Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат)

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Мкртчян, О.С., Чупило, Г.Р.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України 2008
Теми:	Геоінформаційні системи в географо-картографічній категорії досліджень
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/12621
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат) / О.С. Мкртчян, Г.Р. Чупило // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2008. — С. 250-261. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-12621
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-126212010-10-15T12:02:46Z Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат) Мкртчян, О.С. Чупило, Г.Р. Геоінформаційні системи в географо-картографічній категорії досліджень 2008 Article Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат) / О.С. Мкртчян, Г.Р. Чупило // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2008. — С. 250-261. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. XXXX-0017 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/12621 551.4 uk Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Геоінформаційні системи в географо-картографічній категорії досліджень Геоінформаційні системи в географо-картографічній категорії досліджень
spellingShingle	Геоінформаційні системи в географо-картографічній категорії досліджень Геоінформаційні системи в географо-картографічній категорії досліджень Мкртчян, О.С. Чупило, Г.Р. Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат)
format	Article
author	Мкртчян, О.С. Чупило, Г.Р.
author_facet	Мкртчян, О.С. Чупило, Г.Р.
author_sort	Мкртчян, О.С.
title	Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат)
title_short	Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат)
title_full	Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат)
title_fullStr	Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат)
title_full_unstemmed	Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат)
title_sort	геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських карпат)
publisher	Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Геоінформаційні системи в географо-картографічній категорії досліджень
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/12621
citation_txt	Геоінформаційний аналіз просторових зв’язків морфометрії рельєфу із геологічною структурою (на прикладі західної частини вододільно-верховинських та полонинських Карпат) / О.С. Мкртчян, Г.Р. Чупило // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2008. — С. 250-261. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT mkrtčânos geoínformacíjnijanalízprostorovihzvâzkívmorfometríírelʹêfuízgeologíčnoûstrukturoûnaprikladízahídnoíčastinivododílʹnoverhovinsʹkihtapoloninsʹkihkarpat AT čupilogr geoínformacíjnijanalízprostorovihzvâzkívmorfometríírelʹêfuízgeologíčnoûstrukturoûnaprikladízahídnoíčastinivododílʹnoverhovinsʹkihtapoloninsʹkihkarpat
first_indexed	2025-07-02T14:40:37Z
last_indexed	2025-07-02T14:40:37Z
_version_	1836546510762803200
