Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 3. С. 84-93
Масштабная статистика рельефа — линейный параметр масштаба, показатели Хортона, растровые характеристики
1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 21.05.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-3-84-93
Приведены результаты исследования мультимасштабных характеристик рельефа, полученных по ЦМР (цифровая модель рельефа) участка территории Дальнего Востока с помощью гидрологических инструментов ГИС (геоинформационная система). В качестве масштабного параметра предложено использовать линейный параметр — максимальную длину линии стока от истока до данной точки. С помощью аппроксимации экспериментальных данных найдена связь этой характеристики со средним числом точек c определённой длиной линии стока (на единицу площади), со средней площадью водосбора в этих точках (закон Хака) и с плотностью всех участков с такой и большей длиной линии стока. У этих зависимостей — однородный степенной характер, так что они дают набор показателей степени, которые мы называем показателями Хортона. Эти показатели (как и те, что были найдены ранее для масштабного параметра — площади водосбора) отражают свойства рельефа полнее, чем коэффициенты Хортона. Приведены формулы взаимосвязи между показателями Хортона. С помощью этих формул можно просто и наглядно переходить от показателей для одного масштабного параметра к показателям для другого, а также рассчитывать новые показатели. Все результаты получены из анализа растра длин линий стока и растра стока (площадь водосбора в точке) без выявления и масштабной группировки линий водотоков. Показано, как из таких «растровых» соотношений характеристик находятся зависимости для водотоков, разбитых на участки. Константность площади водосбора подтвердилась на уровне растра: суммарная площадь водосбора всех пикселей с одинаковой длиной линии стока составляет около трети исследуемой территории.
Ключевые слова: ЦМР, площадь водосбора пикселя, длина линии стока в пикселе, масштаб водотоков, статистические характеристики водотоков, законы Хортона, показатели Хортона, закон Хака
Полный текстСписок литературы:
- Златопольский А. А. (2023а) Структура растра стока, построенного по цифровой модели рельефа // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 4. С. 123–132. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-4-123-132.
- Златопольский А. А. (2023б) Константность площади суммарного водосбора водотоков одного масштаба и распределение этого водосбора между водосборами водотоков большего масштаба // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 5. С. 120–129. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-5-120-129.
- Златопольский А. А. Масштабная статистика рельефа — порядки, диапазоны, распределение притоков, ориентация, возраст, инвариантность // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 2. С. 103–121. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-2-103-121.
- Соболь С. В., Красильников В. М. Фрактальные параметры водных объектов бассейна реки Суры // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2018. № 6. С. 4–15. DOI: 10.35567/1999-4508-2018-6-1.
- Чернова И. Ю., Нугманов И. И., Даутов А. Н. Применение аналитических функций ГИС для усовершенствования и развития структурно-морфологических методов изучения неотектоники // Геоинформатика. 2010. № 4. С. 9–23.
- Pelletier J. D. Self-organization and scaling relationships of evolving river networks // J. Geophysical Research. 1999. V. 104. Iss. B4. P. 7359–7375. https://doi.org/10.1029/1998JB900110.
- Wang K., Zhang L., Li T. et al., Side tributary distribution of quasi-uniform iterative binary tree networks for river networks // Frontiers in Environmental Science. 2022. V. 9. Article 792289. DOI: 10.3389/fenvs.2021.792289.