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.
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.
