Двумерная земная поверхность в трехмерном пространстве

Классификации элементов, форм и типов рельефа

Грабен Ламберта (Антарктида): радарное изображение и схема структурных линий подледно-подводной поверхности

Грабен Ламберта (Антарктида): карта подледных и подводных долин и карта элементарных поверхностей (аналитическая

Космический снимок и ЦМП на его основе, вулканы Горелый и Мутновский, Камчатка, горизонтали через 50 м

Пример геоморфологического профилирования по данным ЦМП ArcticDEM, юго-восточный берег Онежского озера

44.54M

Категория:

География

Похожие презентации:

Геоморфология. Общие вопросы, часть II

Геоморфология. Примеры и задачи

Геоморфология как наука. Эндогенные и экзогенные процессы рельефообразования. Лекция 1

Рельеф Земли

Генетические классификации форм рельефа русских геоморфологов ХХ века

Геоморфология - наука о рельефе

Геология и геоморфология

Общие сведения о геоморфологии и четвертичной геологии

Геоморфология

Геоморфология: общие вопросы, часть I

1. Геоморфология

Общие вопросы, часть I

2. Учебники

МГУ
СПбГУ

3.

И.С. Щукин
«Общая геоморфология»
в 3-х томах: 1960, 1964,
1974 наиболее полный
учебник по вопросам
экзогенной
геоморфологии
• План курса:
• Общие вопросы геоморфологии
• Некоторые экзогенные рельефообразующие процессы и рельеф
• Некоторые эндогенные рельефообразующие процессы и рельеф

4. Геоморфология и рельеф

• Геоморфология – наука о рельефе (краткое определение).
• Геоморфология - наука о строении, происхождении и развитии
рельефа твердой земной поверхности.
• Однако в последнее время геоморфология расширяет поле своей
деятельности, включая в него рельеф других небесных тел и некоторых
других поверхностей (например, подледной) нашей планеты.
• Предмет геоморфологии: рельеф.
• Рельеф – совокупность неровностей твердой земной поверхности (или
твердой поверхности других небесных тел).
• Рельеф естественного и искусственного происхождения (рельефоиды).

5. Рельеф как пограничное образование

• Рельеф есть совокупный результат действия процессов, протекающих в
геологической среде (эндогенных) и в географической оболочке
(экзогенных).
• Поэтому он изучается в рамках как геологических, так и
географических дисциплин.
• В рамках расширенной геоморфологии говорят также о других
«рельефах»: погребенных поверхностей, геологических разделов,
геофизических полей.
• Два подхода к изучению рельефа:
• Трехмерный = генетический = физический (поверхность + геологическое
содержание)
• Двумерный = геометрический (только поверхность)

6.

Трёхмерный подход
рассматривает рельеф во
взаимосвязи с его
геологическим
содержанием

7.

Двумерный подход рассматривает
прежде всего морфологию рельефа
Двумерный
подход
используется как
на плоскости
(карта), так и в
трехмерном
пространстве (3Dмодель)

8. Двумерная земная поверхность в трехмерном пространстве

9. Отрасли геоморфологии

Общая
геоморфология
Прикладные
геоморфологические
отрасли
Поисковая
Климатическая
геоморфология –
экзогенная
(флювиальная,
гляциальная и др.)
Палеогеоморфология
как часть
палеогеографии
Инженерная и
динамическая
Экологическая
Рекреационная
Агрогеоморфология
Городская и др.
Структурная
геоморфология эндогенная

10. Прикладные отрасли

• Поисковая геоморфология участвует в разведке месторождений ПИ (углеводороды, рудные
коренные и россыпные, нерудные)
• Инженерная и динамическая геоморфология – оценка и прогноз условий для строительства,
обычно в комплексе с геологической оценкой; понятие геоморфологического риска с точки
зрения потенциальной активизации опасных процессов (например, динамика склонов,
берегов, мерзлоты и др.)
• Экологическая геоморфология изучает вклад рельефа в формирование геоэкологической
обстановки, например, с точки зрения миграции загрязнений, и биоценозов
• Агрогеоморфология рассматривает рельеф как важный фактор эволюции и плодородия
почв
• Рекреационная геоморфология – оценка рекреационного потенциала природных и
искусственных ландшафтов с резко выраженным рельефом: подавляющее большинство
геопарков зиждется на уникальном рельефе
• Городская геоморфология изучает взаимосвязь рельефа и рельефоидов (в т.ч. подземных субрельеф) с человеческой деятельностью в пределах городских агломераций
• Основной инструмент во всех этих отраслях: геоморфологический анализ, то есть оценка
чего-либо через призму рельефа

11. История

• С древних времен рельеф – среда обитания и барьеры для
человеческих сообществ
• В дальнейшем в связи с освоением ойкумены описания рельефа
разной степени детальности; в России - освоение Сибири и Дальнего
Востока в XVII-XIX вв.
• Во второй половине XIX в. геоморфология выделилась как
самостоятельная дисциплина из общей геологии и физической
географии
• Фердинанд фон Рихтгофен (Германия) – основоположник
геоморфологии как науки
• Уильям Моррис Дэвис (США), Альбрехт и Вальтер Пенки (Германия) –
первые крупные разработки

12.

