр. 3-33, ISBN  978-0-12-374345-9
  • Хенгл, Томислав; Рейтер, Ханнес И., ред. (2009). Геоморфометрия: концепции, программное обеспечение, приложения. Амстердам: Эльзевир. ISBN  978-0-12-374345-9.

внешняя ссылка