Алгоритмы и методика выделения линий перегиба в составе информационно-математической модели рельефа

DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-683-695

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторе

О.А. Плисенко

Адыгейский государственный университет, НИИ комплексных проблем АГУ, Центра интеллектуальных геоинформационных технологий,
ул. Гагарина, 13, 385000 Россия, г. Майкоп;

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Адыгейский научно-исследовательский институт сельского хозяйства,
Майкоп, п. Подгорный, ул. Ленина, 48, 385064 Майкоп, Россия;

E-mail: vtp01@mail.ru

Аннотация

Актуальность темы исследования обусловливается отсутствием универсальной технологии автоматизированного распознавания и выделения структурных элементов рельефа. Эта задача представляет собой одно из главных аналитических направлений геоморфологического картографирования, и ее решение позволит уменьшить время на ее разработку, унифицировать результаты, расширить область применения модели гомоморфнойи генетически однородной элементарной поверхности вмеждисциплинарных исследованиях. Для решения проблемы разрабатывается информационно-математическая модель рельефа, целью которой является его представление в виде согласованного набора всех структурных элементов, моделирование полученной таким образом поверхности в 3D-пространстве, обеспечение полного автоматизированного цикла выделения и классификации структурных элементов рельефа, и представление различных алгоритмов его анализа. Описываемый этап посвящен разработке оригинальных алгоритмов и методов автоматического выделения линий перегиба склона в составе информационно-математической модели. Линии перегиба склона являются структуроформирующими при перераспределении вещественно-энергетических потоков между и в границах генетически однородных поверхностей. Автоматизация выделения линий перегиба является предпоследним этапом построения целевой модели рельефа. В работе рассматриваются основные этапы автоматизированной технологии, поставляющие исходные данные для разрабатываемых алгоритмов, дается обзор существующих методик и программных продуктов, используемых для определения линий перегибов склонов, описываются математические и алгоритмические техники, применяемые в разработанных алгоритмах, обсуждаются особенности применения данных техник применительно к разрабатываемой общей технологии. Результатом работы является оригинальная методика автоматического выделения линий перегиба склонов, позволяющая перейти к автоматическому выделению и классификации элементарных поверхностей.

Ключ. слова

информационно-математическая модель рельефа, структурные элементы рельефа, элементарная поверхность, алгоритмы выделения линий перегиба склонов, алгоритмы автоматического выделения структурных элементов

Список литературы

  1. Варшанина Т.П. Перспективы прогнозирования экологически значимых природных опасностей на основе структурно-подобной модели. Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4: Естественно-математические и технические науки, 2011. № 4. — С. 128–137.
  2. Варшанина Т.П., Шехов З.А., Пьянков В.Ю. ГИС экологически сбалансированного ландшафтно-адаптивного землепользования. Ландшафтоведение и ландшафтная экология: коадаптация ландшафта и хозяйственной деятельности: Материалы международной научно-практической конференции. Симферополь, 2020. С. 82–86.
  3. Зинченко А.Г., Ласточкин А.Н. Методика геоморфологического картографирования шельфа и континентального склона Российской Федерации (применительно к задачам Госгеолкарты-1000). М: ЗАО «Геоинформмарк», 2001. 38 с.
  4. Колбовский Е.Ю. Геоинформационное моделирование и картографирование ландшафтных местоположений. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, 2016. Т. 60. № 5. С. 20–24.
  5. Ласточкин А.Н., Бочарова Е.В., Егоров И.В. Прикладная геоморфология на основе общей теории геосистем. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2008, 392 с.
  6. Ласточкин А.Н. Системно-морфологическое основание наук о Земле. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2002. 762 с.
  7. Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 576 с.
  8. Плисенко О.А. Моделирование элементарных геоморфных поверхностей на цифровых картах. Прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий. Материалы IV Международной научно-практической конференции. Майкоп, 2017. С. 74–83.
  9. Плисенко О.А. Применение экспертных систем в ГИС для пространственного анализа рельефа. ИнтерКарто. ИнтерГИС, 2016. Т. 22. № 1. С. 157–168. DOI: 10.24057/2414-9179-2016-1-22-157-168.
  10. Татаренко В.И., Елшина Т.Е. Приемы пространственного анализа исходных картографических данных при создании геоморфологических карт в среде ГИС. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, 2012. № 2–1. С. 105–109.
  11. Фирсов Ю.Г. Цифровые модели рельефа дна и анализ батиметрических профилей для формирования внешней границы континентального шельфа России в Арктике. Гео-Сибирь, 2011. № S. С. 152–162.
  12. Флоринский И.В. Геоморфометрия сегодня. ИнтерКарто. ИнтерГИС, 2021. Т. 27. Ч. 2. С. 394–448. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-2-27-394-448.
  13. Brändli M. Hierarchical models for the definition and extraction of terrain features. Geographic Objects with Indeterminate Boundaries. Gisdata II. London: Taylor & Francis, 1996. P. 257–270. DOI: 10.1201/9781003062660.
  14. Minár J., Evans I.S. Elementary forms for land surface segmentation: The theoretical basis of terrain analysis and geomorphological mapping. Geomorphology, 2008. V. 95. No. 3–4. P. 236–259. DOI: 10.1016/j.geomorph.2007.06.003.
  15. Minár J., Krcho J., Evans I.S. Geomorphometry: Quantitative Land-Surface Analysis, Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences, 2016. DOI: 10.1016/B978-0-12-409548-9.10260-X.
  16. Shary P.A. Land surface in gravity points classification by a complete system of curvatures. Mathematical geology, 1995. V. 27. No. 3. P. 373–390. DOI: 10.1007/BF02084608.

Для цитирования: Плисенко О.А. Алгоритмы и методика выделения линий перегиба в составе информационно-математической модели рельефа. ИнтерКарто. ИнтерГИС. M.: Географический факультет МГУ, 2022. Т. 28. Ч. 1. С. 683–695. DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-683-695

For citation: Plisenko O.A. Algorithms and methodology for inflection line identification within information and mathematical model of relief. InterCarto. InterGIS. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2022. V. 28. Part 1. P. 683–695. DOI: 10.35595/2414-9179-2022-1-28-683-695 (in Russian)