Морфометрические характеристики рельефа реферат
Обновлено: 02.07.2024
Морфографическая и морфометрическая характеристики рельефа имеют большое прикладное значение, потому что без знания этих характеристик невозможно строительство, прокладка трасс железных и шоссейных дорог, трубопроводов, проведение разного рода мелиоративных мероприятий и экологических исследований.
Тщательное изучение морфографии и морфометрии рельефа имеет значительный научный интерес. Разнообразие морфографических и морфометрических показателей заставляет искать причину их различий, которая может заключаться в неоднородности геологического строения изучаемой территории, в характере и интенсивности новейших тектонических движений и современных экзогенных рельфообразующих процессов.
В связи с научно-прикладной значимостью морфографические и морфометрические показатели являются важнейшей составной частью легенд и содержания общих геоморфологических карт. Также, на основе полевых материалов, топографических карт и данных дистанционного зондирования Земли (аэро- и космических снимков) могут составляться морфометрические картографические произведения, которые подразделяются на карты: густоты горизонтального расчленения рельефа, глубины расчленения рельефа, общего показателя расчленения рельефа и крутизны земной поверхности.
Интенсивность расчленения показывают и изолинейным способом, изолинии соединяют отметки с одинаковыми показателями густоты расчленения. Другой способ определения густоты эрозионного расчленения основан на измерении расстояний между линиями водоразделов и тальвегов ближайших эрозионных форм.
Один из способов составления карт глубины расчленения рельефа заключается в том, что на топографической основе проводят границы бассейнов, и затем в каждом из них определяют амплитуду между самой высокой и самой низкой точками. Согласно полученным цифровым показателям и шкале условных знаков, площади бассейнов закрашиваются или заштриховываются, обычно, по правилу: чем больше глубина расчленения, тем темнее окраска или гуще штриховка. Также, может быть использован еще и такой прием - по изучаемому геоморфологическому профилю определяется разница между наиболее низкими и наиболее высокими точками.
Составление карт общего показателя расчленения рельефа основано на подсчете по квадратам на топографической основе сумм длин горизонталей. Далее через центры квадратов, имеющих одинаковую сумму длин горизонталей, проводятся соответствующие изолинии.
Карты крутизны земной поверхности широко используются для проведения различных исследований экологического характера, например, для определения динамики склоновых процессов. Показателями крутизны земной поверхности могут быть угол наклона a и отвлеченная величина-уклон i, равный tg a. Построение карт крутизны земной поверхности заключается в следующем. В соответствии с выработанной легендой и шкалой заложения на топографической основе проводят границы участков с соответствующими углами наклона земной поверхности. После выполнения этой работы карта раскрашивается или заштриховывается по указанному выше правилу. Если нужно найти уклон по профилю, находят тангенс угла a - отношение превышения верхней точки над нижней к горизонтальной проекции расстояния между этими точками.
По морфометрическим показателям выделяются следующие категории рельефа.
1. По густоте горизонтального расчленения (удаленности линий водоразделов от тальвегов эрозионных форм): 1000 м - слаборасчлененный рельеф; 500…1000 м - среднерасчлененный рельеф; 100…500 м - значительно расчлененный рельеф; 50…100 м - сильнорасчлененный рельеф; 24
Вывод. Характеристика рельефа только по морфографическим и морфометрическим показателям недостаточна, так как при классификации рельефа по этим показателям в одной категории могут оказаться формы, имеющие сходный внешний облик, но различные по происхождению (например, мореный холм и эоловый бугор) и, напротив, близкие по генезису, но разные по внешнему облику формы окажутся разобщенными (например, овраг и конус выноса этого оврага).
Изучение морфографии и морфометрии рельефа имеет значительный научный интерес. Разнообразие морфографических и морфометрических показателей заставляет искать причину их различий, которая может заключаться в неоднородности геологического строения изучаемой территории, в характере и интенсивности новейших тектонических движений и современных экзогенных рельфообразующих процессов. В связи с научно-прикладной значимостью морфографические и морфометрические показатели являются важнейшей составной частью легенд и содержания общих геоморфологических и геоморфоэкологических карт.
