Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

147 страниц

Купить СТО ГГИ 52.08.40-2017 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Предназначен для использования в ФГБУ "ГГИ", а также в других организациях и учреждениях Росгидромета. Стандарт может использоваться для определения морфометрических характеристик водных объектов в инженерно-гидрологических расчетах согласно СП 33-101, для пополнения и уточнения данных государственного водного реестра Российской Федерации, для мониторинга водных объектов, определения водоохранных зон, а также других целей в области освоения и защиты водных ресурсов. Стандарт может быть полезен для специалистов водохозяйственного комплекса, изыскательских, научно-исследовательских и проектных учреждений при разработке гидрологического обоснования проектных работ.

 Скачать PDF

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины, определения и сокращения

4 Общие положения

     4.1 Классификация морфометрических и морфологических характеристик

     4.2 Обновление морфометрических характеристик

5 Топографическая основа

     5.1 Картографические материалы

     5.1.1 Основные требования к картографическим материалам

     5.1.2 Характеристика основных картографических материалов

     5.1.3 Номенклатура цифровых карт

     5.1.4 Содержание топографических карт

     5.1.5 Выбор масштаба карт

     5.2 Космические снимки

     5.2.1 Характеристика космических снимков

     5.2.2 Космические снимки Российской Федерации

     5.3 Цифровые модели местности

     5.4 Подбор и приобретение карт и космических снимков

6 Установление местоположения и границ водных объектов

     6.1 Установление местоположения и границ водных объектов по картам

     6.2 Дешифрирование водных объектов по космическим снимкам

7 Основные принципы определения морфометрических характеристик водных объектов

     7.1 Определение морфометрических характеристик водотоков

     7.2 Определение морфометрических характеристик водосборов

     7.3 Определение морфометрических характеристик водоемов

     7.4 Определение морфологических характеристик водосборов

8 Рекомендации по определению морфометрических характеристик водных объектов суши с использованием ГИС-технологии

     8.1 Подготовка топографической основы к картометрическим работам

     8.2 Измерения средствами программы ArcGis

     8.2.1 Работа с цифровыми картами

     8.2.2 Работа с космическими снимками

     8.2.3 Инструменты приложения 3В Analyst

     8.2.4 Инструменты приложения Spatial Analyst

     8.3 Измерения средствами программы AutoCAD

Приложение А (рекомендуемое) Примеры

     А. 1 Определение морфометрических характеристик водохранилища с использованием программы ArcGis

     А.2 Определение морфометрических характеристик реки с использованием программы AutoCAD

Библиография

 
Дата введения01.09.2017
Добавлен в базу01.01.2019
Актуализация01.02.2020

Этот документ находится в:

Организации:

30.06.2017УтвержденФГБУ ГГИ19
РазработанФГБУ ГГИ
ИзданООО РПЦ Офорт2017 г.
Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

СТО ГГИ 52.08.40-2017

Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный гидрологический институт»

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ СУШИ И ИХ ВОДОСБОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПО ЦИФРОВЫМ КАРТАМ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И СПУТНИКОВЫМ СНИМКАМ

Санкт-Петербург ООО "РПЦ Офорт" 2017

СТО ГГИ 52.08.40-2017

УДК 556.51.52 ББК 26.222

Определение морфометрических характеристик водных объектов суши и их водосборов с использованием технологии географических информационных систем по цифровым картам Российской Федерации и спутниковым снимкам. - М.: ООО "РПЦ Офорт", 2017. - 148 с.

ISBN 978-5-9907194-7-7

Настоящий стандарт предназначен для использования в ФГБУ «ГГИ», а также в других организациях и учреждениях Росгидромета. Стандарт может использоваться для определения морфометрических характеристик водных объектов в инженерно-гидрологических расчетах согласно СП 33-101, для пополнения и уточнения данных государственного водного реестра Российской Федерации, для мониторинга водных объектов, определения водоохранных зон, а также других целей в области освоения и защиты водных ресурсов.

Стандарт может быть полезен для специалистов водохозяйственного комплекса, изыскательских, научно-исследовательских и проектных учреждений при разработке гидрологического обоснования проектных работ.

© Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный гидрологический институт» (ФГБУ «ГГИ»), 2017

II

СТО ГГИ 52.08.40-2017

4 Общие положения

Гидрологические исследования и расчёты производятся с учётом основных гидрографических особенностей водных объектов и их водосборных бассейнов. Эти особенности отражают многочисленные морфометрические и морфологические характеристики, определение которых входит в задачи гидрологической картометрии.

Морфометрические характеристики влияют на формирование стока воды, наносов, развитие водно-эрозионных и русловых процессов.

Состав необходимых морфометрических и морфологических характеристик для гидрологических исследований и расчётов, который принят в Российской Федерации, определен в СП 33-101, СП 11-103 и СП 47.13330, и в основном совпадает с рекомендациями Всемирной Метеорологической Организации [3].

4.1    Классификация морфометрических и морфологических характеристик

4.1.1    Морфометрические характеристики представляют собой количественные показатели водных объектов и их водосборов, а морфологические - качественно-количественные показатели строения поверхности водосборов. Вместе они образуют гидрографические характеристики, дающие достаточно полное представление о характере, форме, размерах, протяженности водных объектов и некоторых физико-географических особенностях их водосборов.

4.1.2    Морфометрические характеристики подразделяются натри группы [1]:

-    морфометрические характеристики водотоков представляют собой количественные показатели, дающие представление о размерах, форме, уклонах различных водотоков;

-    морфометрические характеристики водоёмов представляют собой количественные показатели, характеризующие вид, форму, высотное положение, размеры ложа водоёмов и объёмы воды в них;

-    морфометрические характеристики водосборов представляют собой количественные показатели, дающие представление о форме, размерах и пространственном положении водосбора.

5

СТО ГГИ 52.08.40-2017

4.1.3 Морфометрические характеристики, которые используются в расчётных формулах (СП 33-101):

-    площадь водосбора F, км2, представляет собой площадь части земной поверхности и толщи почвогрунтов, ограниченная водораздельной линией, с которой вода поступает в данный водный объект;

-    гидрографическая длина водотока L, км, представляет собой наибольшую протяженность основного русла водотока (системы водотоков), измеряемая от истока притока, составляющего с основным водотоком наибольшую длину;

!g/ = Sf=1


-    средневзвешенный уклон водотока/, %о, представляющий собой условный выровненный уклон ломаного профиля, эквивалентный сумме частных средних уклонов профиля водотока, вычисляемый по формуле

где Ji - частный средний уклон отдельных участков продольного профиля водотока, %0; h - длина частных участков продольного профиля между точками перегиба, км; L - гидрографическая длина водотока до пункта наблюдений, км.

Средневзвешенный уклон определяют только для незарегулированных водотоков, а также для участков рек, расположенных в нижних бьефах водохранилищ;

- в ряде случаев определяют средний уклон русла реки J, %о, представляющий собой отношение превышения истока над устьем, определяемого по разности высотных отметок, к соответствующей длине водотока

(4.2)

где АН - падение реки в метрах, которое равно разности высот истока

Нист И УСТЬЯ Нуст

(4.3)

- средняя высота водосбора Нв, м над уровнем моря -определяется по формуле

(4.4)

6

СТО ГГИ 52.08.40-2017

где Нв,1- высота поверхности горизонтального сечения, м; AF,- площадь между двумя соседними горизонталями, км2; F - общая площадь водосбора, км2.

4.1.4 Помимо перечисленных выше, в гидрологических расчетах используют также следующие морфометрические характеристики:

-    длина участков канализированных рек LK. Определяется как сумма длин всех каналов и канав

и = TLkbh    (4.5)

_ площадь бессточных областей Foec, выделяемая по характерным признакам в пределах водосборов рек и водоемов;

-    центр тяжести речного водосбора - точка на карте с координатами х, у, являющаяся геометрическим центром водосбора. К этим координатам обычно относят слои, модули стока и др. гидрологические характеристики для создания карт распределения стока по территории;

-    продольный профиль водотока - линия, абсолютные высоты точек перегиба которой и длины участков от истока или устья до точек перегиба, характеризуют форму и уклоны водотока;

-    поперечный профиль водотока - линия, перпендикулярная водотоку, абсолютные высоты точек перегиба которой и расстояния до них от постоянного начала, характеризуют его форму и уклоны;

