 |
Анализ типов и форм рельефа
|
|
|
|
(6 часов: –15 баллов)
Исходный материал для задания: фрагменты топографической карты, аэрофотоснимки и фотопланы с горизонталями масштаба М 1:10000 и М 1:25000. Стереоскопы. Планиметры, палетки… Методические указания.
Порядок выполнения задания по теме 1:
1. Наложить кальку (10´10 см) на топографическую основу (или аэрофотоснимок). Вычертить рамку карты. Перенести на кальку точки наблюдений (и будущего описания компонентов ландшафтов по заданию преподавателя). Например, ландшафты тундры, тайги, лесостепной, степной и иных зон земного шара.
2. Используя дешифровочные признаки (прямые и косвенные) аэрофотоснимка и топографической основы, вычертить на подготовленной кальке формы и элементы мезорельефа конкретной природной зоны. Например, для зоны тайги – это формы моренного эрозионного и флювиального рельефа. После чего выделяют и переносят на кальку плакоры, а за ними – склоны. При этом обращают внимание на экспозицию (С, Ю, З, В…), протяженность, характер и крутизну склонов. Последний параметр определяют или с использованием шкалы заложений, или расчетным способом (найдя соотношение величин заложения на карте (h) и высоты сечения рельефа (d) на местности: tg a = h/d в одних и тех же единицах измерения). Шкала заложений имеется внизу на топографических картах.
Принадлежность склоновых элементов рельефа к тому или иному генетическому типу идентифицируется по частоте проведения горизонталей, гранулометрическому составу почв и геологическому залеганию пород. Отсутствие растительности свидетельствует о значительной интенсивности эрозионных процессов, а также о воздействии антропогенеза, перевыпасе скота и т.д.
3. Провести типологический анализ выделенных форм и элементов рельефа. Составить легенду к геоморфологической карте (или ее фрагменту). В легенде к карте элементы моренного (или иных типов) рельефа должны быть систематизированы по типам форм и уровням поверхностей, начиная с наиболее высокого (плакоры) и заканчивая эрозионными (а также включая оценку местных базисов эрозии, вертикальную и горизонтальную степень расчлененности рельефа).
|
|
|
4. Выделить и охарактеризовать водосборы: оценить их генетические особенности, функционирование и роль в развитии миграции веществ (поверхностной и внутрипочвенной).
5. Раскрасить и оцифровать выделы элементов и форм рельефа согласно легенде.
6. Провести зарамочное оформление фрагмента составленной карты.
Ввиду дефицита учебного времени предусматривается частичное выполнение работы в форме домашнего задания.
Зачетный материал по теме. На кальке-накладке в цветовом изображении (плакоры – желтым, типы склонов – оттенками коричневого, долины рек и их элементы – террасы, пойма… – оттенками зеленого цвета) отражаются элементы плакоров, склонов и флювиальные формы. Гранулометрический состав почв дается в виде значков.
В зарамочное оформление карты входят: название геоморфологической карты, указание масштаба, легенда типов, форм и элементов мезо- и микрорельефа (они важны для последующей идентификации урочищ и фаций), а также фамилия и инициалы исполнителя и дата сдачи задания.
Обоснование задания и справочный материал
Студенты должны научиться точно распознавать (дешифрировать) на топографической карте (аэрофотоснимках, фотопланах с горизонталями…) генетические типы рельефа, а также их формы и элементы. В этой связи дальше будет кратко изложен справочный и методический материал по рассматриваемой теме 1.
Формы макро- и мезорельефа – природные барьеры и дифференциаторы на поверхности Земли влаги, солнечной радиации (света), тепла и эрозионного материала. К элементам долинного флювиального рельефа относят террасы и поймы постоянных и временных водотоков: суходолов, балок, оврагов, днища вáди, которые являются местными базисами эрозии.
|
|
|
О временнóм цикле развития речных и овражно-балочных эрозионных процессов дают представление глубина, протяженность и характер сопряжения современных днищ оврагов и балок с речными (и озерными) террасами и поймой реки. Если дно балки опирается не на пойму, а на одну из речных террас – это указывает на более древний эрозионный цикл балки по отношению к речной долине и отступлению от террас русла реки. На аэрофотоснимках следует обращать внимание на форму и выраженность конусов выноса в устьях оврагов и балок. Современные геоморфологические (экзогенные) процессы в данном типе рельефа представлены русловой и овражно-балочной эрозией и аккумуляцией. При идентификации на картоснове склоновых элементов рельефа обращают внимание на их принадлежность к разным категориям генезиса и, следовательно, разную специфику формируемых склоновых отложений: обвально-осыпные, делювиально-осыпные, оползневые, делювиально-пролювиальные…
Особенности почвообразующих пород на склонах
Делювиально-осыпные склоны отличаются сочетанием склона (или площадки) сноса мелкозема (частые горизонтали на топокарте) и склона (площадки) его аккумуляции – шлейфа, занимающего обычно сильно выположенную нижнюю треть склона увала, холма… Склоны сноса мелкозема (верхняя треть) имеют уклон 10-20°; здесь профиль почв неполный (укороченный), а к дневной поверхности близко подходят горизонты BC и C. Поверхность почвы в промоинах, а профиль – щебнистый, каменистый. При отмеченных уклонах навесные карнизы из почвообразующих и подстилающих пород не формируются.