ГОСТ
Морфометрический анализ как метод геоморфологии
Количественные характеристики форм рельефа с использованием морфометрического анализа изучаются с помощью специальных измерений.
К ним относится абсолютная и относительная высота рельефа, углы наклона склонов и их экспозиция, площади с положительными и отрицательными формами рельефа и другие измерения.
Необходимые полученные данные обрабатываются с помощью определенной программы, затем вычисляется ряд морфометрических показателей, которые описывают рельеф изучаемой территории.
Все необходимые измерения проводят с помощью тематических или топографических карт.
Морфометрический анализ относится к одному из немногих камеральных методов исследования.
Основными методами считаются полевые, хотя это не совсем справедливо. В практике предыдущих лет данные о происхождении и развитии рельефа получали во время полевых работ, в ходе этих работ составляли геоморфологические карты, которые были основным документом геоморфологического анализа.
При изучении рыхлых отложений получали важную информацию о происхождении рельефа. С этой целью отбирались пробы для проведения лабораторных исследований и испытаний, и на основе этих анализов делали вывод об условиях образования рельефа, о происхождении рыхлых толщ, об их возрасте.
О происхождении рельефа и истории его развития можно узнать и из анализа карт, включая и морфометрический метод.
В некоторых случаях именно карта дает больший объем объективной информации по сравнению с полевыми исследованиями.
Таким образом, в науке не может быть основных и вспомогательных методов исследования. Есть конкретные теоретические и прикладные задачи, для решения которых выбирается система методов, рационально и целесообразно дополняющих друг друга, для того, чтобы получить необходимые ответы на поставленные вопросы.
Возможности морфометрического анализа достаточно широки, поэтому здесь важно видеть те перспективы, которые метод открывает.
Готовые работы на аналогичную тему
Практика показала, что с помощью морфометрических методов успешно решаются теоретические и практические задачи.
Морфометрические исследования требуют обязательных измерений и проводятся они пока в геоморфологии без жестких правил с использованием опыта, накопленного картографией, а при некритическом их заимствовании это приводит к избыточному объему собираемой информации.
В результате этого морфометрический анализ может казаться очень громоздким и нерентабельным.
В геоморфологии не сформулированы требования к исходным материалам, по которым проводят морфометрические измерения, а это означает, что необходимо внедрить культуру измерений, и это задача теории морфометрии.
Морфометрические исследования сопровождаются большим объемом простых вычислений, и степень сложности вычислительных работ постепенно нарастает, но основная часть операций автоматизирована.
Труд облегчается в значительной степени при внедрении ГИС-технологий с одной стороны, но возникают другие проблемы. Суть их связана с тем, что исследователь в какой-то степени отстраняется от анализа сущности процедур выбранных вычислений.
Эта ситуация говорит о том, что ни исследователь, ни потребитель информации не знают в какой степени использованные методы обработки количественных характеристик рельефа соответствуют требованиям геоморфологии.
Морфометрический анализ рельефа и картография
Морфометрический и картографический методы исследования между собой тесно связаны.
Занимаясь морфометрическим анализом, геоморфолог должен держать в памяти то, что карта – это отображение объекта, его картографическая модель, а не сам объект. Это значит, что результат морфометрического анализа будет зависеть не только от свойств самого рельефа местности, но и от характера преобразований, заложенных при выборе картографической модели и способе отбора картографического материала.
Масштаб карты при изображении рельефа имеет большое значение.
Картографические проекции мелкомасштабных карт содержат искажения, заложенные в математической сущности используемой картографической сетки.
Имеющиеся искажения определяются путем переноса ситуации со сферической поверхности Земли на плоскость карты.
Безусловно, будут трудности, но возможности проведения самого анализа не исключаются.
Составленная карта является результатом специального научного анализа и геоморфологу необходимо учитывать субъективность в изображении моделей местности.
Методы картографического исследования используются очень широко.
Многое может дать даже визуальный анализ карты. Чтобы получить информацию о рельефе топографическую карту, на которой содержится его изображение надо как бы подготовить к дальнейшему визуальному восприятию, т.е. карту необходимо преобразовывать.