fulltext	250 © Î.Ñ. Ìêðò÷ÿí, Ã.Ð. ×óïèëî, 2008 ÓÄÊ 551.4 Ëüâ³âñüêèé íàö³îíàëüíèé óí³âåðñèòåò ³ìåí³ ²âàíà Ôðàíêà, ì. Ëüâ³â ÃÅÎ²ÍÔÎÐÌÀÖ²ÉÍÈÉ ÀÍÀË²Ç ÏÐÎÑÒÎÐÎÂÈÕ ÇÂ’ßÇÊ²Â ÌÎÐÔÎÌÅÒÐ²̄ ÐÅËÜªÔÓ Ç ÃÅÎËÎÃ²×ÍÎÞ ÑÒÐÓÊÒÓÐÎÞ (ÍÀ ÏÐÈÊËÀÄ² ÇÀÕ²ÄÍÎ ̄×ÀÑÒÈÍÈ ÂÎÄÎÄ²ËÜÍÎ- ÂÅÐÕÎÂÈÍÑÜÊÈÕ ² ÏÎËÎÍÈÍÑÜÊÈÕ ÊÀÐÏÀÒ) Актуальність дослідження. З розвитком ГІС-технологій зростає роль автоматизованого пошуку взаємозв’язків між географічними об’єктами різного характеру, оскільки всі компоненти геологічного середовища взає- мопов’язані і взаємозалежні. Як відомо, геологічна будова території істот- но впливає на морфометричні характеристики рельєфу. Морфологію рельєфу, зокрема, часто використовують для уточнення положення літостратиграфіч- них комплексів, виявлення простягання шарів порід та ідентифікації дея- ких їх фізичних властивостей. Існує потреба у формалізації просторових зв’язків між морфологічними характеристиками рельєфу та виділами літо- стратиграфічних підрозділів, що зробить процес використання геоморфо- логічної інформації в геологічних дослідженнях об’єктивнішими. Вихідні матеріали. Для аналізу морфометричних особливостей рельєфу використана цифрова модель рельєфу (ЦМР) з роздільною здатністю 76 м. Комплекси порід вивчали на основі геологічної карти масштабу 1:200 000 з фондів Львівської геологічної експедиції. Територія досліджень охоплює ділянку Українських Карпат в межах квадрата 48°40'–49°20' пн. ш. та 22– 23° сх. д. і являє собою західну частину Верховинського вододільного та Полонинського хребтів, а також фрагмент Вулканічних Карпат. Геолого-геоморфологічні особливості регіону досліджень. Орогра- фічними одиницями території досліджень є масив Полонини Рівної, Вер- ховинський вододільний хребет у західній його частині, який має назву Стрийсько-Сянської верховини, кілька масивів Вигорлат-Гутинського вул- канічного хребта, долини рік Уж, Люта, Тур’я, що перетинають гірські ма- сиви. Максимальні висоти цієї території зосереджені в масиві Полонини Рівної і досягають 1479 м. У межах власне Верховинського вододільного хребта висоти 1186–1318, а у Стрийсько-Сянській верховині – 812–874 м. Відносні перевищення становлять 600–800 м. Перевищення висот є менши- ми у Верховинських Карпатах і значними для Полонинського хребта, що 251 досягають 1000 м. Гірські масиви Вулканічного хребта досягають позначок 1000 м, відносні перевищення становлять 500–700 м. Зниження абсолют- них позначок висот спостерігається у південно-західному і північно-східному напрямках від Верховинського хребта (рис. 1). У тектонічному відношенні територія охоплює покривні флішові струк- тури – Кросненську зону, Дуклянський, Поркулецький та Магурський по- криви (рис. 2). Кросненський тектонічна зона представлена породами палеогену, зок- рема нижньоменілітового, нижньо-, середньо- і верхньокросненськими світами олігоцену. Стійкі породи нижньоменілітової і нижньокросненсь- кої світ залягають в осьових частинах хребтів цієї зони. Породи нижньоме- нілітової світи – це чергування чорних аргілітів із прошарками пісковиків, кварцитів. Нижньокросненську світу утворюють товстоплитчасті піскови- ки із тонкими прошарками аргілітів. Породи згаданих світ найпоширені в районі власне Верховинського вододільного хребта, а у верхів’ях р. Дністер трапляються у вигляді вузьких смуг. Податливі породи Кросненської зони – це середньо- і верхньокросненські угруповання, до яких приурочені неви- сокі масиви і поздовжні широкі долини. Середньокросненська світа пред- ставлена типовими флішовими породами із шарами пісковиків, алевролітів та аргілітів, що чергуються між собою. У верхньокросненських породах про- шарки аргілітів чергуються із прошарками пісковиків. У напрямку на південний захід породи Кросненської зони змінюють комплекси порід Дуклянського покриву. Його склепіння складають породи верхньої крейди, а на периферії залягають флішові товщі палеоцену, еоцену і олігоцену. Верхня крейда представлена свидовецькою світою, де чергу- ються шари флішу і мергелів. Простягання порід крейди в районі с. Лубня майже