Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 3. С. 133-142
Порядковая статистика долин, найденных по цифровой модели рельефа. Базовый расчёт и приведённый порядок
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 04.05.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-3-133-142
По цифровой модели рельефа (ЦМР) стандартным алгоритмом построены сети водотоков (называем их М-долины) для четырёх крупных территорий: «Амур», «Шилка», «Кама», «Нигер» (около 400 000 км2 каждая). Во всех случаях использованы единые базовые параметры расчёта, задающие минимальную площадь водосбора 0,85 км2. Оказалось, что значения средней плотности М-долин одного порядка на всех территориях очень близки (разброс значений 10 %), а отношение средней плотности М-долин последовательных порядков во всех случаях составляет около двух. Исходя из этих измерений предполагаем, что для больших территорий у М-долин первых базовых порядков, P, можно ожидать среднюю плотность 0,4/2(P–1) км/км2. Аналогичные оценки, хотя и менее надёжные, получены для среднего числа М-долин на квадратный километр — 0,27/4,4(P–1), средней длины М-долин — 1,48∙2,2(P–1) км и средней ширины М-долин — 2(P–1) км. Данные формулы соответствуют отношениям Хортона для гидросетей. Возможно, близость абсолютных значений этих характеристик для столь разных территорий отражает глубинные свойства организации рельефа. Предложено, как при небазовых параметрах расчёта пересчитать порядок М-долин в «приведённый» порядок базового варианта, М-долины которого имеют аналогичные статистические характеристики. Дан пример методического использования найденных закономерностей для плотности М-долин при расчёте локальной статистики. Показано, как локальный статистический анализ М-долин отдельных порядков позволяет выявить характеристики элементов рельефа соответствующего размера. Приведён пример того, как можно связать обнаруженные статистические свойства рельефа с М-долинами определённого базового порядка, а через использование базисных поверхностей связать эти свойства с геологическими событиями определённого времени.
Ключевые слова: ЦМР, расчёт сети долин, порядок долин, статистические характеристики долин, соотношения Хортона
Полный текстСписок литературы:
- Гарцман Б. И., Бугаец А. Н., Тегай Н. Д., Краснопеев С. М. Анализ структуры речных систем и перспективы моделирования гидрологических процессов // Речные системы Дальнего Востока России: четверть века исследований. Владивосток: Дальнаука, 2015. С. 273–285.
- Златопольский А. А. Эффективное пространственное разрешение данных и инструмента. На примере мультимасштабного анализа ЦМР // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 2. С. 18–25.
- Златопольский А. А. Мультимасштабный анализ ориентации текстуры поверхности Земли. Особые масштабы. Третья часть. Иерархия долин // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 37–46. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-37-46.
- Златопольский А. А. Получение ориентационных характеристик территории с помощью технологии LESSA. Методика и тестирование на цифровой модели рельефа Предбайкалья // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 4. С. 98–110. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-4-98-110.
- Златопольский А. А., Зайцев В. А. Соотношение порядка и ширины долин, автоматически найденных по цифровой модели рельефа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 6. С. 141–151. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-141-151.
- Златопольский А. А., Симонов Д. А., Захаров В. С. Порядковая статистика долин — длина, ширина, направление (на примере Буреинского хребта) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 5. С. 97–107.
- Нугманов И. И., Нугманова Е. В., Чернова И. Ю. Основы морфометрического метода поиска неотектонических структур. Казань: Казанский ун-т, 2016. 53 с.
- Симонов Д. А., Захаров В. С., Гильманова Г. З., Диденко А. Н. Новейшая тектоника Северного Сихотэ-Алиня и сопредельных территорий и её отражение в характеристиках самоподобия гидросети // Вестн. Московcкого ун-та. Сер. 4: Геология. 2021. № 5. С. 19–30. https://doi.org/10.33623/0579-9406-2021-5-19-30.
- Хортон Р. Е. Эрозионное развитие рек и водосборных бассейнов. Гидрофизический подход к количественной морфологии / пер. с англ. М.: Гос. изд-во иностр. лит., 1948. 158 с.
- Pelletier J. D. Self-organization and scaling relationships of evolving river networks // J. Geophysical Research. 1999. V. 104. No. B4. P. 7359–7375.