Geomorfometrie - Geomorphometry
Geomorfometrienebo geomorfometrie, je věda kvantitativní povrch země analýza.[1] Shromažďuje různé matematické, statistické a techniky zpracování obrazu, které lze použít ke kvantifikaci morfologických, hydrologických, ekologických a dalších aspektů povrchu země. Běžná synonyma pro geomorfometrii jsou geomorfologická analýza, terénní morfometrie nebo analýza terénu a analýza povrchu země. Geomorfometrie je disciplína založená na výpočetních opatřeních geometrie, topografie a tvar Země obzory a jejich temporální změna.[2]
Jednoduše řečeno, geomorfometrie se zaměřuje na extrakci (pozemních) povrchových parametrů (morfometrických, hydrologických, klimatických atd.) A objektů (povodí, potokové sítě, reliéfy atd.) Pomocí vstupního digitálního modelu zemského povrchu (také známého jako digitální výškový model, DEM) a parametrizační software.[3] Extrahované povrchové parametry a objekty lze poté použít například ke zlepšení mapování a modelování půd, vegetace, využití půdy, geomorfologické a geologický funkce a podobné.
S dnešním rychlým nárůstem zdrojů DEM (a to zejména díky Topografická mise raketoplánu a LIDAR (založené na projektech), těžba parametrů povrchu země se stává stále atraktivnější pro řadu polí od přesné zemědělství, modelování půdy a krajiny, klimatické a hydrologické aplikace v městském plánování, vzdělávání a kosmickém výzkumu. The topografie téměř celé Země bylo dnes vzorkováno nebo skenováno, takže DEM jsou k dispozici v rozlišení 100 m nebo lepším v globálním měřítku. Parametry povrchu země se dnes úspěšně používají jak pro stochastické, tak pro procesní modelování, jediným zbývajícím problémem je úroveň detailů a vertikální přesnost DEM.
Dějiny
Ačkoli geomorfometrie začala myšlenkami Brissona (1808) a Gaussa (1827), pole se do doby, než byla vytvořena první DEM, příliš nevyvíjelo.[4]
Geomorfologie má dlouhou historii jako koncept a oblast studia, přičemž geomorfometrie je jednou z nejstarších příbuzných disciplín.[5] Geomatika je nově vyvinutá subdisciplína a ještě novější je koncept geomorfometrie. Toto bylo vyvinuto teprve nedávno od dostupnosti flexibilnějších a schopnějších geografický informační systém (GIS) balíčky, stejně jako vyšší rozlišení Digitální výškový model (DEM).[6] Jedná se o reakci na vývoj této technologie GIS pro shromažďování a zpracování DEM data (např. dálkový průzkum Země, Program Landsat a fotogrammetrie ).
Techniky
U topografické krajiny vyvstává otázka, kde je prvek, a také to, jak přesně jej lze klasifikovat nebo identifikovat. Geomorfometrie zahrnuje odvození hodnot z dat DEM, která odvozují geomorfologické rysy, například to, zda relativní místní hodnoty popisují vrcholy, průchody, jámy, roviny, kanály a hřebeny. Z důvodu omezení rozlišení, orientace osy a definice objektu odvozené prostorová data mohou dávat smysl se subjektivním pozorováním nebo parametrizace, nebo alternativně zpracovány jako fuzzy data zvládnout různé přispívající chyby kvantitativnější - například jako 70% celková šance na bod představující vrchol hory vzhledem k dostupným údajům, spíše než poučný odhad, jak se vypořádat s nejistotou.[7]
Aplikace
Kvantitativní povrchová analýza prostřednictvím geomorfometrie poskytuje nástroje pro vědce a manažery, kteří se zajímají o správu půdy.[8] Oblasti použití zahrnují:
- Krajinná ekologie
- Prediktivní modelování vegetace (viz vědecké modelování a vegetace )
- Odvodnění odvodňovacích sítí (viz vědecké modelování, hydrologie, hydroinformatika a hydrologie povrchových vod )
- Identifikace pozemkové formy (viz topografie)
Geomorfometrikáři
Jako relativně nová a neznámá větev GIS má téma geomorfometrie málo „slavných“ průkopnických postav, jako je tomu v jiných oborech, jako je hydrologie (Robert Horton ) nebo geomorfologie (G. K. Gilbert[9]). V minulosti byla geomorfometrie používána v celé řadě studií (včetně některých významných geomorfologických prací akademiků, jako jsou Evans, Leopold a Wolman), ale teprve nedávno ji praktici GIS začali integrovat do své práce.[10][11] Vědci jako Andy Turner a Joseph Wood jej však stále častěji používají.
Mezinárodní organizace
Velké instituce stále více vyvíjejí geomorfometrické aplikace založené na GIS, jedním příkladem je vytvoření a Jáva -na základě softwarový balíček pro geomorfometrii ve spojení s University of Leeds.
