Авторизация

Логин:
Пароль:
Восстановить пароль
Регистрация
  • Форум
  • Блоги
  • Контакты
  • Новости
  • Продукты
  • Отрасли
  • Обучение
  • Поддержка
  • События
  • О компании
  • 2 (17) | 2001 Изучение динамики береговой зоны Каспийского моря по разновременным космическим снимкам

    Кравцова В.И.,внс, Лурье И.К.,
    проф.,Ермошкин И.С.,студент 3 курс.
    каф. Картографии и Геоинформатики Географического ф-та МГУ.

    Современное повышение уровня Каспийского моря после его длительного падения вызывает изменения в береговой зоне, в том числе и в устьевых областях рек, впадающих в него. Интерес к реакции береговой зоны на это повышение вызван как его экологическими последствиями, так и тем, что Каспий рассматривается как естественная лаборатория, позволяющая моделировать реакцию береговой зоны на возможное повышение уровня Мирового океана.
    Регулярные космические съёмки, выполнявшиеся в течение всего современного периода повышения уровня Каспия, предоставляют объективный, оперативно получаемый материал о состоянии береговой зоны и её изменениях, а современные геоинформационные технологии обработки космических снимков обеспечивают точное совмещение разновременных материалов для изучения и картографирования динамики побережий.
    Основная задача работы состояла в изучении динамики береговой зоны района дельты реки Куры и побережья Акчагыльского залива по разновременным снимкам. В первую очередь, необходимо было проследить динамику береговой линии, т.к. были получены снимки, отображавшие разные периоды регрессивно-трансгрессивных изменений. Планировалось также проследить динамику ландшафтов.
    Данная работа была выполнена в лаборатории аэрокосмических методов на технической базе DATA+, предоставившей оборудование и программное обеспечение.
    Картографирование дельтовой области реки Куры и территории к югу от неё, лежащей в пределах Акчагыльского залива, выполнено по материалам разновременной космической съёмки за три даты – 1980, 1993, 2000 гг.
    Состояние изучаемой территории в начале периода повышения уровня Каспия характеризуется материалами космической съёмки, полученными сканирующей системой высокого разрешения «Фрагмент» со спутника Метеор–30 9 октября 1980 г. Это многозональное изображение с орбиты высотой 680 км имеет пространственное разрешение порядка 85 метров. В работе был использован цветной синтезированный отпечаток масштаба 1:300 000.
    Снимок за 1993 г. был сделан фотокамерой КАТЭ-200 со спутника системы Ресурс–Ф с орбиты высотой 200 км. Снимок сделан в ближней инфракрасной зоне, имеет пространственное разрешение 20-30 метров.
    Поскольку данные дистанционного зондирования земли за 1980 и 1993 годы имелись только в аналоговой форме, для их компьютерной обработки требовалось перевести их в цифровую форму. Также было необходимо перевести в цифровую форму топографическую карту масштаба 1:100 000, использовавшуюся для координатной привязки данных ДЗ.
    Состояние изучаемой территории после 1993 года, когда наблюдался замедленный подъём уровня Каспия, характеризуется космическим снимком с пространственным разрешением 35 метров, полученным 29 июля 2000 г. со спутника Ресурс-О с помощью трёхканального оптико-электронного сканера высокого разрешения МСУ-Э. Изображение было получено в трёх диапазонах: 0.5-0.6, 0.6-0.7 и 0.8-0.9 мкм.
    Обработка космических снимков осуществлялась при помощи программного пакета ERDAS IMAGINE 8.4, совмещающего возможности преобразования и анализа снимков, цифровой фотограмметрии, картографирования в растровом и векторном форматах. Для оформления карт использовался пакет ArcView GIS 3.2.
    Для изучения изменений во времени важно, чтобы все разновременные материалы были геометрически идентичны. Для этого все источники должны быть преобразованы в единую систему координат. В качестве координатной основы была использована топографическая карта масштаба 1:100 000. Листы карты были отсканированы с разрешением 300 dpi и импортированы в пакете ERDAS IMAGINE из формата TIFF в универсальный формат .img. Для трансформирования карт и снимков использовалась функция геометрической коррекции изображения, с помощью которой были заданы параметры выходной проекции карты (параметры эллипсоида Крассовского, проекция Гаусса-Крюгера, параметры зон и т.д.). Затем при помощи инструмента GCP Editor были заданы опорные точки и введены их координаты. Каждый из четырёх листов карты был трансформирован по полиномиальной модели второй степени. Трансформированные листы были соединены в единое изображение при помощи инструмента создания мозаики.
    Поскольку из трёх снимков лишь один представлял собой многозональное изображение, не было возможности воспользоваться автоматизированной компьютерной классификацией объектов на изображениях, и было проведено визуальное дешифрирование снимков на экране и создание векторных карт при помощи модуля ERDAS IMAGINE Vector.
    По материалам интерактивного дешифрирования разновременных снимков была составлена серия векторных карт береговой линии на изучаемом участке за 1980, 1993 и 2000 годы. Для этих карт была использована единая легенда. На картах было показано состояние береговой линии за соответствующую дату, а также главный гидрографический объект территории – река Кура. Для выявления изменений необходимо было совместить эти карты попарно в одном масштабе. Это было сделано при помощи инструментов объединения и пересечения Мастера пространственных операций пакета ArcView.
    Сопоставительный анализ карт береговой линии за разные даты позволил выявить изменения за определённый интервал времени (в данном случае, за 1980-1993 и 1993-2000 гг.), которые отображаются на карте динамики береговых процессов. Средства ArcView позволяют определить тип замещения одних объектов другими при попарном объединении разновременных карт, составленных в едином масштабе, на единой картографической основе и с использованием взаимоувязанной легенды (в данном случае – единой легенды). На данном этапе внимание было уделено изменению площадей открытой воды и суши c целью выделения участков, подверженных трансгрессии моря или дельтовых аккумулятивных процессов. В основу составляемых карт была положена матрица размером 2X2. В качестве объектов на входе матрицы были всего два класса – вода (море) и суша.
    На картах динамики береговой линии способом качественного фона отображено состояние береговой линии за последнюю дату в рассматриваемом периоде, а более насыщенным цветом - изменения трансгрессивного (синий) и регрессивного (оранжеватый) характера. Карты оснащены простой текстовой легендой, отображающей состояние береговой линии за две даты (рис. 1, 2).