меридіональне. Вони фіксуються тут малими долинами річок. Стійкі породи, що залягають в центральній частині власне Верховинського водо- Ðèñ. 1. Ôðàãìåíò òðèâèì³ðíî¿ ìîäåë³ ðåëüºôó ðàéîíó äîñë³äæåíü 252 дільного хребта та інших гірських масивів, відносять до лютської світи па- леоцену. Вони представлені масивними і товстошаруватими пісковиками з рідкими прошарками аргілітів. Податливі породи еоцену сформовані шара- ми пісковиків, алевролітів і аргілітів. Виразної приуроченості долин уздовж простягання податливих порід тут не спостерігається. Поркулецький покрив у даному районі має характерну дугоподібну впорядкованість порід. В його ядрі на поверхню виходять породи верхньої крейди, сильно дислоковані і розірвані скидами. Периферія, що нагадує кон- Ðèñ. 2. Ãåîëîã³÷íà áóäîâà ôðàãìåíòó òåðèòîð³¿ äîñë³äæåíü. (Ñâ³òë³øèì òîíîì ïîêà- çàí³ ïîðîäè, á³ëüø ñò³éê³ äî ðîçìèâàííÿ). Ë³òîñòðàòèãðàô³÷í³ êîìïëåêñè: 1 – Cr2bz. Êðåéäÿíà ñèñòåìà, áåðåçíèíñüêà ñâ³òà, òîíêîðèòì³÷íèé ôë³ø ³ç ïåðåâàæàííÿì òîí- êîðèòì³÷íèõ òåìíî-ñ³ðèõ àðã³ë³ò³â, ïðîøàðêàìè ìåðãåëåé òà âàïíÿê³â; 2 – Cr2sv. Êðåéäÿíà ñèñòåìà, ñâèäîâåöüêà ñâ³òà, ù³ëüí³ êðåìåíèñò³ àðã³ë³òè ç ïðîøàðêàìè ï³ñêîâèê³â; 3 – Pg1lt. Ïàëåîöåí, ëþòñüêà ñâ³òà, ù³ëüí³ ìàñèâí³ âàïíÿêîâèñò³ ï³ñêî- âèêè, ç ïðîøàðêàìè ãðàâåë³ò³â, êîíãëîìåðàò³â òà àðã³ë³ò³â; 4 – Pg2. Åîöåí, òîíêîðèò- ì³÷íå ïåðåøàðóâàííÿ ï³ñòðÿâèõ àðã³ë³ò³â, àëåâðîë³ò³â òà ï³ñêîâèê³â; 5 – Pg1 3ml1. Íèæí³é îë³ãîöåí, íèæíüîìåí³ë³òîâà ñâ³òà, òåìíîêîë³ðí³ íåêàðáîíàòí³ àðã³ë³òè ç ïðîøàðêàìè àëåâðîë³ò³â òà ï³ñêîâèê³â; 6 – Pg2 3kr1. Ñåðåäí³é îë³ãîöåí, íèæíüîêðîñ- íåíñüêà ñâ³òà, ìàñèâí³ ï³ñêîâèêè ³ç ïðîøàðêàìè àðã³ë³ò³â; 7 – Pg2-3 3kr2. Ñåðåäí³é òà âåðõí³é îë³ãîöåí, ñåðåäíüîêðîñíåíñüêà ñâ³òà, òîíêîðèòì³÷íå ÷åðãóâàííÿ âàïíÿêî- âèñòèõ àëåâðîë³ò³â, àðã³ë³ò³â òà ï³ñêîâèê³â; 8 – Pg3 3rn. Âåðõí³é îë³ãîöåí, ðóíñüêà ñâ³òà, ìàñèâí³ ï³ñêîâèêè; 9 – N2. Íåîãåí, âóëêàí³÷í³ ïîðîäè; 10 – ÷åòâåðòèííà ñèñòåìà, àëþâ³é, ñêëàäåíèé ãàëå÷íèêàìè, âàëóíàìè, ãðàâ³ºì, ï³ñêîì 253 центричні дуги, складена породами палеоцену, теж сильно деформовани- ми, але меншою мірою, ніж верхньокрейдові. Породи верхньої крейди фор- мують комплекс березнинської світи, в якій чергуються чорні аргіліти, сірі пісковики і алевроліти, приурочені до схилів гірських масивів. Палеоген представлений лютською, нижньоменілітовою світами та еоценовими ут- вореннями. Рунську мульду складають масивні пісковики рунської світи верхнього олігоцену. Вони залягають майже горизонтально, нахил до цент- ра мульди – 5–10–15°. Магурський покрив клиноподібною структурою заходить на терито- рію Українських Карпат у районі смт. Перечин. Поширені породи палеоце- ну лютської світи, еоцену і спостерігаються локальні виходи порід верхньої крейди та юри. Палеогенові породи зім’яті переважно в косі складки з на- хилом крил у 30–80° на південний захід. Більш поширені стійкі породи лютської світи із шарами пісковиків та аргілітів. В районі с. Новоселиця локальним масивом вклинюються породи верхньої крейди пуківської світи, представлені червоними мергелями, сірими пісковиками і конгломерата- ми. Такі ж локальні виходи порід юри трапляються в ядрі покриву і локалі- зуються в районі с. Новоселиця та смт Перечин. Вони представлені мерге- лями, які розбиті на окремі блоки, зсунуті відносно один одного і втиснуті у товщі молодших порід. На крайньому південному заході у квадрат досліджуваного регіону по- падають два масиви Вулканічних Карпат. Схили та підніжжя вулканічних пагорбів вкриті утвореннями неогенового віку, які представлені вулканіч- ними породами гутинської