Несложные преобразования превращают топографическую карту в карту морфоизогипс, на которой рельеф предстает в преобразованном виде.
Рисунок 1. Карта морфоизогипс. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Изогипсы представлены линиями, соединяющими точки с одинаковой высотой или глубиной.
На такой преобразованной карте структурно-тектоническая предопределенность рельефа при визуальном анализе становится более видимой.
Надо сказать, что темпы составления топографических карт превышали темпы составления других видов тематических карт.
Рельеф с его количественными характеристиками открывал возможности для развития картометрии.
Из большого числа морфометрических показателей рельефа 7 главных показателей объединяют в 4 группы:
- абсолютные и относительные высоты;
- густота и глубина расчленения;
- уклоны и градиенты;
- конфигурация элементов гидрографии.
Сегодня в морфометрии выделяют три направления - картометрия, морфометрия, статистический анализ.
Основные черты теории морфометрии
Любое научное направление создает свою теорию, где определяется предмет и метод и область практического применения.
С этой точки зрения предмет морфометрии определен недостаточно точно.
Морфометрия измеряет внешний облик рельефа, т.е. измеряет и получает количественные характеристики, описывающие его внешний облик, его форму.
Достаточно легко говорить о форме линии – ломаная, прямая, извилистая, кривая и гораздо сложнее описать форму поверхности – плоская, шероховатая, выпуклая.
Описание будет неполным, потому что мы выделяем какие-то отдельные признаки.
В том случае, если бы морфометрия количественно изучала форму как характеристику внешнего облика рельефа, то можно было бы остановиться на таких морфометрических показателях, как извилистость линий, характер их кривизны, форма объектов в плане и др.
В этом случае не оказалось бы места для исследования таких количественных характеристик, как высота, длина, угол наклона, площадь, потому что они описывают не столько форму, сколько её признаки.
Позже потребовалось описывать форму одним числом и это стало нерешенной ещё проблемой.
Морфометрическая информация превращалась в морфометрические карты – гипсометрические, карты углов наклона склонов и их экспозиций, карты густоты и глубины расчленения, поэтому правильнее говорить о том, что морфометрия изучает только форму неровностей поверхности земли и рассматривает, прежде всего, количественные характеристики этих неровностей.
Таким образом, предмет морфометрии – это научное направление геоморфологии, которое занимается исследованием количественных свойств рельефа поверхности земли для их выявления и описания своими методами.
Для этой цели используется любая количественная информация о рельефе изучаемой территории.
Специалисту, ведущему морфометрические исследования необходимо собирать информацию, как о самом рельефе, так и о факторах и условиях его образования.
В настоящее время морфометрия рельефа не смогла бы развиться без базы, созданной генетической геоморфологией и для получения достоверных данных она использует весь арсенал накопленных ей знаний.
Опираясь на количественные методы исследования, морфометрия определяет исходное положение анализа, последовательность процедур изменения и обработки полученных данных.
Если процедуры выбранных операций не противоречивы, то и результаты не будут иметь ошибок. Практические приложения морфометрии полезны во всех областях знаний, где используются геоморфологические методы исследований.
Геоморфология – это наука о рельефе земной поверхности, его строении, происхождении и истории развития.
Геоморфология возникла на стыке двух наук: Геологии и географии.
Геология – это наука о Земле.
Рельеф – это совокупность геометрических форм земной поверхности, образующиеся в результате сложного взаимодействия земной коры с водной, воздушной и биологической оболочками нашей планеты,
Земля – это планета Солнечной системы, имеющая шарообразную форму, а более точно – форму сфероида.
1. Изучение рельефа по данным геоморфологического профиль
По отношению к линии горизонта:
Положительные формы рельефа – формы, выступающие относительно линии горизонта.
Отрицательные формы рельефа – формы, углубленные относительно линии горизонта.
Любые формы рельефа подразделяются на замкнутые и незамкнутые формы.
Замкнутые формы – такие формы, ограниченные со всех сторон падающими склонами.
Незамкнутые формы – формы, не ограниченные со всех сторон склонами (так называемая открытая форма) .
