Выбор цифровых моделей рельефа (ЦМР) и геоинформационных систем (ГИС) для анализа экзогенных процессов на севере Русской плиты

Выбор глобальной цифровой модели рельефа для построения на ее основе производных продуктов основывается на целях и задачах исследований. Главным критерием необязательно должна быть детальность данных. Для некоторых областей задач вполне могут подойти и менее детальные цифровые модели, для других же разрешение ЦМР является главным критерием.
Создание ЦМР связано со значительными затратами времени и средств, в связи с этим имеет смысл использовать существующие глобальные модели высот, если их точность удовлетворяет требованиям текущего проекта. Ориентировочно с помощью доступных на сегодняшний день глобальных ЦМР можно получать выходные материалы в масштабах от 1:25 000 и мельче. Учитывая площадь исследуемого региона (589.913 тыс. кв. км без НАО) наиболее оптимально использование цифровых моделей уровня DTED-2. Для больших территорий рациональным является использование свободно распространяемых ЦМР, т.к. использование платных ЦМР позволяет оценить их качество и пригодность для геоморфометрического анализа только после приобретения.
Сравнив актуальные на сегодняшний день глобальные цифровые модели рельефа (распространяемые свободно), можно сделать вывод о том, какие из них наиболее полно удовлетворяют задачи расчета параметров рельефа Архангельской области.
Наиболее точными по разрешению являются модели SRTM и ASTER GDEM. Первая из них практически не нуждается в подготовке и устранении артефактов и пустот, но ЦМР SRTM не покрывает территорию Архангельской области, поэтому данная модель была исключена из выбора. Остальные модели, такие как GTOPO30, GMTED2010, ACE2, ETOPO и др. имеют не только более грубое разрешение, но и достаточно неоднородны по используемому исходному материалу, что влечет за собой точность, меняющуюся от региона к региону. К тому же, во всех этих ЦМР для коррекции использовались данные SRTM, которые не охватывают территорию исследования. Наиболее оптимальная из оставшихся - это ASTER GDEM, как имеющая самое детальное пространственное разрешение в сочетании с точностью по высоте и однородности исходного материала.
Программных продуктов, реализующих функции геоинформационных систем, достаточно много. В целом все они обладают схожим набором возможностей, но одни из них делают упор на решение каких-либо определенных задач, например, расчет характеристик рельефа, а некоторые пытаются охватить как можно более широкий круг задач. Кроме того, выбор той или иной геоинформационной системы основывается на доступности программного продукта, так как некоторые из них распространяются под свободной лицензией, а некоторые продукты платные. Авторами был проведен сравнительный анализ наиболее распространенных геоинформационных систем (ГИС): ArcGIS (модуль Spatial Analysist); MapInfo (модуль Vertical Mapper); SAGA (модуль Terrain Analysis); GRASS; QGIS (Quantum GIS); gvSIG (модуль SEXTANTE) и др.), их возможностей, методов обработки рельефа. Анализ проводился, в первую очередь, для сопоставления возможностей анализа рельефа и расчета геоморфометрических параметров. Т.е. анализировались модули обработки цифровых моделей рельефа, входящие в структуру ГИС или привлекаемых из других ГИС.
При выборе конкретной ГИС для анализа картографических данных необходимо учитывать широкий спектр характеристик системы: поддерживаемые функции системой, наличие русификации интерфейса и руководства пользователя (что не обязательно), надежность работы, легкость расширения функциональности.
Учитывая задачи исследования, наиболее пригодной для геоморфометрического анализа рельефа является SAGA GIS.
Исследование выполнено при финансовой поддержке ФАНО России, тема 0410-2014-0024 «Разработка комплексной физико-геоэкологической количественной модели взаимодействия (литосфера, гидросфера, биосфера, атмосфера и, частично, ионосфера) в районах тектонических узлов севера Русской плиты и оценка их влияния на окружающую среду» и программы УрО РАН, проект 0410-2015-0016 "Отражение проявлений кимберлитового магматизма и зон глубинного нефтегазообразования в современном геодинамическом режиме Арктического сегмента земной коры"