світи. Це переважно дацити та їх туфи, андези- то-базальти, андезити і ліпарити пліоценового віку. Після виливу ліпаритів настає перерва у вулканічній діяльності. Початок нової фази вулканізму зна- менує собою бужорська світа, комплекси порід якої приурочені до основи і вершин вулканічних пагорбів. Її складають базальти, андезито-базальти й андезити пізньопліоценового-ранньочетвертинного віку. Ці породи утворені на найпізнішому етапі вулканічної діяльності, після якого вулканізм у райо- ні не проявлявся. Отже, територія досліджень є одним із найскладніших за геолого-гео- морфологічною будовою та слабовивчених регіонів Українських Карпат, в якому чергуються комплекси стійких і податливих порід й морфологічно різні типи рельєфу. Причому це чергування є лінійно вираженим (Верхо- винський вододільний хребет), а також дуго- (Полонинський хребет) та куполоподібним (Вулканічні Карпати, Полонина Рівна). Методика дослідження. Перший етап дослідження включав прив’яз- ку відсканованої геологічної карти до координатної системи UTM (викори- стовували інструментарій програмного пакету Arc/Info). Середня квадра- 254 тична похибка прив’язки на місцевості, визначена за контрольними точка- ми, – близько 200 м. Другим етапом була векторизація контурів геологічної карти. Усього виділено 171 контур, що належав до восьми найпоширеніших на зазначеній території літостратиграфічних підрозділів. Перетвореннями ЦМР за допомогою фокальних операторів ГІС одержано похідні растрові шари нахилів та кривизни поверхні. Аналізів зв’язків між морфолого-морфометричними характеристика- ми рельєфу та геологічною будовою виконаний за допомогою оверлейного аналізу в середовищі ГІС методами дисперсійного і дискримінантного аналізів. Виділено також ієрархічні рівні рельєфу методом побудови авто- корелограми за ЦМР. На основі спектрального аналізу побудовано умовні топографічні поверхні, які відображають певні ієрархічні рівні. Дослідже- но зв’язок між стійкістю порід та їх гіпсометричним положенням у рельєфі, відображеним умовними топоповерхнями. Дисперсійний аналіз є методом, який дає змогу визначити наявність значущих відмінностей певних кількісних характеристик між дискретними рівнями (класами) якісної змінної. Цей метод використано для доведення істотних відмінностей характеристик рослинного покриву між екологічни- ми територіальними одиницями (морфотопами), виділеними в результаті автоматизованої класифікації рельєфу [5]. У нашій роботі залежною якіс- ною (номінальною) змінною виступила належність до виділів різних літо- стратиграфічних підрозділів геологічної карти, як незалежні змінні вико- ристано три “локальні” морфометричні показники: висоту над рівнем моря; схил поверхні (перша похідна за модулем) і сумарну кривизну поверхні (друга похідна за модулем). Метод дискримінантного аналізу дає змогу визначити кількісні змінні, значення яких істотно відрізняються для різних рівнів якісної змінної, та оцінити можливість індикації належності до цих рівнів (класів). Якщо зв’я- зок є суттєвим, можна отримати формули, за якими знаходять імовірність належності до різних класів за значеннями індикаторних кількісних змінних. Дискримінантний аналіз широко використовують ландшафтознавці Мос- ковського державного університету під час вивчення чинників, що зумов- люють диференціацію геосистем [3, 8]. У поданій роботі дискримінантний аналіз застосовано для оцінки можливості індикації місцеположень літо- стратиграфічних підрозділів геологічної карти за морфометричними пара- метрами рельєфу. Рельєф земної поверхні являє собою сукупність ієрархічно підпоряд- кованих форм різного масштабу. Тому топографічна поверхня, відображен- ням якої є ЦМР, – це фактично результат накладання (інтерференції) різно- масштабних морфологічних поверхонь рельєфу. 