Введение
Внедрение геоинформационных технологий, использование цифровых картографических материалов и ЦМР значительно упрощает и повышает точность расчетов гидрографических характеристик, а также существенно расширяет возможности использования картографической информации.
Использование данных цифровой модели рельефа для определения гидрографических характеристик реки является актуальной темой, поскольку, зная характеристики реки, можно эти данные использовать для прогнозирования затопляемых территорий при обильных осадках или весенних половодий.
Цель данной курсовой работы:
– расширение и закрепление теоретических и практических знаний, умений и навыков обучаемого, полученных в процессе практического обучения по дисциплине Информационные технологии в сфере безопасности;
– приобретение навыков самостоятельной работы с различными источниками и видами данных.
Объект исследования – Река Оскол.
Задача: определить гидрографические характеристики синтетической речной сети и водосборного бассейна реки Оскол.
Глава 1. Теоретическая часть
Физико-географическое положение реки Оскол
Оскол — Длина реки — 472 км, площадь её водосборного бассейна — 14 800 км². Исток реки расположен 51°36′ с.ш. 37°13′ в. д. в Тимском районе Курской области. Ширина русла в основном колеблется от 10 до 40 метров, иногда достигая 300 метров. Дно русла неровное с колебанием глубины от 0,4 метра на перекатах до 10 метров на плёсах. Скорость течения небольшая около 0,2 м/с, иногда на перекатах до 1,2 м/с. Расход воды в 10 км от устья составляет 43,1 м³/с. Река Оскол впадает в р. Северский Донец в 580 км от его устья. Уклон реки 0,29 м/км. Питание преимущественно снеговое. Половодье с конца марта до середины апреля. Замерзает в начале декабря, вскрывается в марте. Средняя толщина льда 0,45 м.
Рис 1. – река Оскол
Климат Курской области умеренно континентальный, с умеренно холодной зимой и теплым летом. Континентальность усиливается с запада на восток.
Территория области за год получает солнечной энергии 89 ккал на 1 см² поверхности, а с учётом отражения — 36 ккал/см². Продолжительность солнечного сияния в год составляет около 1780 часов (45 % летом, и около 55 % зимой) крайний юго-восток области, особенно весной пересекает ось Воейкова оказывающая не большое влияние на климат на этих районов области. Для области характерна пасмурная погода, общее число пасмурных дней в год составляет около 60 %, облачных и ясных — по 20 %. Развитию большой облачности способствует относительно высокая влажность воздуха и частые циклоны.
Среднегодовая температура воздуха по области колеблется от +5,9°С (на севере) до +7,1°С (на юго-западе). Период со среднесуточной температурой воздуха выше 0°С продолжается 230—245 дней, с температурой выше + 5°С — 185—200 дней, выше + 10°С — 140—150 дней, выше +15°С — 100—115 дней. Длительность безморозного периода — 145—165 дней. Летом среднесуточная температура воздуха, как правило, держится в пределах + 20°С, зимой — от 0°С до минус 5°С. Абсолютный максимум температуры воздуха достигает + 41°С, абсолютный минимум — минус 40°С.
Средняя продолжительность отдельных сезонов года: зима длится около 125, весна — 60, лето — 115, осень — 65 дней.
Для области характерна неоднородность в распределении атмосферных осадков. В северо-западных районах выпадает от 550 до 640 мм осадков в год, на остальной территории — от 475 до 550 мм в год. На тёплый период (апрель-октябрь) приходится 65—70 % годовой суммы осадков.
Постоянный снежный покров устанавливается во второй декаде декабря, в начале марта начинается снеготаяние, длящееся около 20 дней (Кабанова и др., 1997). Высота снежного покрова колеблется от 15 до 30 см (максимум 50 см), а сам покров лежит в среднем 2-2,5 месяца.
Практическое применение гидрологического анализа в ГИС.
Гидрологические исследования сложно представить без использования картографических материалов для комплексного изучения водных ресурсов и их пространственно-временного распределения. Для определения основных гидрографических характеристик рек и их бассейнов, морфометрических характеристик озер и водохранилищ, визуальной оценки территории используются топографические и тематические карты разных масштабов. Геоинформационные системы нашли применение в гидрологии, поскольку большинство гидрологических задач носят ярко выраженный пространственный характер.
Инструменты гидрологического моделирования в наборе инструментов дополнительного модуля SpatialAnalyst предоставляют методы для описания физических компонентов поверхности. Гидрологические инструменты позволяют идентифицировать приемники, определять направление потока, вычислять суммарный сток, разграничивать водоразделы и создавать сети водотоков.
Используя растр высоты или цифровую модель рельефа в качестве входных данных, возможно автоматически определить дренажную систему и выявить количество характеристик системы.
В настоящее время средствами ГИС-технологий решается несколько классов гидрологических задач:
1) создание и ведение гидрологических баз данных;
2) определение и уточнение гидрологических и гидрографических характеристик рек и их бассейнов;
3) цифровое картографическое моделирование для расчета гидрографических и гидрологических показателей;
4) гидрологический анализ.