• В России: Петр Петрович Семенов-Тян-Шанский, Петр Алексеевич
Кропоткин, Василий Васильевич Докучаев, Иван Дементьевич Черский
и др. географы
• 1914 г. – первое упоминание термина «геоморфология» в русской
литературе – Владимир Дмитриевич Ласкарев
• 1918 г. – первая кафедра геоморфологии в составе Географического
института (Петроград)
• 1932 г. – первый учебник геоморфологии – Яков Самойлович
Эдельштейн
• Ведущие отечественные геоморфологи: Константин Константинович
Марков, Иван Петрович Герасимов, Иван Семенович Щукин, Юрий
Александрович Мещеряков, Сергей Сергеевич Шульц, Георгий
Иванович Рычагов, Александр Николаевич Ласточкин и др.

13. Организации

• EGU – European Geosciences Union https://www.egu.eu/
• AGU – American Geophysical Union https://www.agu.org/
• IAG – International Association of Geomorphologists
http://www.geomorph.org/
• Geomorphology - https://www.journals.elsevier.com/geomorphology
• Геоморфология - https://geomorphology.igras.ru/jour
• Геоморфологическая комиссия РАН - http://igras.ru/246
• Кафедры геоморфологии в университетах

14. Из чего состоит рельеф

• Геодезия: земная поверхность
непрерывна (поле высот)
• Геоморфология: земная поверхность
дискретна
• Она разделяется на:
• Элементы → формы → типы рельефа
• А также на геоморфологические системы,
геоморфологические регионы (районы) и
геоморфологические комплексы
Геометрический пейзаж – пример
художественной дискретизации земной
поверхности

15. Классификации элементов, форм и типов рельефа

Элементы:
• точечные
• линейные
• площадные
Типы:
• генетические
• морфологические
• морфогенетические
Формы по масштабу:
• планетарные
• мегаформы
• макроформы
• мезоформы
• микроформы
• наноформы
Другие классификации форм:
• простые/сложные
• положительные/отрицательные
• аккумулятивные/денудационные
• замкнутые/открытые

16. Элементы рельефа

• Элементаризация (дискретизация) рельефа осуществляется на основе анализа четырех
геоморфологических функций:
• Абсолютная высота/глубина
• Уклон
• Вертикальная кривизна
• Горизонтальная кривизна
• В результате этого анализа исходная топографическая карта сначала преобразуется в
схему структурных линий (= линейные элементы = ребра рельефа)
• Их пересечения и сочленения дают характерные точки (= точечные элементы = вершины
рельефа) и элементарные поверхности (= площадные элементы = грани рельефа), для
которых линии и точки являются границами
• Важнейшей особенностью элементарных поверхностей является их вертикальная и
горизонтальная кривизна, что отличает обычно «кривой» рельеф от обычно «прямых»
кристаллов
• В итоге получается аналитическая геоморфологическая модель, представляющая земную
поверхность в виде набора линейных, точечных и площадных элементов рельефа
• По главным структурным линиям – гребневым и килевым, задающим основные
направления рельефа – строятся также структурные сети, рисунки которых характеризуют
горизонтальную кривизну изучаемого рельефа

17.

Кривизна рельефа
Чаще всего рельеф имеет
одновременно оба вида кривизны
Вертикальная кривизна и ее
динамическая интерпретация
Кривизна обратно пропорциональна
радиусу кривизны
Горизонтальная кривизна и ее
динамическая интерпретация

18.

19. 20. Примеры схем структурных линий

Эрозионный рельеф и трассирующие его
структурные линии на континентальном склоне
Черного моря

21. Грабен Ламберта (Антарктида): радарное изображение и схема структурных линий подледно-подводной поверхности

Грабен
Ламберта
(Антарктида):
радарное
изображение
и схема
структурных
линий
подледноподводной
поверхности

22. Грабен Ламберта (Антарктида): карта подледных и подводных долин и карта элементарных поверхностей (аналитическая

геоморфологическая карта

23.

Структурные
сети,
отражающие
горизонтальную
кривизну
антарктического
субгляциального
рельефа

24. Формы рельефа

• Планетарные – выступы материков, впадины океанов и срединно-океанические
хребты (СОХ) – тысячи километров
• Мегаформы – крупные равнины и горные страны на материках, котловины и
крупные возвышенности океанического ложа (Восточно-Европейская равнина,
Кавказ, Ангольская котловина, хребет Ломоносова) – сотни километров до первых
тысяч
• Макроформы – крупные составляющие (отдельные хребты и долины, равнины как
часть более крупных равнин) мегаформ – Приневская низина, Алазанская долина,
Сунженский хребет, большинство речных долин, океанические осадочные хребты;
десятки-первые сотни километров
• Мезоформы – осложняющие для более крупных форм – моренные холмы и гряды,
озы и камы, крупные овраги, атоллы, аласы; сотни метров-километры
• Микроформы – карстовые воронки и блюдца, эрозионные рытвины, большинство
дюн и бугров пучения, кекуры; десятки метров
• Наноформы - самые мелкие неровности: знаки ветровой и волновой ряби,
кротовины и сурчины, болотные кочки; сантиметры-десятки сантиметров до первых
метров

25.