По внешнему строению
Простые формы – небольшие размеры, относительно правильные геометрические очертания, не включают другие формы.
Сложные формы – сочетания простых форм, имеющих иногда разное происхождение.
Существуют положительные и отрицательные формы с точки зрения морфометрии. Первую группу принято подразделять на две подгруппы по относительной высоте.
Таблица 1 – Морфологическая и морфометрическая характеристика форм рельефа.
Профиль геоморфологический — графическое изображение на вертикальной плоскости разреза некоторого участка земной поверхности. При построении профиля необходимо охарактеризовать склоны.
ИЗУЧЕНИЕ РЕЛЬЕФА ПО ДАННЫМ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ КАРТОГРАММ
Картометрия и морфометрия — предназначены для измерения и исчисления по картам показателей размеров, формы и структуры объектов. Эти приемы наиболее обстоятельно разработаны в картографическом методе исследования.
Морфографические и морфометрические карты составляются для некоторых специальных, в первую очередь практических, целей, для которых знание происхождения рельефа отходит на второй план, а приобретают значение чисто внешние его черты .
Морфометрический анализ – это камеральный (т.е. проводимый не в полевых условиях, а в лаборатории) метод вычисления количественных характеристик на основе имеющихся данных карт, аэрофотосъемки и т.д.
В нём используются данные таких специальных измерений, как:
- абсолютная высота рельефа дна;
- относительная высота рельефа дна;
- углы наклонов глубоководных склонов;
- экспозиция склонов;
- места с положительными/ отрицательными формами рельефа.
Необходимые исходные данные заносятся в программу, происходит ряд вычислений. В результате мы не просто получаем общий рельеф изучаемой местности, но и можем выяснить его количественные показатели.
Основными помощниками в данном виде работы являются карты: топографические и тематические.
До сих пор основными методами исследования рельефа дна являются полевые работы. Хотя многие авторы не считают это правильным утверждением. Тем не менее, вся практика предыдущих лет была направлена на исследования во время полевых работ. В результате них составлялись геоморфологические карты, которые и составляли основу дальнейшего анализа.
Для всестороннего изучения рыхлых толщ дна дополнительно так же отбирались лабораторные пробы. Они позволяли достаточно точно установить их возраст, происхождение, условия их формирования. А это, в свою очередь, давало информацию о возможных особенностях происхождения всего рельефа на данной территории.
Однако, существуют ситуации, когда полевые работы не целесообразны из-за большого количества уже имеющейся разрозненной, но подтверждённой информации; из-за объективных условий или недостатка финансирования. И во всех этих случаях морфометрический метод и анализ карт зачастую даёт неоценимо большие данные.
Не стоит говорить, что одни научные методы являются лишь вспомогательными, а важный момент играют основные. Правильнее сначала ставить конкретные теоретические или прикладные задачи. А уже потом под них подбирать наиболее рациональные и показательные методы. В идеале, все проведенные исследования и анализ должны дополнять друг друга и давать исчерпывающие ответы на интересующие нас вопросы.
Проблемные вопросы морфометрического анализа
Безусловно, морфометрический анализ имеет широкие возможности и перспективы. С его помощью успешно решаются теоретические и практические задачи. Но, существуют и проблемные вопросы, которые стоит затронуть для дальнейшего рассмотрения.
Прежде всего, морфометрические исследования требуют измерений, которые поводятся в геоморфологии без соблюдения жёстких правил. Весь накопленный опыт картографии приводит к избыточному объёму собираемой информации. Поэтому некоторые авторы называют морфометрический метод громоздким и часто нерентабельным в плане затрачиваемых сил и времени.
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
Так же теория морфометрии ещё не полностью сформулировала набор требований к исходным материалам для изучения. Необходимость внедрения правил и культуры морфометрического измерения уже давно обсуждается научным сообществом.
Не будем забывать так же, что исследования сопровождаются большим объёмом вычислений. И хотя они достаточно просты, автоматизация процесса существенно ускорило процесс, уменьшило вероятность ошибок. Но, при этом, породило новую проблему.