Výcvik
Akademické instituce stále více věnují více zdrojů na geomorfometrickou přípravu a konkrétní kurzy, i když v současnosti jsou stále omezeny na několik univerzit a výcvikových středisek. Mezi nejdostupnější v současnosti patří online knihovna geomorfometrických zdrojů ve spojení s University of Leeds a přednášky a praktiky dodávané jako součást širších modulů GIS, nejkomplexnější v současnosti nabízené na University of British Columbia (pod dohledem Briana Klinkenberga) a v Dalhousie University.
Software pro geomorfometrii / geomorfometrii
Následující počítačový software má specializované moduly nebo rozšíření pro analýzu terénu (uvedené v abecedním pořadí):
- ANUDEM
- ArcGIS (Rozšíření Spatial Analyst)
- GRASS GIS (r.param.scale, r.slope.aspect atd.)
- ILWIS
- LandSerf
- SAGA GIS (Moduly pro analýzu terénu)
- Nástroje pro geoprostorovou analýzu Whitebox (Terénní analýza, LiDAR analýza, hydrologické nástroje a Stream Network Analysis moduly)
Disciplíny Geomorfometrické kryty
- Digitální výškový model
- Zeměpis
- Geomatika
- Geometrie
- Geomorfologie
- Landforms
- Program Landsat
- Fotogrammetrie
- Dálkový průzkum Země
- Vědecké modelování
- Topografie
Viz také
Reference
- ^ Pike, R.J .; Evans, I.S .; Hengl, T. (2009). „Geomorphometry: A Brief Guide“ (PDF). geomorphometry.org. Vývoj v oboru půdy, Elsevier B.V.. Citováno 2. září 2014.
- ^ Turner, A. (2006) Geomorfometrie: nápady pro generování a použití. CCG Working Paper, verze 0.3.1 [online] Centrum pro výpočetní geografii, University of Leeds, UK; [1] Přístupné 7. května 2007
- ^ Evans, Ian S. (15. ledna 2012). „Geomorfometrie a mapování reliéfu: Co je to reliéf?“. Geomorfologie. Elsevier. 137 (1): 94–106. doi:10.1016 / j.geomorph.2010.09.029.
- ^ Miller, C.L. a Laflamme, R.A. (1958): Teorie a aplikace modelu digitálního terénu. Laboratoř fotogrammetrie MIT
- ^ Schmidt, J. & Andrew, R. (2005) Multi-scale landform characterization. Plocha, 37,3; pp341–350.
- ^ Turner, A. (2007). „Přednáška 7: Analýza terénu 3; geomatika, geomorfometrie“. School of Geography, University of Leeds, UK. Archivovány od originál dne 2005-01-23. Citováno 2007-05-27. Přístupné 7. května 2007
- ^ Fisher, P, Wood, J. & Cheng, T. (2004) Kde je Helvellyn? Nejasnost vícerozměrné morfometrie krajiny. Transakce Institute of British Geographers, 29; 106–128
- ^ Albani, M., Klinkenberg, B. Anderson, D. W. & Kimmins, J. P. (2004) Volba velikosti okna při přibližování topografických povrchů z Digital Elevation Models. International Journal of Geographical Information Science, 18 (6); pp577–593
- ^ Bierman, Paul R. a David R. Montgomery. Klíčové pojmy v geomorfologii. Macmillan Higher Education, 2014.
- ^ Chorley, R.J. 1972. Prostorová analýza v geomorfologii. Methuen and Co Ltd, UK
- ^ Klimánek, M. 2006. Optimalizace digitálního modelu terénu pro jeho aplikaci v lesnictví, Journal of Forest Science, 52 (5); 233–241.
Další čtení
- Mark, D.M. (1975) Geomorfometrické parametry: přehled a hodnocení Geografické Annals, 57, (1); str. 165–177
- Miller, C.L. a Laflamme, R.A. (1958): Teorie a aplikace modelu digitálního terénu. Laboratoř fotogrammetrie MIT.
- Pike, R. J .. Geomorfometrie - pokrok, praxe a vyhlídky. Zeitschrift für Geomorphologie Supplementband 101 (1995): 221-238.
- Pike, R.J., Evans, I., Hengl, T., 2008. Geomorfometrie: Stručný průvodce. V: Geomorfometrie - koncepty, software, aplikace, Hengl, T. a Hannes I. Reuter (eds.), Series Developments in Soil Science sv. 33, Elsevier, s. 3-33, ISBN 978-0-12-374345-9
- Hengl, Tomislav; Reuter, Hannes I., eds. (2009). Geomorfometrie: koncepty, software, aplikace. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-12-374345-9.
externí odkazy
- www.geomorphometry.org - nekomerční sdružení výzkumníků a odborníků.
- Rozsáhlý přehled bibliografie geomorfometrické literatury od Richarda J. Pikea (zpráva 02-465)
- [2] - University of Leeds - škola geografie, domovská stránka geomorfometrie
- [3][mrtvý odkaz ] - příklad výstupu geomorfometrie vyvinutého na univerzitě v Leedsu s parametry založenými na zpracování a rozlišení
- [4] - University of British Columbia - katedra geografie
- [5] - Dalhousie University - modul geomorfologie a vývoje krajiny