-    извилистость водотока - отношение длины водотока к прямой, соединяющей ее исток и устье (или конечные точки участка), характеризующее степень криволинейности русла;

-    площадь водоёма - площадь водной поверхности водоёма, ограниченная его береговой линией;

-    уровень воды - высота поверхности воды в водном объекте над условной горизонтальной плоскостью сравнения;

-    объём озёра - количество воды в озере при определенном уровне;

-    средняя глубина водоёма - среднее вертикальное расстояние от поверхности воды до дна, определяемое отношением объёма воды в водоёме к его площади;

-    максимальная глубина водоёма - наибольшее вертикальное расстояние от уровенной поверхности водоёма до дна;

7

СТО ГГИ 52.08.40-2017

-    длина водоёма - протяженность водоёма вдоль его осевой линии;

-    максимальная ширина водоёма - наибольшее расстояние между противоположными берегами водоёма, измеряемое перпендикулярно осевой линии водоёма;

- нормальный подпорный уровень водохранилища (НПУ) -наивысший уровень водной поверхности верхнего бьефа в нормальных условиях эксплуатации водохранилища;

- объём водохранилища полный - количество воды в водохранилище при нормальном подпорном уровне;

-    объём водохранилища мёртвый - объём воды, не используемый в нормальных условиях эксплуатации и не применяемый для регулирования стока;

-    уровень мёртвого объёма (УМО) - уровень, отвечающий мёртвому объёму. При транспортном использовании водохранилища соответствует низшему навигационному уровню, при котором возможно судовождение;

-    форсированный подпорный уровень (ФПУ) - уровень, лежащий выше НПУ, применяемый в чрезвычайных условиях эксплуатации. Возможно применение для аварийной площади затопления;

-    форсированный объём - объём воды между форсированным и нормальным подпорными уровнями;

-    батиграфическая кривая - кривая зависимости площади водоема от глубины или высотных отметок, соответствующих различным уровням наполнения водоема;

-    объёмная кривая - кривая зависимости объема водоема от глубины или высотных отметок, соответствующих различным уровням наполнения водоема.

4.1.5 Для малых рек, с площадью водосбора менее 200 км2, и временных водотоков дополнительно определяют следующие морфометрические характеристики:

-    средний уклон склонов водосбора JCKn, % о, вычисляют по картам или планам в горизонталях по направлению наибольшего уклона

8

СТО ГГИ 52.08.40-2017

склонов как среднее арифметическое из нескольких (5-10) определений или по формуле

/скл р I    (4-6)

где А - вертикальное расстояние (шаг) между смежными горизонталями, м; Н’ - сумма длин всех горизонталей в пределах бассейна, км.

-    густота речной сети водосбора р, км/км2; которую определяют, как отношение суммарной длины всех водотоков (реки, каналы, канавы) на водосборе к общей площади водосбора

у? /

Р = —    (4-7)

-    густота русловой сети р0, км/км2; которую определяют, как отношение суммарной длины речных долин, сухих русел, оврагов, балок и логов к общей площади водосбора

Ро=^    (4.8)

-    тип ручейковой сети на склонах определяется по материалам аэрокосмических съёмок масштаба 1:10 000 и крупнее или по данным полевых обследований.

4.1.6 Морфологические характеристики:

-    относительная лесистость водосбора fn, определяется в процентах от общей площади водосбора (лес и кустарники на проходимых болотах в лесные угодья не включают);

-    относительная заболоченность водосбора f§, вычисляется в процентах от общей площади водосбора с разделением болот на верховые и низовые;

-    относительная озерность водосбора f03, определяется в процентах, как отношение суммы площадей всех озёр, расположенных на водосборе, к общей площади водосбора;

-    средневзвешенная озёрность для непроточных озёр f'03, определяется в процентах от общей площади водосбора с учётом расположения озёр на водосборе по формуле

9

СТО ГГИ 52.08.40-2017

/оз=51^—100%,    (4.9)

где S,- - площади озёр; f, - площади водосборов этих озёр; F- площадь водосбора реки до замыкающего створа;

-    закарстованность водосбора fK, в процентах от общей площади водосбора; определяется по отношению закарстованной площади водосбора ко всей его площади;

