Порядок потоковой передачи

Порядок ручьев или водоемов - это положительное целое число, используемое в геоморфологии и гидрологии для обозначения уровня разветвления в речной системе .

Существуют различные подходы ^[1] к топологическому упорядочению рек или участков рек в зависимости от их расстояния от истока («сверху вниз» ^[2] ) или от места слияния (точки слияния двух рек) или устья реки (« снизу вверх » ^[3] ), а также их иерархическое положение в речной системе. В качестве терминологии, как правило, используются слова «ручей» и «ветвь», а не «река».

Классический порядок потоковой передачи [ править ]

Классический порядок потоковой передачи

Классический порядок потока , называемый также Hack в порядке потока или порядком потока Gravelius' , является „снизу вверх“ иерархией , которая выделяет число „1“ к реке с ее устьем на море ( главный стебель ). Его притокам на единицу больше, чем у реки или ручья, в который они впадают. Так, например, всем непосредственным притокам главного ствола присваивается цифра «2». Притоки, впадающие в «2», получают номер «3» и так далее. ^[4]

Такой порядок потоков указывает на место реки в сети. Подходит для общих картографическихцелей, но может создавать проблемы, потому что при каждом слиянии необходимо принимать решение о том, какая из двух ветвей является продолжением основного канала, и имеет ли основной канал свой исток в месте слияния двух других меньших потоков. Поток первого порядка - это тот, который при каждом слиянии имеет наибольший объемный поток, обычно отражающий давние названия рек. С этой системой распределения потоков были связаны поиски географов XIX века по поиску «истинного» истока реки. В ходе этой работы обсуждались и другие критерии, позволяющие определить основной поток. Помимо измерения длины рек (расстояния от самого дальнего истока до устья) и размера различных водосборов, географы искали ручей, который хотя бы отклонился от фактического слияния, а также принял во внимание последовательные названия рек и их притоков, таких как Рейн и Ааре или Эльба и Влтава .

Порядок потока Strahler [ править ]

Порядок потока Strahler

Согласно системе «сверху вниз», разработанной Штралером , реки первого порядка являются самыми удаленными притоками. Если два потока одного порядка сливаются, результирующему потоку присваивается номер, который на единицу больше. Если две реки с разными порядками потоков сливаются, результирующему потоку дается большее из двух чисел. ^{[5] [6]}

Заказ Strahler предназначен для отражения морфологии в виде водосбора и формирует основу важных гидрографических показателей его структуры, такие как его отношение бифуркаций, дренажная плотность и частота. Его основа - линия водораздела водосбора. Однако это зависит от масштаба. Чем больше масштаб карты , тем больше порядков потока может быть обнаружено. Общая нижняя граница для определения «ручья» может быть установлена ​​путем определения его ширины в устье или, со ссылкой на карту, путем ограничения его протяженности. Сама система также применима для других небольших сооружений за пределами гидрологии.

Порядок ручья Шрива [ править ]

В системе Шрива самым удаленным притокам также присвоен номер «1». В отличие от метода Strahler, при слиянии два числа складываются вместе. ^[7]

Порядок водотока Шрива предпочтителен в гидродинамике : он суммирует количество источников в каждом водосборе выше манометра или оттока и приблизительно коррелирует с объемами сброса и уровнями загрязнения. Как и метод Strahler, он зависит от точности включенных источников, но в меньшей степени зависит от масштаба карты. Его можно сделать относительно независимым от масштаба с помощью подходящей нормализации, и тогда он будет в значительной степени независимым от точного знания верхнего и нижнего слоев области. ^[7]

Порядок хортоновских и топологических потоков [ править ]

Другие системы включают в себя порядок Horton потока, ранние сверху вниз систем , разработанного Роберт Е. Horton , ^[8] и топологической систему заказа потока, который является «снизу вверх» система, и где число увеличивается поток заказов на единице при каждом слияние. ^[4]

Сравнение классического порядка потоков с методами Хортона и Стрелера [ править ]

Классическим или топологическим системам упорядочения присваивается безразмерный числовой порядок «единица», начиная с устья ручья, которое является его самой низкой точкой возвышения. Затем порядок векторов увеличивается по мере того, как он прослеживается вверх по течению и сходится с другими меньшими потоками, что приводит к корреляции чисел более высокого порядка с более высокогорными истоками.

Хортон предложил установить этот порядок в обратном порядке. В отчете об исследовании 1947 года Хортона был установлен метод упорядочения потоков, основанный на векторной геометрии. В 1952 году Артур Стралер предложил модификацию метода Хортона. Оба метода - Хортона и Стралера - установили назначение самого низкого порядка, номер 1, начиная с верховья реки, которое является самой высокой точкой возвышения. Классическое присвоение порядковых номеров коррелирует с высотой и возвышением и трассировкой вверх по течению, но методы упорядочивания потоков Хортона и Стрелера коррелируют с гравитационным потоком и трассировкой вниз по течению.

Методы упорядочивания потоков как Хортона, так и Стрелера основаны на принципах векторной точечной геометрии. Правила Хортона и Стрелера составляют основу алгоритмов программирования, которые интерпретируют данные карты в соответствии с запросами географических информационных систем .