Обвально-осыпные склоны образуются при уклоне 20-30°. Для данного типа склонов характерны крупные (и часто повторяющиеся в пространстве) промоины и овраги как результат активной водной эрозии и корразии (механического воздействия на породы перемещаемого эрозионного материала). Склон осыпного сноса, как правило, сложен подстилающими или коренными породами (осадочными CaCO3 или массивно-кристаллическими – граниты…).
|
|
|
На оползневых склонах наблюдаются стенки срыва мелкозема и оползневые массы (почвы и породы), скользящие по более плотному субстрату – глинам или каменистым породам. Оползневой шлейф с поверхности – бугристый и беспорядочно-ступенчатый с локальными выходами грунтовых вод (ключей…).
Плакоры (площади водоразделов) представляют собой выположенные вершины холмов, увалов и моренных гряд, а также останцы – древние поверхности выравнивания локальных горных образований. Дополнительные сведения представлены во 2-м задании.
Анализируемые на картах формы рельефа динамичны во времени, а их генезис тесно связан с тектоническими явлениями, трансгрессиями морей, оледенениями, литологией пород и хозяйственной деятельностью. Поэтому необходимо дополнительно использовать карты четвертичных отложений, геологические и иные фондовые материалы на конкретную территорию.
Дешифрирование аэрофотоснимков и фотопланов
Процесс дешифрирования природных ландшафтов классифицируется по многообразию применяющихся в ландшафтоведении разных его методов, способов и методических вариантов. Например, Богомолов Л.А. (1976) выделяет: полевой, камеральный, комбинированный, аэровизуальный, индикационный, эталонный, ландшафтный (вариант визуального дешифрирования) и иные подходы к дешифрированию (современные компьютерные технологии).
Тенденции к полной автоматизации процесса дешифрирования по аэро- и космическим снимкам, по-видимому, пока преждевременны из-за упрощения и определенного искажения информации фотоснимка. Однако, при решении узко специализированных задач такой подход, безусловно, приемлем (В.Л. Андронников, 1979).
Дешифрирование проводится по определенной системе: во-первых, выявляются и оконтуриваются на снимках территории с однотипным рельефом, растительностью и почвами. Этот этап работы можно определить как контурное ландшафтное дешифрирование. Во-вторых, устанавливается содержание выявленных на снимках компонентов почв, пород и т.д. – этап генетического дешифрирования. Важной (и самостоятельной) частью является экстраполяция результатов с отдельных ключевых участков на близлежащую аналогичную территорию.
|
|
|
Специфика почвы (как дешифрируемого объекта биосферы Земли) определяет сущность анализа фотоматериалов. Он проводится на этапе генетического дешифрирования природных объектов и подразумевает изучение отдельных компонентов природной среды и их связи с почвами. Следовательно, необходимо опираться на всестороннее знание как ландшафта (и почв), так и на межландшафтных взаимодействий – основы процесса дешифрирования. При идентификации мелкомасштабных космических снимков существенно возрастает роль косвенных признаков дешифрирования, усиливаются возможности географического метода (в том числе и ГИС-технологий), учета ландшафтообразующих факторов и антропогенной деятельности.
Целевое дешифрирование почв и компонентов сельскохозяйственных ландшафтов можно заметно улучшить, если иметь сведения об их отражательной способности в определенной зоне спектра и вести съемку в тех узких диапазонах, где спектральные различия почв и растительности (культурной или естественной) максимальны.
Дешифрирование типов и форм рельефа, гидрографии,
растительности, почв
При камеральном дешифрировании аэрофотоматериалов используют стереоскопические приборы и стереопарные снимки. Они позволяют получить стереоскопическое (объемное) изображение рельефа.
Рис. 1. Принцип сопоставительного дешифрирования многозональных снимков (В.Л. Андронников, 1979) - А – зональные снимки (К – красная зона, ИК – ближняя инфракрасная зона), Б – схемы дешифрирования зональных снимков, В – результат сопоставления зональных снимков.
Л – лиственничные леса, С – сосновые леса, Е+Г – еловые леса и гари, А – аласы, П – пески.
Знание взаимосвязей между почвами, типами и формами рельефа позволяет использовать объемное изображение рельефа в качестве четкого косвенного дешифровочного признака пространственного залегания и эволюции почв.
На аэрофотоснимках при их стереоскопировании легко выделяются западины, ложбины, промоины, овраги, балки, холмы, гряды, увалы, террасы, приводораздельные и прибалочные склоны и другие элементы мезо- и микрорельефа. По типам и формам рельефа – в камеральных и полевых условиях – четко диагностируются типы почв и экзогенные процессы.