-    относительная распаханность водосбора fp в процентах от общей площади водосбора определяется как отношение площади распаханных земель под сельскохозяйственные культуры на водосборе ко всей его площади;

-    состав почвогрунтов, слагающих поверхность водосбора; определяется по почвенным картам с учётом пяти основных групп почвогрунтов по механическому составу: глинистые, суглинистые, песчаные, супесчаные и каменистые;

-    средняя глубина залегания уровня грунтовых вод (первого водоносного горизонта); определяется по гидрогеологическим картам;

-    характеристика зарегулированности речной системы искусственными водоёмами (количество, расположение и регулирующие ёмкости) вычисляется в процентах по соотношению площади зарегулированной к общей площади водосбора;

-    характеристика рельефа принимается по определению: равнинный - относительное колебание высот в пределах водосбора менее 200 м; горный - относительное колебание высот на водосборе более 200 м.

Помимо перечисленных выше, в ряде случаев определяют также урбанизированность и оледененность водосборов.

В таблице 4.1 обобщенно представлен перечень необходимых морфометрических и морфологических характеристик для гидрологических исследований и расчётов, который определен в СП 33-101, СП 11-103 и СП 47.13330

СТО ГГИ 52.08.40-2017

Таблица 4.1    -    Перечень современных морфометрических и

морфологических характеристик, рекомендуемых к использованию в практике гидрологических расчётов

Морфометрические характеристики

Морфологические

характеристики

водосборов

водотоков

водоемов

водосборов

гидрографическая

длина

площадь водоема

площадь

водосбора

относительная

лесистость

средневзвешенный уклон или средний уклон

уровень воды

средняя высота

относительная

заболоченность

извилистость

средняя глубина

координаты

центра

относительная

озерность

продольный

профиль

длина

средняя ширина водосбора

средневзвешенная

озерность

поперечные

профили

максимальная ширина

площадь

бессточных

областей

закарстованность

длина участков

канализованных

рек

максимальная глубина

относительная

распаханность

нормальный подпорный уровень (НПУ) водохранилища

Для водосборов малых рек (менее 200 км2) и временных водотоков:

состав почвогрунтов

уровень мертвого объема (УМО) водохранилища

средний уклон склонов

средняя глубина залегания уровня грунтовых вод

форсированный подпорный уровень водохранилища (ФПУ)

густота речной сети или густота русловой сети

зарегулированность речной системы искусственными водоемами

объем озера или объем водохранилища (НПУ, УМО, ФПУ)

тип ручейковой сети

характеристика

рельефа

объёмная кривая

урбанизированность

бати графическая кривая

оледененность

11

4.2 Обновление морфометрических характеристик

4.2.1    С течением времени поверхность речных водосборов претерпевает изменения под воздействием естественных причин и хозяйственной деятельности человека. В связи с этим изменяются и значения морфометрических характеристик водных объектов и водосборов, полученные по топографическим и другим тематическим картам [1].

4.2.2    Морфометрические характеристики подразделяются на относительно стабильные и динамичные. К стабильным относятся: площадь водосбора, средняя высота водосбора, средний уклон склонов водосбора, площадь бессточных областей. Все остальные морфометрические характеристики следует отнести к динамичным.

4.3.3    Обновления морфометрических характеристик водных объектов и их водосборов следует производить тогда, когда произошли изменения на самих водных объектах или их водосборах и это начинает влиять на точность гидрологических расчётов. Проверку и обновление необходимо производить одновременно всех морфометрических характеристик водного объекта. Морфометрические характеристики могут быть уточнены не только по картам, но и по аэрокосмическим снимкам или по результатам полевых гидрографических обследований.

4.2.4    Прежде чем приступить к работам по определению, обновлению или исправлению морфометрических характеристик необходимо установить степень несоответствия изображения местности на имеющихся топографических картах и космических снимках последних лет.

Для анализа топографических карт сопоставляются старые и новые материалы, наложенные друг на друга. Это позволяет выявить характер и объём изменений по несовпадению контуров различных объектов на экране компьютера. На основе проведенного анализа цифровых топографических карт и космических снимков принимается окончательное решение о полном или частичном обновлении морфометрических характеристик.

СТО ГГИ 52.08.40-2017

5 Топографическая основа

5.1    Картографические материалы

5.1.1    Основные требования к картографическим материалам

5.1.1.1    В качестве основных картографических материалов для определения морфометрических характеристик водных объектов и их водосборов рекомендуется использовать топографические карты Российской Федерации крупного масштаба (1:10 000-1:100 000), а также топографические планы местности.

Топографические карты являются общегосударственными картами. Они составляются в строгом соответствии с положениями, инструкциями и условными знаками, разработанными Роскартографией. Современные крупномасштабные топографические карты характеризуются отсутствием существенных искажений за счет проекции, высокой    точностью    изображения    всех элементов

содержания, сплошным покрытием территории и поэтому могут быть использованы в качестве основы для проведения картометрических работ в гидрологических целях.

5.1.1.2    Точность получаемой с карты гидрографической информации зависит в первую очередь от масштаба, в котором составлена карта. Чем крупнее масштаб используемой карты, тем выше точность определяемых по ней морфометрических характеристик [1].

5.1.1.3    Средние погрешности положения на топографической

карте объектов и контуров местности относительно ближайших точек плановой съемочной    сети по    существующим    нормативам не

превышают 0,5 мм, а в горных, высокогорных и пустынных районах -0,75 мм в масштабе карты, что соответственно составит: в масштабе 1:10 000 - 5 и 7,5 м;    в    масштабе    1:25 000 - 12 и    19 м; в масштабе

1:50 000 - 25 и 38 м;    в    масштабе    1:100 000 - 50 и    75 м [1]. Средние

погрешности для планов составят в масштабе 1:5 000 - 2,5 и 3,75 м, в масштабе 1:2 000 - 1,0 и 1,25 м, в масштабе 1:1 000 - 0,5 и 0,75 м и в масштабе 1:500 - 0,25 и 0,38 м .

Средние погрешности положения горизонталей по высоте в равнинной и холмистой местности не превышают 0,4h, а в горных районах -/?(/?- высота сечения рельефа на данной карте) [1].

5.1.1.4    При работе с картой необходимо постоянно руководствоваться условными знаками, образцами шрифтов и

13

сокращений, действующими в период, соответствующий периоду составления и издания используемых карт [4].

5.1.1.5    Используемые карты должны отображать современное состояние всех элементов местности и прежде всего водных объектов, их водосборов. Сведения о годе съемки местности указывается на каждом листе топографической карты. Использование устаревших картографических материалов при наличии новых, существенно отличающихся по содержанию и точности картографических материалов, для определения морфометрических характеристик недопустимо.

Для обеспечения необходимой точности гидрологических расчетов требуется, чтобы гидрологические наблюдения и морфометрические характеристики водных объектов соответствовали одному и тому же периоду. Старые карты используются для установления динамики водных объектов [1].

5.1.1.6    К цифровой топографической карте (ЦК) требования определены в ГОСТ Р 52293-2004, ГОСТ Р 51605-2000 и ГОСТ Р 51608-2000.

Содержание ЦК должно соответствовать содержанию топографической карты соответствующего масштаба.

В паспортные данные ЦК должны быть включены: номенклатура, знаменатель масштаба, проекция, вид эллипсоида, геодезические и прямоугольных координаты углов рамки листа, система координат и система высот.

ЦК масштабов 1:25 000,    1:50    000,    1:100    000 должны

обеспечивать с соответствующей масштабу точностью возможность определения прямоугольных и геодезических координат, абсолютных высот точек местности и превышений одних точек над другими, качественных и количественных характеристик объектов, а также возможность производства других картометрических работ.

5.1.2 Характеристика основных картографических материалов

5.1.2.1 Системы координат и система высот

Объекты на карте связаны с реальными объектами на местности с помощью пространственных координат. В географической системе координат используются трехмерные угловые географические

СТО ГГИ 52.08.40-2017

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением «Государственный гидрологический институт» (ФГБУ «ГГИ») Росгидромета

2    РАЗРАБОТЧИКИ Е.В. Орлова, канд. техн. наук (ответственный исполнитель); Н.Н. Бобровицкая, д-р геогр. наук (ответственный исполнитель); В.В. Бородулин, канд. геогр. наук; Н.Ю. Бурда, науч. сотрудник; М.В. Гладкова, рук. геодезической группы; В.Н. Кузнецов, ведущий инженер-геодезист; О.П. Дидик, инженер; А.В. Шабалина, инженер-геодезист