Разновидности форм
• Большой вулкан (Мутновский) –
сложная положительная
аккумулятивная форма
• Две кальдеры – сложные
отрицательные денудационные формы
• Новый конус – сложная положительная
аккумулятивная форма
• Два кратера (в кальдере и на новом
конусе) – простые отрицательные
денудационные формы
• Два кальдерных ледника – простые (в
данном масштабе) положительные
аккумулятивные формы

26.

Крупная открытая форма (речная
долина), разделяющая замкнутые
(возвышенности)
Замкнутые формы (горные массивы),
между ними – открытая (речная долина)

27. Типы рельефа

Эрозионный бедленд
Типы рельефа
• Генетический – совокупность форм с
общим происхождением
• Морфологический – совокупность форм с
общим обликом
• Морфогенетический – совокупность форм
с общим происхождением и
соответствующим определенным
набором форм
• Хрономорфогенетический – с
добавлением данных о возрасте рельефа
Грядовый рельеф ярдангов –
эоловая корразия + дефляция

28. Методы, масштабы, модели

• Методы изучения рельефа:
• Полевые: наблюдения и измерения на
местности
• Дистанционные: аэро- и космическая съемка в
видимом и других диапазонах
электромагнитного спектра
• Косвенные: анализ и геоморфологическая
интерпретация, в том числе с помощью ИИ,
геологических, геодезических, батиметрических
и других данных
• Моделирование: статические и динамические
модели рельефа и рельефообразования
• Масштабы исследования:
• Локальные
• Региональные
• Глобальный
«Сухая» модель участка Волги в районе Самары
• Модели рельефа:
• Описание
• Профиль
• Макет
• Карта
• Цифровая модель
• Экспериментальная модель

29. Цифровые модели

• Цифровые модели – современный способ представления рельефа, позволяющий наглядно показывать
рельеф и проводить с ним различные количественные операции (морфометрию) в ГИС
• Цифровые модели могут создаваться разными способами: геодезическая съемка, лидарная съемка (LIDAR –
Light Detection and Ranging, лазерная локация), стереофотограмметрия (на базе стереопар космических или
аэрофотоснимков), оцифровка карт

30. Космический снимок и ЦМП на его основе, вулканы Горелый и Мутновский, Камчатка, горизонтали через 50 м

31. ЦМР и ЦМП

• Цифровая модель рельефа (ЦМР)
отличается от цифровой модели
поверхности (ЦМП)
• ЦМП включает в себя поверхности
растительности и строений
• В англоязычной терминологии ЦМР = DTM
(Digital Terrain Model), а ЦМП = DSM (Digital
Surface Model)
• Кроме того, часто используется
аббревиатура DEM (Digital Elevation Model)
в значении DEM = DTM+DSM
• На цифровых моделях с разрешением
более 20 м разница между ЦМР и ЦМП
обычно несущественна
• Вычитание ЦМР из ЦМП производится
инструментами ГИС
https://www.jouav.com/blog/elevation-models-dem-dsm-dtm.html

32. Сравнение ЦМР с разрешением 1 м и 30 м

33.

ArcticDEM
Из числа ЦМП высокого разрешения в
открытом доступе для нашей страны
сейчас актуальна ArcticDEM 2m,
охватывающая территории к северу от
60° с.ш.
https://portal.opentopography.org/arcticDem?opentopoID=OT
SDEM.112018.3413.1

34. Пример геоморфологического профилирования по данным ЦМП ArcticDEM, юго-восточный берег Онежского озера

35.

Пример изучения
«черных
курильщиков»
СрединноАтлантического хребта
на основании ЦМР по
батиметрическим
данным

36.

Пример изучения
береговых линий
древнего
марсианского
океана на
основании ЦМР по
данным MOLA (Mars
Orbiter Laser
Altimeter) –
составлено Т.Т.
Филипповым (2024)

37. Геоморфологические карты и схемы

• Элементы – аналитические и
морфометрические карты
• Формы – орографические карты и схемы
• Типы – морфогенетические карты
• Другие геоморфологические карты
Геоморфологическая схема Москвы: 1 – пойма; 2-4 террасы: 2 – первая надпойменная, 3 – вторая
надпойменная, 4 – третья надпойменная; 5 –
моренная равнина; 6 – флювиогляциальная равнина;
7 – оползневые склоны