Использование [ править ]

Классическое использование порядка потоков - это общая гидрологическая картография. Системы порядка водотоков также важны для систематического картирования речной системы, позволяя четко маркировать и упорядочивать водотоки.

Методы Strahler и Shreve особенно ценны для моделирования и морфометрического анализа речных систем, поскольку они определяют каждый участок реки. Это позволяет разделить сеть на каждом датчике или выходе на режимы вверх и вниз по потоку, а также классифицировать эти точки. Эти системы также используются в качестве основы для моделирования водного баланса с использованием моделей накопления или временных моделей, моделей выпадения и оттока и т.п.

В науках о Земле на основе ГИС эти две модели используются, потому что они показывают графическую протяженность речного объекта.

Исследовательская деятельность после отчета Штралера 1952 года была сосредоточена на решении некоторых проблем при преобразовании двухмерных карт в трехмерные векторные модели. Одна из проблем заключалась в преобразовании растровых пиксельных изображений потоков в векторный формат. Другая проблема заключалась в том, что корректировка масштабирования карты при использовании ГИС может изменить классификацию потока на фактор или на один или два порядка. В зависимости от масштаба карты ГИС некоторые мелкие детали древовидной структуры речной системы могут быть потеряны.

Исследовательские усилия частного сектора, университетов и федеральных правительственных агентств, таких как EPA и USGS , объединили ресурсы и сосредоточили внимание на изучении этих и других проблем. Основная цель состоит в том, чтобы стандартизировать программное обеспечение и правила программирования, чтобы данные ГИС были стабильно надежными при любом масштабе карты. С этой целью Агентство по охране окружающей среды и Геологическая служба США возглавили усилия по стандартизации, результатом которых стало создание Национальной карты . Оба федеральных агентства, а также ведущие частные компании-разработчики программного обеспечения приняли принципы вектора порядка потоков Хортона и Стрелера в качестве основы для правил логики кодирования, встроенных в стандартизированное программное обеспечение National Map.

См. Также [ править ]

• Номер водного объекта - обзор
• ГИС и гидрология -
• Национальная карта

Ссылки [ править ]

Источники [ править ]

• Drwal, J. Wykształcenie iorganacja sieci hydrograficznej jako podstawa oceny Struktury odpływu na terenach młodoglacjalnych, Rozprawy i monografie, Gdansk, 1982, 130 pp (на польском языке)
• Хак, Дж. Исследования продольных профилей потока в Вирджинии и Мэриленде , Профессиональная газета геологической службы США, 1957, 294-B
• Хортон Р. Э., Эрозионное развитие водотоков и их водосборных бассейнов: гидрофизический подход к количественной морфологии, Бюллетень Геологического общества Америки 56 (3): 275-370, 1945.
• Кошицки, Томас. GIS-basierte, automatische Erfassung natürlicher Fließgewässerhierarchien und ihre Abbildung в Datenbanken, beispielhaft dargestellt am Einzugsgebiet der Salza. Диссертация, Университет Мартина Лютера в Галле-Виттенберге, Галле (Заале), 2004, URN (NBN) urn: nbn: de: gbv: 3-000007179 ( веб-ссылка , сервер архива DNB)
• Шайдеггер А.Е., (1966), Статистическое описание речных сетей. Водный ресурс. Res., 2 (4): 785-790.
• Шрив Р. (1966), Статистический закон чисел потоков, J. Geol., 74, 17–37.
• Штралер А.Н. Динамические основы геоморфологии. В: Бюллетень Геологического общества Америки 63/1952, стр. 923–938.
• Стралер А.Н. Количественный анализ геоморфологии водосборов. Труды Американского геофизического союза. 1957; 38 (6), стр. 913-920.
• Стралер, А.Н. «Количественная геоморфология водосборных бассейнов и русловых сетей». Чоу, В. Т., редактор. Справочник по прикладной гидрологии . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл; 1964; С. 4-39, 4-76.
• Шрив Р. Статистический закон чисел потока. В: Геологический журнал 74/1966.
• Вейшар, Ли Л. Развитие гидрогеоморфологии болот и болотной растительности с участком восстановления водно-болотных угодий фермы соленого сена . Проверено 16 апр 2017.
• Woldenberg, MJ, (1967), География и свойства поверхностей, Гарвардские документы по теоретической географии, 1: 95-189.
• Rivertool - Расширение для ArcView, документация по использованию, Управление прикладной гидрологии ( веб-ссылка , gis-tools.de)

Внешние ссылки [ править ]

• Международный гидрологический словарь (файл pdf; 1,24 МБ)
• «Gewässernetz: Номера для заказа водотоков для цифровой водопроводной сети, серия 1: 25 000, Швейцария» . Hydrologische Grundlagen und Daten - Informationssysteme und Methoden - Gewässernetz - Flussordnungszahlen (на немецком языке). Bundesamt für Umwelt BAFU. 4 апреля 2007 . Проверено 8 марта 2008 года .