Овраги изображаются на снимках узкой, четко очерченной зазубренной формой. Из-за разрушения покрова, смыва гумуса и обнажения почвообразующих пород они изображаются ярко-светлым тоном.
|
|
|
Балки имеют вытянутую древовидную форму. Днища и склоны балок покрыты растительностью.
К приовражным и прибалочным склонам, террасам, склонам холмов, увалов и гряд (различной формы, крутизны и протяженности) приурочены участки плоскостного смыва (эродированные почвы).
По характеру рельефа на снимках можно различать песчаные и глинистые (почвообразующие) породы. Песчаные склоны балок, коренных берегов рек, ветроударные перегибы склонов и их бровки имеют на снимках полого-округлую форму светло-серого или почти белого тона. Обрывы, оплывающие с оползнями склоны, характерны для глинистых пород.
Почвенный покров под культурной растительностью и кустарниками в камеральный период дешифрируется плохо. Он должен устанавливаться только при полевых изысканиях.
К недостаткам контактных аэрофотоснимков относится их разная масштабность как в пределах одного снимка (разная масштабность в центре и на периферии снимка из-за неперпендикулярности оптической оси АфА*: поэтому приходится выделять рабочую – центральную – площадь снимка), так и соседних, особенно для смежных маршрутов (изменение высоты полета).
Масштаб снимков часто не соответствует масштабу подготавливаемой ландшафтной и иных карт. Аэрофото снимки не имеют отметок абсолютных высот, на них не указаны названия населенных пунктов, рек, озер, дорог и иная инфраструктура. Вследствие сказанного богатую информацию о ландшафтах и высокое качество аэрофотоснимков приходится дополнять фотопланами с горизонталями и топографической основой, а также планом землепользования.
Пакет аэрофотоснимков на изучаемую территорию сопровождают накидным фотомонтажем (фотосхемой) или его репродукцией. При их отсутствии репродукцию обязательно изготавливают из аэрофотоснимков, обрезанных по полезной (рабочей) площади, совмещенных по границам обреза (и объекта исследований), и наклеенных на плотную бумагу. Монтаж охватывает весь район изысканий, позволяет оперативно подбирать снимки и мобильно работать уже в полевой обстановке при изучении элементарных структур географического ландшафта – фаций и урочищ.
Дополнительные к снимкам картографический материал – фотопланы – являются трансформированными картами. Они привязаны к геодезической сети и имеют координатную сетку. В то же время фотопланы, как и фотосхемы, нельзя стереоскопировать и использовать для дешифрирования рельефа. Кроме того, фотопланы обычно имеют худшее изображение, чем аэрофотоснимки, поскольку являются их дубликатами. Указанные картографические материалы являются документами строгой отчетности, а их хранение и использование регламентируется специальными Положениями.
Изучение комплекса дешифровочных признаков ландшафтов – рельефа, растительности и гидрографии, выявление их взаимосвязей с почвами позволяет в предполевой период уверенно навести контура фаций, урочищ, а также почв, а некоторые из них и индексировать.
Дешифрирование почв и почвенного покрова
Для почвенных контуров нехарактерна та ярко выраженная определенность, как, например, для рельефа, гидрографии и растительности. Вместе с тем, в ряде случаев, размер и форма контуров почв вполне очевидны (переувлажненные пойменные и болотные почвы).
Размер почвенных контуров зависит от масштабасъемки. Установлено, что предельные возможности каждого масштаба определяются разрешающей способностью пленки, спецификой объектива АфА, типа фотобумаги и особенностями человеческого глаза. Минимальные размеры изображения при М 1:10000 – 1 м, М 1:25000 – 2,5 м, при условии, что разрешающая способность снимков в среднем составляет 10-12 лин/мм. Человеческий глаз имеет разрешающую способность 5 лин/мм, поэтому можно пользоваться фотоснимками, увеличенными в 2-4 и более раз – 8-10.
Форма природных почвенных контуров воспринимается легче и дешифрируется уверенней с увеличением длины периметра контура и повышением контраста между контуром и фоном.
На аэрофотоснимках видны размеры контуров слабо эродированных и особенно средне- и сильноэродированных почв. Форма контуров почв вытянута вдоль оврагов и склонов. Часто различима пятнистость и струйчатость при разной тональности рисунка.
Пестрота (структура) фотоизображения обычно обусловлена комплексным характером почвенного покрова, дающим на снимках мелкую пятнистость, а также припахиванием подзолистого горизонта (при небольшой мощности гумусового слоя), вызывающем на снимке мелкую прерывистую полосчатость; почвенными сочетаниями (или комбинациями почв), компоненты которых отображаются на аэрофотоснимках в виде крупной пятнистости или полосчатости (например, полугидроморфные почвы на фоне автоморфных выглядят более темными); эрозией, которая на снимках приурочена к верхней трети и середине покатых и крутых склонов гряд, увалов и холмов моренного рельефа и изображаемой в виде полос неправильной формы.
Успешное камеральное дешифрирование аэрофотоснимков неразрывно связано с оценкой дешифровочных признаков почв.
|
|
|