255 Існує кілька методів кількісного аналізу різномасштабної організації поля рельєфу: геостатистичний (побудова варіограми), автокореляційний, спектральний аналізи і вейвлет-аналіз. Так, автокореляційний аналіз дає змогу визначити значення автокореляційної функції у разі зсуву ряду відносно са- мого себе на один, два або інше довільне число членів ряду (які, у випадку аналізу ЦМР, відповідають растрових пікселам). Зі збільшенням зсуву коре- ляція монотонно зменшується, оскільки висоти у сусідніх точках поверхні корелюють одна з одною, а зі збільшенням відстаней між точками ця кореля- ція послаблюється. Проте на тлі цієї монотонності можна спостерігати ок- ремі хвилі, виположення та перегини, які відображають ієрархію в органі- зації рельєфу. Наприклад, автокореляційний метод використано в процесі багатовимірного аналізу структури рельєфу Калузької області Росії [6]. Одним із способів аналізу ієрархічної структури топографічної по- верхні є спектральний аналіз. Він полягає у розкладанні топографічної по- верхні на сукупність хвиль (синусоїд та косинусоїд), амплітуда яких зале- жить від їх довжини. Метод спектрального аналізу широко застосовують у геології, зокрема, ще у 1956 р. запропоновано використовувати амплітуд- ний спектр для інтерполяції даних буріння і сейсморозвідки з метою виз- начення глибини верхньої поверхні похованого кристалічного фундаменту [2]. Спектральний аналіз використовують також для картування поверхні кристалічного фундаменту на основі даних магнітного знімання [1]. Набагато рідше методи спектрального аналізу застосовують під час вивчення структури рельєфу земної поверхні, незважаючи на те, що ЦМР дуже придатна для такого аналізу. Як приклад регіонального геоморфоло- гічного дослідження з використанням цього методу можна назвати роботу зі спектрального аналізу ЦМР Східноєвропейської рівнини, виконану в Мос- ковському державному університеті [4]. В цьому дослідженні виділено ієрархічні рівні організації рельєфу та отримано карти структурних еле- ментів, виділених на кожному з цих рівнів. Автори припускають, що ієрар- хія структурних елементів рельєфу за методом спектрального аналізу є відоб- раженням дії різних геодинамічних процесів, які мають характерні масш- таби прояву. В дослідженнях американських учених в яких використано близький до спектрального аналізу метод вейвлет-аналізу для побудови моделі різно- масштабної структури топографічної поверхні. Модель дала змогу виокре- мити з континуальної поверхні дискретні морфоформи різних порядків, кожна з яких характеризується певними довжиною, шириною та орієнта- цією [7]. Результати досліджень. У нашій роботі дисперсійний аналіз виявив статистично вірогідну залежність між геологічною будовою та морфомет- 256 ричними показниками: висотою над рівнем моря, схилом поверхні (перша похідна за модулем) і сумарною кривизною поверхні (друга похідна за моду- лем). Значення критерію F дорівнює 2,614 із 44 степенями вільності. Згідно з тестом Tukey, найбільш специфічні морфометричні характеристики властиві ділянкам виходу на поверхню вулканічних порід неогену (статистична зна- чущість відмінностей із більшістю інших підрозділів перевищує 0,99). Тест Фішера, крім того, виявив значну специфічність відмінностей для порід рунсь- кої світи верхнього палеогену та