Дело в том, что внедрение ГИС-технологий отстранило фактически живой анализ исследователя от сущности полученной информации. Поэтому не всегда понятно насколько данные соответствуют требованию геоморфологии.
Взаимосвязь морфометрии и картографии
Морфометрический и картографический методы неразрывно связаны друг с другом. Хотя, занимаясь морфометрией, исследователь должен держать в памяти то, что карта – это модель объекта или участка, а не сама эта исследуемая единица. Поэтому, результат анализа будет напрямую зависеть не только от особенностей самого рельефного строения анализируемого места, но и от особенностей отбора картографического материала и характера преобразований, выбранного для получения картографической модели.
Важнейшее значение имеет выбранный и заданный масштаб карт. Мелкомасштабные карты имеют свои учтенные искажения. Они заложены в математическую сущность сетки, которая принята в картографии. Сами же погрешности берут истоки из необходимости переноса данных сферической поверхности нашей планеты на плоскость, которой собой представляет любая карта. Таким образом, составленный продукт является результатом научных преобразований, вычислений и анализа и самое главное – окончательного синтеза полученной информации исследователем. Поэтому может содержать элементы субъективности при построении модели местности.
Принято говорить о семи наиболее важных морфологических показателей рельефа дна:
• абсолютная высота,
• относительная высота,
• густота расчленения,
• глубина расчленения,
• уклон,
• градиент,
• конфигурация объектов.
Итак, чтобы получить окончательную информацию о рельефе, топографическую карту подвергают преобразованию, чтобы конечный продукт был лёгок для визуального восприятия. В результате получается карта морфоизогипс, где можно хорошо просмотреть преобразованный вид рельефа. Так структурно-тектоническая предопределённость рельефа становится более наглядной, а изогипсами выступают линии, которые соединяют структуры с одинаковыми показателями, например с одними и теми же данными глубины или высоты.
На данный момент принято выделять в морфометрии три направления:
• картометрия,
• собственно морфометрия,
• статистический морфометрический анализ.
Таким образом, количественные характеристики открывали новые возможности для развития картометрии. А скорости составления топографических карт превышали темпы составления всех иных видов тематических карт.
Основные понятия и проблемные вопросы морфометрии, как науки
Говоря о морфометрии, как науке, следует задуматься о её предмете, методе и области применения знаний и полученных данных.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
С этой точки зрения предмет науки до сих пор чётко не сформулирован. Как правило, говорится о том, что морфометрия получает количественные характеристики, которые в итоге дают нам представление о внешнем облике объекта. Но, при описании предмета мы выделяем нечто одно. Например, линии могут быть ломаные, прямые, кривые, извилистые. Но, перенося это на язык морфометрии, нам надо сказать, что линии не только извилистые, но имеют ещё и определённый характер кривизны. Ещё сложнее накладывать шаблоны на другие определения, например при описании поверхности: плоская, выпуклая, шероховатая, с перепадами…
Но, под всеми этими данными теряются другие параметры, которые не только описывают саму форму, сколько наполняют понятие дополнительными пояснениями. Речь идёт о признаках внешнего облика предмета: высоте, длине, параметрах наклона, площади и т.д.
Предложение же описывать форму одним числом стало нерешённой проблемой науки морфометрии.
С практической точки зрения, вся проанализированная морфометрическая информация в конечном счёте сводилась в они карты – гипсометрические, карты углов наклона склонов и экспозиций, карты густоты и глубины расчленений. Таким образом, можно говорить, что морфометрия изучает выявленные неровности рельефа и выявляет качественные характеристики этих неровностей.
На данный момент принято говорить, что предметом морфометрии являются количественные свойства неровностей рельефа поверхности земли, которые выявляются и описываются специфическими методами исследования и анализа.
Для целей исследования используется достоверная база информации о рельефе изучаемой области. Но, специалисту дополнительно приходится учитывать не только данные самого строения, а и специфические факторы, которые могут влиять на него, включая условия его образования и формирования. В настоящее время много данных содержат базы генетической геоморфологии, данные которых научно подтверждены.
Читайте также: