 |  | ||||||||||||||||||||||||
 УДК 004.9 Цифровая модель рельефа участка "Озеро Иткуль" заповедника "Хакасский": методы создания и возможные пути использования
Рассматривается применение геоинформационных систем в заповеднике "Хакасский" на примере конкретного участка. Создание цифровой модели рельефа и ее дальнейшее использование заповедником. Географические информационные системы (ГИС) - это системы управления цифровыми базами данных, разработанные для сбора, хранения, анализа и отображения пространственных сведений об объектах [3]. ГИС хранят информацию о реальном мире в виде набора тематических слоев, связанных на основе географического положения. Назначение ГИС не только в хранении карт, но и в возможности, с помощью имеющихся данных, создавать их необходимое представление [3]. Геоинформационные системы, созданные на территорию заповедника, обеспечат надежное хранение данных, позволят оперативно использовать и анализировать необходимую информацию. Для ведения ГИС в заповеднике "Хакасский" используется программа ArcGIS версия 9.3. ArcGIS 3D Analyst от ESRI является дополнительным модулем системы ArcGIS, который предназначен для трехмерной визуализации, анализа и построения поверхностей. Использование этого модуля позволяет осуществлять пространственное моделирование различных объектов [1]. Объемные изображения более информативны, их легче воспринимать и интерпретировать. Цифровая модель рельефа участка "Озеро Иткуль" , которая дает более реалистичную картину территории, создавалась с помощью модуля ArcGIS 3D Analyst методом триангуляции. При этом в качестве исходных данных использовались оцифрованные с топографической карты масштаба 1:100000 горизонтали и высотные отметки. Топографическая карта (рис.1) в виде растрового изображения была пространственно привязана и преобразована в проекцию Гаусса Крюгера, датум Пулково 1942, зона 15N. Затем на изображении были оцифрованы изолинии рельефа местности (рис.2). В результате был получен shape-файл отражающий рельеф, в виде линейного слоя горизонталей, в атрибутах которого есть поле высот над уровнем моря.
На основе изолиний рельефа была построена триангуляционная нерегулярная сеть (TIN) (рис.3), которая является слоем, представляющим непрерывное поле значений высот для придания изображению объемного вида.
Полученная триангуляционная сеть адекватно описывает рельеф как важнейший компонент ландшафта и может использоваться для визуализации двумерных объектов в 3D виде. Визуализация трехмерной модели осуществляется с помощью приложения ArcScene, входящего в модуль 3D Analyst. Приложение ArcScene позволяет создавать многослойные трехмерные поверхности и управлять свойствами отображения каждого из слоев и его положением в трехмерном пространстве. В приложении есть инструмент виртуального пролета над трехмерной поверхностью [1]. ГИС позволяет обобщить в единой системе географических координат всю имеющуюся картографическую информацию о территории и добавлять в нее любые данные, имеющие географическую привязку. Так в приложении ArcScene на цифровую модель рельефа были спроецированы векторные слои: граница рассматриваемого участка заповедника "Хакасский", водные объекты - озеро Иткуль с прилегающими Спиринскими озерами (рис.4).
Для большей "реалистичности" трехмерную модель можно драпировать текстурой, в данном случае использовался космический снимок Landsat (рис.5).
Применение ГИС для реализации задач заповедника заключается в том, что цифровая модель рельефа позволяет вычислять производные информационные модели - экспозиций склонов (ориентация склона в градусах), крутизны склонов, гипсометрической карты (рис.6) и др. и быстро получать информацию о морфометрических показателях (высота, угол наклона, экспозиция склона) в любой точке модели. Созданная цифровая модель может быть использована в научных исследованиях, где требуется учет рельефа местности [2].
Таким образом, приведение информации, хранящейся на бумажном носителе (карте) в цифровой вид, подлежащий обработке методами компьютерного моделирования - первостепенная задача ГИС. В связи с доступностью быстрой компьютерной обработки высотных данных становится выполнимой задача создания приближенной к действительности цифровой модели рельефа, в данном случае участка "Озеро Иткуль" заповедника "Хакасский". Данная модель может быть применима для научного отдела заповедника - на модель могут быть нанесены постоянные зимние маршрутные учеты участка "Озеро Иткуль", может осуществляться планирование деятельности с целью оптимизации маршрутных учетов. При наложении на данную модель слоя растительности, можно проследить как с высотой изменяется структура растительных сообществ. Анализ пространственной структуры растительных сообществ и изменение её с течением времени позволяет делать обоснованные выводы и прогнозировать дальнейшие изменения. Цифровая модель участка может быть использована для туристической деятельности в заповеднике. Анализ рельефа дает возможность прогнозировать использование территории в области экологического туризма - можно определить проходимость, доступность, обзорность и др. особенности рельефа местности. Модель рельефа участка "Озеро Иткуль" также выполняет эколого - просветительскую функцию - это демонстрирование границ заповедного участка и особенностей рельефа широким массам населения, возможно использование такого рода карт на уроках географии и во внеклассных мероприятиях, а так же в музее природы заповедника и в визит-центрах. Таким образом, внедрение ГИС в заповеднике "Хакасский" может служить эффективным инструментом анализа пространственных данных для использования их в последующем в научно-исследовательской, эколого-просветительской, туристической деятельности. В дальнейшем планируется охватить базами данных и создать ГИС для всех кластерных участков заповедника. Библиографический список
| |||||||||||||||||||||||||
 |  |