    Рис. 1.

    Анализ составленных карт позволил выявить существенные изменения состояния береговой полосы. Карта динамики береговой линии, составленная по снимкам 1980 и 1993 гг. (рис. 1), отображает изменения береговой зоны в период активной морской трансгрессии. За этот период уровень Каспия повысился на 1,75 м. Наиболее активный подъём происходил в начале 80-х гг. и достиг максимума в 1995 г. В целом, можно констатировать усиление абразионной активности на некоторых аккумулятивных формах. В результате повышения уровня моря наблюдается значительное отступление берега, особенно на северо-востоке Акчагыльского залива, в районе прорыва Куринской косы, где берег отступил более чем на 3 км на север. В данном месте и на западной оконечности Куринской косы наблюдается значительное сокращение тростниковых плавней. В западной и северной частях Акчагыльского залива также наблюдается отступление берегов на 1-2 км.


    Рис. 2.

    С 1993 по 2000 гг. уровень Каспийского моря не претерпевал сильных повышений или опусканий, поэтому изменения береговой линии не столь значимы, как за предыдущий период (рис. 2). На побережье Акчагыльского залива отмечено некоторое отступание суши в северо-западной части, связанное с подтоплением низинных участков. В районе Саарской косы наблюдается увеличение площади суши, в основном за счёт увеличения площадей тростника на побережье и мелководье. Обнаружено также сильное разрастание тростниковых плавней вокруг дельты Куры на мелководье. Одной из важнёйших черт данного периода является широкое развитие барово-лагунных комплексов, возникших на поверхностях молодых террас и отчленённых молодыми барами, трансформировавшимися из береговых валов. Такие участки находятся к северу от выступа дельты реки Куры и на западном побережье Акчагыльского залива. Процесс формирования подобных барово-лагунных комплексов, в принципе, характерен для берегов Каспийского моря и является одним из следствий трансгрессивных изменений береговой зоны, как правило, на аккумулятивных берегах.




    Версия для печати