березнинської світи верхньої крейди. Дискримінантний аналіз виявив наявність високої кореляції між зна- ченнями крутизни (нахилу) та кривизни (r = 0,89) та істотно меншої коре- ляції між цими показниками та абсолютною висотою (відповідно r = 0,33 та 0,22). Серед усіх змінних найбільш значущою змінною з погляду відмінно- стей у геологічній будові виявився схил поверхні (F = 11,3), далі – кривизна (F = 8,7), найменш значущою – висота над рівнем моря (F = 4,3). Виявлені залежності дали змогу побудувати класифікаційну модель, яка прогнозує місцеположення геологічних підрозділів з використанням лише морфометричних даних. Загальна точність отриманої класифікації 40%, при цьому зі 100% точністю відтворене лише поширення відкладів середньокросненської світи. Можна дійти висновку, що, хоча зв’язок між розподілом літостратиграфічних категорій та трьома морфометричними ка- тегоріями є статистично значущим із високим ступенем достовірності, проте точність виділення літостратиграфічних підрозділів на основі лише зазна- чених морфометричних показників є досить низькою. ГІС-аналіз показує, що сила зв’язку між геологічною будовою та морфо- логічними параметрами певного району є значною. Проте використання згада- них вище морфометричних показників як самостійних індикаторів геологічної будови недостатньо. Точність індикації можна підвищити, якщо використову- вати інші додаткові морфометричні показники, зокрема такі, що характеризу- ють горизонтальне розчленування рельєфу, форму схилів у плані і профілі. Зок- рема, використання додаткових морфометричних параметрів, які характеризу- ють вищі ієрархічні рівні рельєфу (див. нижче) дало змогу збільшити точність класифікації від 40 до 47 %. Її можна також збільшити, застосувавши детальніші ЦМР, а також більш точну геометричну прив’язку шарів. Морфометричні показники рельєфу можна використовувати як допо- міжне джерело інформації. Так, за допомогою дискримінантного аналізу задають апріорні рівні ймовірностей для класів (які можна визначити за іншими методами). Тоді морфометрію рельєфу використовують лише для уточнення наявних даних. Для аналізу різномасштабної структури поля висот та виділення ха- рактерних масштабних рівнів топоповерхні нами використано метод авто- 257 кореляційного аналізу, який полягає у побудові за розробленим нами алго- ритмом автокорелограми – графіку залежності між кореляцією висот у точ- ках поверхні та відстанню між цими точками (рис. 3). На автокорелограмі, зокрема, чітко вирізняється підвищення в ме- жах відстаней 25–30 км, які відповідають характерним розмірам (ши- рині) головних тектонічних зон (Кросненської та Поркулецької). На мен- ших відстанях спостерігаються перегини автокорелограми, які переваж- но відповідають характерним розмірам різнорангових долинних форм рельєфу. Для побудови різномасштабних топоповерхонь було обрано три про- сторові зрізи, які відповідають основним перегинам у лівій частині автоко- релограми та характеризуються плановими розмірами 3,8 та 15 км. Мето- дом низькочастотної фільтрації (low-pass filtering) отримано похідні ЦМР, які відображають відповідні рівні організації рельєфу (рис. 4, 5). Із відсікан- ням високих частот послідовно усуваються переважно малі ерозійні форми рельєфу (долини малих річок) і ліпше проявляється загальний структурний план рельєфу. Відповідно, отримуємо різномасштабні поверхні, сукупність яких відображатиме ієрархію рельєфу території. Кожен пункт у поверхнях різного зрізу відрізняється за висотою. Так, якщо гіпсометричне положення певного пункту в межах поверхні більшого зрізу суттєво вище від значення висоти реальної поверхні, відображеної на первинній ЦМР, то це засвідчує, що в цьому пункті земна поверхня зазнала зниження через посилене розмивання з боку великих долинних форм. Відпо- відно, існує можливість аналізу прострового розміщення ерозійних форм різного масштабу (з різними характерними розмірами). Як відомо, породи характеризуються неоднаковою стійкістю до еро- зійного розмиву. Нами проаналізовано залежність між геологічною будо- вою та структурою різномасштабних топографічних поверхонь. Зокрема, методом оверлейнового аналізу підраховано середнє значення абсолютних висот літостратиграфічних комплексів, що виходять на земну поверхню, для Ðèñ. 3. Àâòîêîðåëîãðàìà ðàéîíó äîñë³äæåíü 258 Ðèñ. 4. Ðåàëüíà òîïîãðàô³÷íà ïîâåðõíÿ (â ì) Ðèñ. 5. Óìîâíà òîïîãðàô³÷íà ïîâåðõíÿ (â ì) ó ïðîñòîðîâîìó çð³ç³ 15 êì 259 реальної топографічної поверхні та топографічних поверхонь у просторо- вих зрізах 3,8 та 15 км (див. таблицю). Різниця гіпсометричного положення між реальною поверхнею та по- верхнею зрізу у 15 км (відображена у стовпці 6) свідчить про ступінь піддат- ливості порід до руйнування екзогенними процесами. Всі значення зі зна- ком “мінус” указують на негативну тенденцію до руйнування, тобто поро- ди, що складають певну світу, є стійкими. Чим більшим є від’ємне значен- ня, тим стійкішою є певна світа. І навпаки, якщо числове значення різниці висот є додатнім, то породи є податливими і чим воно більше, тим більш м’якими є комплекси порід. З наведеної таблиці видно, що найбільш піддат- ливими до змиву є породи нижньоменілітової світи нижнього олігоцену, складені типовим флішем. Породи цієї світи більш поширені на поло- нинській частині Карпат, переважно складають пологі узгір’я та схили до- лин рік (відрізки річок Люта, Уж, Жденівка). Нерозчленовані породи еоце- ну і крейдяної системи (березнинська, пухівська і свидовецька світи) є по- мірно податливими, що пов’язане із наявністю у складі комплексу порід, крім пісковиків та мергелів, шарів алевролітів, аргілітів та конгломератів. Породи еоцену (Pg2) домінують у регіоні. З ними пов’язані низькі висоти досліджуваного регіону, пологі обриси хребтів, значне горизонтальне роз- членування поверхні. Помірно стійкими є породи нижньо- і середньокрос- ненської світ, у складі яких поряд з аргілітами й алевролітами переважають пісковики. Залягають в основі хребтів Стрийсько-Сянської верховини, при- чому середньокросненські породи зумовлюють округлість вершин верхо- винських ланцюгів, а нижньокросненські – достатню ширину поздовжніх долин. Найстійкішими є породи рунської та лютської світ палеогену, пере- важно складені масивним пісковиками. Лютська світа – найдавніша серед світ палеогену, і залягає найнижче, формуючи більш круті ділянки схилів, уступи та вузькі долини річок. Рунська світа – наймолодша світа палеогену, Òàáëèöÿ. Ñåðåäí³ àáñîëþòí³ âèñîòè ë³òîñòðàòèãðàô³÷íèõ êîìïëåêñ³â äëÿ ðåàëüíî¿ òîïîãðàô³÷íî¿ ïîâåðõí³ òà òîïîãðàô³÷íèõ ïîâåðõîíü ó ð³çíèõ ïðîñòîðîâèõ çð³çàõ 3, 8 òà 15 êì Висота поверхні при зрізі у Геологічна світа Реальна висота, м 3 км, м 8 км, м 15 км, м Різниця висот зрізу у 15 км і реальної поверхні, м Березнинська 414,8 422,4 435,8 447,3 32,5 Пухівська 398,5 414,1 464,6 434,3 35,8 Свидовецька 549,3 570,5 606,6 573,0 23,7 Лютська 640,3 628,7 582,2 555,9 -84,4 Еоцен (нерозчленований) 557,5 558,4 569,8 590,1 32,6 Нижньоменілітова 596,4 597,7 628,3 663,0 66,6 Нижньокросненська 710,6 697,3 689,0 677,5 -33,1 Середньокросненська 695,9 682,9 663,5 639,2 -56,7 Рунська 1087,4 1087,1 1054,0 920,5 -166,9 260 приурочена лише до вершини і привер- шинних схилів масиву Полонина Рівна, що зумовлює його найвище положення у рельєфі в межах регіону. Різниця висот умовної топографіч- ної поверхні у певному просторовому зрізі та реальної топографічної поверхні відоб- ражає глибину врізання ерозійних форм відповідного просторового масштабу. Так, зіставивши рис. 2 та 6 добре простежує- мо зв’язок між цією різницею та поши- ренням порід з різним ступенем стійкості. Порівняльний аналіз висот топог- рафічних поверхонь різного масштабу дає змогу оцінити ступінь руйнування геологічних порід під впливом різного характеру ерозійних систем. Так, у породах крейдяної системи переважно поширені малі долини річок (спостерігається суттєва різниця між висота- ми актуальної поверхні та поверхні 3 км), що здійснюють незначний ерозій- ний розмив поверхні. У породах нижньоменілітової світи та нерозчлено- ваного еоцену домінують більші за розмірами флювіальні морфоформи, сила потоку яких є значною для здійснення інтенсивного розмивання. Аналіз відносних висот різномасштабних топографічних поверхонь, доповнений інформацією про ступінь неотектонічних піднять, дає змогу оцінити інтен- сивність різномасштабних ерозійних процесів. Висновки. Результати досліджень взаємозв’язків морфометричних по- казників рельєфу із геологічною структурою методами ГІС можуть бути використані для інтерполяції даних свердловин у межах вузьких, окремо взятих ділянок на більші площі території, не охоплені геологічним зніман- ням. Оверлейновий аналіз підтверджує існуючі взаємозв’язки між стійкістю порід і характером розчленування поверхні рельєфу та її гіпсометричним положенням. За умовними ієрархічні зрізами, що відображають узагаль- нені контури мезорельєфу, можна проаналізувати ступінь і вибірковість де- нудації, пов’язаної з неотектонікою та характером порід вибраного регіону досліджень. 1. Бабаянц П.С., Блох Ю.И., Трусов А.А. Изучение рельефа поверхности кристаллического фундамента по данным магниторазведки // Геофизика. – 2003. – № 4. – С. 37–40. Ðèñ. 6. Ð³çíèöÿ âèñîò óìîâíî¿ òîïîãðàô³÷íî¿ ïîâåðõí³ (â ì) ó ïðîñòîðîâîìó çð³ç³ 15 êì òà ðåàëüíî¿ òîïîïîâåðõí³ 261 2. Иванов В.К. О распределении особенностей потенциала // Успехи мат. наук. – 1956. – 11. Вып. 5(71). – С. 67–70. 3. Козлов Д. Н. Инвентаризация ландшафтного покрова методами пространственного ана- лиза для целей ландшафтного планирования // Ландшафтное планирование: общие осно- вания, методология, технология. Тр. Междунар. школы-конф. “Ландшафтное планиро- вание”. – М.: Изд-во МГУ, 2006. – С. 117–137. 4. Котлов И. П., Пузаченко Ю. Г. Структура рельефа Русской равнины как ландшафтообра- зующего фактора // Там же. – С. 166–172. 5. Мкртчян А. С. Автоматизированное выделение ландшафтных единиц путем классифика- ции рельефа с применением ГИС // Там же. – С. 203–208. 6. Пузаченко Ю. Г., Онуфреня И. А., Алещенко Г. М. Многомерный анализ структуры рель- ефа (метод главных компонент) // Изв. АН. Сер. геогр. – 2004. – № 1. – С. 26–36. 7. Gallant J.C., Hutchinson M.F. Towards an understanding of landscape scale and structure // Proceed. Тhird Int. Conf. on Integrating GIS and Environmental Modelling. – Santa Barbara: National Center for Geogr. Information and Analysis, 1996. – http://www.ncgia.ucsb.edu/conf/ santa_fe.html. 8. Syssouev V. Modelling geosystem differentiation // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. геогр. – 2004. – Вип. 31. – С. 340–349. http://www.ncgia.ucsb.edu/conf/

Репозитарії

Схожі ресурси