РЕЦЕНЗЕНТ Ю.Н. Корнилов, канд. техн. наук, доцент кафедры инженерной геодезии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»

3    ОДОБРЕН решением методической комиссии ФГБУ «ГГИ», протокол от 22.12.2016, № 3

4    УТВЕРЖДЕН и ВВЕДЕН в действие приказом ФГБУ «ГГИ» от 30.06.2017 № 19

5    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СТО ГГИ 52.08.40-2017

координаты, которые определяют положение объектов на упрощенной модели Земли - эллипсоиде вращения. Размеры и форма эллипсоида характеризуются длинами двух полуосей а и b или длиной большой полуоси а и коэффициентом сжатия f.

В России с 1946 г. введена единая система геодезических координат Пулково-1942 (СК-42), а с 2000 г. - система координат 1995г. (СК-95). Эти системы координат применяются до 1 января 2021 г. В качестве модели Земли в обоих системах принят эллипсоид Красовского. При осуществлении геодезических и картографических работ с 2012 г. используется геодезическая система координат 2011 года (ГСК-2011).

Российская спутниковая система ГЛОНАСС использует систему координат "Параметры Земли 1990 года" (ПЗ-90.11).

В качестве международной системы координат для геодезических, картографических работ и глобальной системы позиционирования (GPS) принят общеземной эллипсоид WGS-84.

Широта и долгота точки на поверхности Земли при использовании разных эллипсоидов (например, эллипсоидов Красовского и WGS-84) будут отличаться.

Для конкретной территории также используют локальные эллипсоиды.

В качестве государственной системы высот в России используется Балтийская система высот 1977 года.

5.1.2.2 Картографические проекции

Для определения пространственных характеристик объекта (длины, площади и др.) трехмерные географические координаты переводят в прямоугольные спроецированные (метры). Метод преобразования географических координат в плоские и называется проекцией.

При этом поверхность Земли нельзя отобразить на плоскости с сохранением всех пространственных отношений одновременно: углов, расстояний и площадей. Поэтому или площадь, или форма, или расстояние на карте будут искажены.

Проекции различают [5]:

- по характеру искажений:    равновеликие,    равноугольные,

равнопромежуточные, произвольные проекции.

15

СТО ГГИ 52.08.40-2017

Содержание

1    Область применения.......................................................... i

2    Нормативные ссылки........................................................... 1

3    Термины, определения и сокращения................................... 3

4    Общие положения..................................................................... 5

4.1    Классификация морфометрических и морфологических

характеристик................................................................... 5

4.2    Обновление морфометрических характеристик................ 12

5    Топографическая основа..................................................... 13

5.1    Картографические материалы....................................... 13

5.1.1    Основные требования к картографическим

материалам................................................................. 13

5.1.2    Характеристика основных картографических

материалов................................................................... 14

5.1.3    Номенклатура цифровых карт................................ 17

5.1.4    Содержание топографических карт.......................... 19

5.1.5    Выбор масштаба карт............................................ 22

5.2    Космические снимки...................................................... 24

5.2.1    Характеристика космических снимков....................... 24

5.2.2    Космические снимки Российской Федерации............. 28

5.3    Цифровые модели местности......................................... 29

5.4    Подбор и приобретение карт и космических снимков    30

6    Установление местоположения и границ водных объектов......    34

6.1    Установление местоположения и границ водных    объектов ^

по картам........................................................................

6.2    Дешифрирование водных объектов по космическим ^

снимкам..........................................................................

IV

СТО ГГИ 52.08.40-2017

7 Основные принципы определения морфометрических


характеристик водных объектов............................................. 56

7.1    Определение морфометрических характеристик

водотоков....................................................................... 56

7.2    Определение морфометрических характеристик

водосборов..................................................................... 62

7.3    Определение морфометрических характеристик

водоемов........................................................................ 65

7.4    Определение морфологических характеристик

водосборов..................................................................... 72

8 Рекомендации по определению морфометрических характеристик водных объектов суши с использованием ГИС-технологии.................................................................... 77

8.1    Подготовка топографической основы к картометрическим

работам................................................................................. 77

8.2    Измерения средствами программы ArcGis...................... 82

8.2.1    Работа с цифровыми картами................................ 82

8.2.2    Работа с космическими снимками............................ 85

8.2.3    Инструменты приложения 3D Analyst....................... 96

8.2.4    Инструменты приложения Spatial Analyst.................. 105

8.3    Измерения средствами программы AutoCAD

(Мар 3D и Civil)................................................................ 110

Приложение А (рекомендуемое) Примеры............................... 122

А.1 Определение морфометрических характеристик водохранилища с использованием программы ArcGis........... 122

А.2 Определение морфометрических характеристик реки с использованием программы AutoCAD.................................. 131

Библиография........................................................................... 137

V

Введение

Для выполнения инженерно-гидрологических расчетов и решения многих водохозяйственных задач необходимо иметь достоверные сведения о морфометрических особенностях водных объектов суши.

Классические методы картометрических работ по бумажным картам приведены в документе «Руководство по определению гидрографических характеристик картометрическим способом» [1]. На основе изложенных в Руководстве [1] методов в период с 1960 по 1980-е годы были определены морфометрические характеристики всех изученных водных объектов суши, которые опубликованы более, чем в 120 фундаментальных изданиях Росгидромета, включая «Ресурсы поверхностных вод СССР». Эти сведения служат основой государственного водного реестра Российской Федерации (ГВР), который является незаменимым инструментом для ведения мониторинга водных объектов, выполнения инженерногидрологических расчетов, а также для выполнения большинства проектных работ в области освоения и защиты водных ресурсов.

С течением времени поверхность большинства речных водосборов претерпевает изменения как в силу естественных причин, так и под воздействием хозяйственной деятельности. Кроме того, периодически возникает необходимость определения морфометрических характеристик неизученных водных объектов и внесения этих данных в ГВР, особенно тех, которые используются в водохозяйственных целях.

Очевидно, что данные ГВР устаревают и требуют актуализации. Необходим современный подход к определению морфометрических характеристик водных объектов. С появлением цифровых карт, космических снимков и геоинформационных технологий возникла необходимость в создании новых автоматизированных методов, позволяющих существенно повысить оперативность и точность определения морфометрических характеристик водных объектов.

Приведенные в стандарте современные картометрические методы проверены практикой работ Отдела мониторинга и экспедиционных исследований ФГБУ «ГГИ», которые выполнены за последние 15 лет по заказам крупных научных и проектных организаций.

VI

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ СУШИ И ИХ ВОДОСБОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПО ЦИФРОВЫМ КАРТАМ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И СПУТНИКОВЫМ СНИМКАМ

Дата введения - 2017-09-01

1    Область применения

1.1    Настоящий стандарт устанавливает порядок определения морфометрических характеристик водных объектов суши и их водосборов с использованием технологии географических информационных систем по цифровым картам Российской Федерации и спутниковым снимкам.

1.2    Настоящий стандарт предназначен для использования в ФГБУ «ГГИ» в инженерно-гидрологических расчетах, для пополнения и уточнения сведений о водных объектах, а также при проведении инженерно-гидрометеорологических изысканий, разработке гидрологического обоснования проектов в автодорожном, железнодорожном строительстве, гидроэнергетике и освоении полезных ископаемых, ведении мониторинга водных объектов.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 19179-73 Гидрология суши. Термины и определения

ГОСТ 21667-76 Картография. Термины и определения

ГОСТ 28441-99 Картография цифровая. Термины и определения

ГОСТ Р 51605-2000 Карты цифровые топографические. Общие требования

1

ГОСТ Р 51608-2000 Карты цифровые топографические. Требование к качеству

ГОСТ Р 52155-2003 Географические информационные системы федеральные, региональные, муниципальные. Общие технические требования

ГОСТ 52293-2004 Геоинформационное картографирование. Система электронных карт. Карты электронные топографические. Общие требования

ГОСТ Р 52438-2005 Географические информационные системы. Термины и определения

ГОСТ Р 52439-2005 Модели местности цифровые. Каталог объектов местности. Требования к составу

СП 11-103-97 Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства

СП 33-101-2003 Определение основных расчетных гидрологических характеристик

СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96

Примечания

1    При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверять действие ссылочных нормативных документов:

-    национальных стандартов - в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году.

