водосбор.ру

гидрологический блог и не только

« Синяя пена на Вилейском водохранилище в Беларуси

Каталог гидропостов из первых рук »

Наборы глобальных данных по речной гидрографии в Интернете

На написание этого поста меня сподвигли два других. Первый — отличная статья на дружественном нам сайте Гис-лаба об источниках данных по метеорологии на территорию РФ. Второй — на гидроблоге ESRI о базах данных по речным водосборам. Предлагаю вначале рассмотреть наличие в Интернете данных о речной гидрографии в глобальном масштабе, а потом посмотрим, что из этой благодати и на нашу страну распространяется.

drag1

HydroSHEDS

Это набор данных по топографии речных бассейнов и гидрографической сети, созданных во Всемирном фонде дикой природы (WWF) на основе данных NASA SRTM. Название расшифровывается как Hydrological data and maps based on SHuttle Elevation Derivatives at multiple Scales, т.е. Гидрологическая информация и карты, основанные на производных радарной топографии различного масштаба.

Проект начат в 2004 году и к настоящему моменту готовыми данными покрыта большая часть суши. Исключение составляют территории, расположенные севернее 60° с.ш., так как там радарная съемка SRTM не велась (см. рис). Разрешение данных — 3 и 15 угловых секунд (90 и 500 м, соответственно), координаты географические (WGS84), высоты даны в метрах.

drag2

На данный момент в наборе присутствуют следующие данные:

  • DEM — цифровая модель рельефа с заполненными пробелами (географические координаты, WGS84, высота в м, разрешение — 3 и 15 угловых секунд (90 и 500 м))
  • CON — гидрографическая ЦМР с разрешением 3 угловых секунды, обработанная несколькими дополнительными алгоритмами для более точной идентификации речных русел (удаление провалов, «выжигание» речных русел, углубление водоемов и т.д.)
  • DIR — сетка направления стока в соседние ячейки (разрешение — 3 и 15 угловых секунд) для идентификации речных русел и водосборов
  • ACC — грид аккумуляции стока (flow accumulation), показывающий, со скольких ячеек вода стекает до данной
  • RIV — речная сеть, определенная по сеткам DIR и ACC. Пороговое значение количества ячеек для формирования водотока составляет 100 для набора с разрешением 15 угловых секунд
  • BAS — речные бассейны с разрешением 15 угловых секунд. В данный момент набор еще не подготовлен

Полное описание данных на сайте USGS.

Для скачивания данных существует онлайн-интерфейс, который на момент написания этого поста, к сожалению не работал. Жаль, потому что не удалось опробовать еще один интересный инструмент — модули для анализа данных, написанные под ArcView 3.2. Обязательно попробуем позже.

HYDRO1K

hydro1kНабор данных HYDRO1K создан по материалам спутниковой съемки GTOPO30 с разрешением 30 угловых секунд в центре  USGS’s Earth Resources Observations and Science (EROS). C указанным разрешением можно для каждого континента скачать следующие слои:

  • DEM — цифровая модель рельефа
  • CTI (compound topographic index — индекс охватываемой территории) рассчитываемый по гриду аккумуляции стока по формуле CTI = ln(FA/tg(S)), где FA — значение грида аккумуляции в ячейке (площадь водосбора ячейки), tg(S) — тангенс уклона ячейки. Индекс охватываемой территории также называется индексом увлажненности, поскольку показывает величину водосбора для данной точки
  • Slope — уклон между соседними ячейками в градусах от 0 до 90°
  • Aspect — направление уклона между ячейкой и 8 соседними, от 0 до 360°
  • Flow direction — направление стока из ячейки в одну из 8 соседних, от 1 до 128
  • Flow accumulation — аккумуляция стока, по сути количество ячеек водосбора данной ячейки
  • Drainage basins — водосборы, кодированные по иерархической системе Пфафстеттера (см.)
  • Streams — речная сеть, образованная водосборами, площадью не менее 1000 км2

Данные доступны в формате ARC/INFO и ESRI shape, полное описание находится здесь.

GRDC Major river basins of the World

major__basinspropertyposter

О Глобальном центре данных о расходах воды (Global runoff data center, GRDC) мы вспомним не один раз в контексте данных о стоке, а пока обратимся к набору данных по крупнейшим рекам и водосборам мира. Проект GRDC выполняется под эгидой ВМО в Федеральном гидрологическом институте Германии, который является мировым центром данных о стоке. В 2007 году они начали оцифровку крупнейших водосборов мира, и в настоящий момент уже готовы контуры 405 водосборов и 687 рек в их пределах.

Следует отметить, что в отличие от предыдущих двух наборов данных, этот не является продуктом дешифрирования спутниковых данных. Контуры водосборов и очертания русел были взяты из картографических источников (Major River Basins (BGR, 2004), Geological Map of the World 1:25,000,000 (CGMW, 2000), Watersheds of the World (WRI, 2003), Digital Chart of the World (ESRI, 1991)), и дополнительно проверены на геометрию. Суть этого набора в том, что к каждой реке и водосбору привязана атрибутивная информация названии и площади водосбора рек и среднемноголетнем стоке.

Описание и сами данные есть на сайте http://www.bafg.de/. Базе данных по расходам воды GRDC я расскажу в отдельном посте.

Обсуждение — а зачем это все нам?

Чем могут упомянутые наборы помочь простому российскому гидрологу в его повседневной работе? Кому как. Если вам нужно произвести расчет гидрологических характеристик на неизученном водосборе и у вас нет вообще никакой топографии на ваш объект, если нет речной сети и контуров водосборов, эти данные могут вам существенно пригодиться, при условии, что вы владеете каким-нибудь ГИС-аппаратом для гидрологических расчетов, например ArcHydro. В этой связи очень интересным представляется слой CON из набора HydroSHEDS, так как он, по заявлению разработчиков, представляет собой наиболее удобный грид рельефа для расчета речной сети. Конечно, не стоит забывать о том, что существенное ограничение для нашей страны на эти данные накладывает отсутствие съемки SRTM на наши северные широты.

Зато для математических моделей речного стока эти данные подходят прекрасно: пространственное разрешение позволяет создавать модели речных водосборов площадью от 100 км2. В зависимости от необходимого вам пространственного разрешения и расположения объекта исследования вы выбираете набор данных, и в вашем распоряжении — готовый грид рельефа, готовая сеть направления стока и речная сеть. Осталось только скачать данные о почвах и растительности с других бесплатных источников и сделать метеорологические входы (см. ссылку на Гис-лаб в начале) — и набор данных для модели формирования речного стока готов.

В следующий раз речь пойдет о нескольких наборах данных более мелкого масштаба на нашу страну.

14.09.2011 - 16:47
3 комментария »
  • Всеволод Морейдо

    14.09.2011 - 16:54

    Надо устроить такой конкурс: взять какой-нибудь речной бассейн и построить для него модель формирования стока, полностью основанную на бесплатных источниках. Помимо описанных здесь гидрографических слоев, существуют еще несколько бесплатных источников данных по почвам и растительности, с десяток моделей формирования стока с открытым кодом, и еще несколько архивов расходов воды. Кто со мной?

  • Gidrovasya

    23.09.2011 - 11:40

    Я бы поучаствовал с удовольствием!

  • korep123mailru

    27.09.2011 - 7:13

    Вполне охотно!

Оставить комментарий

Авторизуйтесь для комментирования.

водосбор.ру : Welcome !

Authorize

Забыли пароль?

Регистрация

Please contact the administrator.