-    типовых нормативных документов - по РД 52.18.5-2012 и дополнений к нему - ежегодно издаваемым информационным указателям нормативных документов.

2    Если ссылочный нормативный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) нормативным документом. Если ссылочный нормативный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

СТО ГГИ 52.08.40-2017

3 Термины, определения и сокращения

3.1    В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    атрибутивные данные: Свойства, качественные или количественные признаки пространственных объектов, представленные в цифровом виде (ГОСТ Р 52155).

3.1.2    бессточная область: Область внутриматерикового стока, лишенная связи через речные системы с океаном. Реки бессточных областей впадают в моря и океаны, не связанные с Мировым океаном, или теряются в песках засушливых зон [2].

3.1.3    векторная форма представления: Способ представления цифровой пространственной информации в виде последовательности векторов. (ГОСТ 28441)

3.1.4    водораздел: Граница между смежными бассейнами (водосборами). Различают поверхностный и подземный водоразделы (ГОСТ 19179).

3.1.5    водосбор (водосборный бассейн):    Часть    земной

поверхности в толще почв и горных пород, откуда вода поступает к водному объекту. Выделяют поверхностный и подземный водосборы (ГОСТ 19179).

3.1.6    геоинформационные технологии (ГИС-технологии):

Совокупность приемов, способов и методов применения средств вычислительной техники, позволяющая реализовать функциональные возможности ГИС (ГОСТ Р 52155).

3.1.7    картометрия: Раздел картографии, изучающий методы и способы измерения и определения по картам координат, расстояний, длин, высот, площадей, объемов, направлений (ГОСТ 28441).

3.1.8    линейный объект (цифровой карты): Объект цифровой карты, метрическое описание которого представлено последовательностью координат его точек (ГОСТ 28441).

3.1.9    метаданные: Данные, которые позволяют описывать содержание, объем, положение в пространстве, качество и другие характеристики пространственных данных (ГОСТ Р 52155).

3.1.10    растровая форма представления:    Способ

представления цифровой пространственной информации в виде матрицы, элементами которой являются коды той или иной картографической информации (ГОСТ 28441).

3

3.1.11    сеточная модель (рельефа); Описание рельефа в виде набора высотных отметок в узлах прямоугольной регулярной сети в виде матрицы высот или глубин (ГОСТ Р 52438).

3.1.12    слой (цифровой картографической информации): Совокупность объектов цифровой или электронной карты, объединенная каким-либо признаком или группой признаков (ГОСТ 28441).

3.3.13    триангуляционная модель (рельефа); Описание рельефа в виде набора высотных отметок или отметок глубин в узлах треугольников - элементов триангуляции Делоне и ее обобщений. (ГОСТ Р 52438).

3.1.14    цифровая карта (ЦК): Цифровая картографическая модель, содержание которой соответствует содержанию карты определенного вида и масштаба (ГОСТ 28441).

3.1.15    цифровая модель местности (ЦММ):    Цифровая

картографическая модель, содержащая данные об объектах местности и их характеристиках (ГОСТ 28441).

3.1.16    цифровая модель рельефа (ЦМР): Цифровая модель местности, содержащая информацию о рельефе (ГОСТ 28441).

3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

3.2.1    ArcGIS: Программное обеспечение компании ESRI.

3.2.2    AutoCAD: Программное обеспечение компании Autodesk.

3.2.3    DWG: Векторный формат программы AutoCAD.

3.2.4    GPS: Глобальная навигационная спутниковая система

(США).

3.2.5    TIN: Триангуляционная нерегулярная сеть.

3.2.6    WGS 84: Мировая геодезическая система 1984 г.

3.2.7    ГИС: Географическая информационная система.

3.2.8    ГЛОНАСС:    Глобальная    навигационная    спутниковая

система (Российская Федерация).

3.2.9    ДЗЗ: Дистанционное зондирование Земли.

3.2.10    ИСЗ: Искусственный спутник земли.

3.2.11    КА: Космический аппарат.

3.2.12    МСК: Местная система координат.

3.2.13    СК-42: Система координат 1942 г.

4