Methods of automated allocation of catchment basins according to digital elevation models (on the example of Skoliv district of Lviv region)

dc.citation.epage84
dc.citation.issue93
dc.citation.journalTitleГеодезія, картографія і аерофотознімання
dc.citation.spage72
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorПроцик, Михайло
dc.contributor.authorЧетверіков, Борис
dc.contributor.authorДорожинський, Олександр
dc.contributor.authorІваневич, Андрій
dc.contributor.authorProtsyk, Mykhailo
dc.contributor.authorChetverikov, Borys
dc.contributor.authorDorozhynskyy, Oleksandr
dc.contributor.authorIvanevych, Andrii
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-03-02T09:08:43Z
dc.date.available2023-03-02T09:08:43Z
dc.date.created2021-03-12
dc.date.issued2021-03-12
dc.description.abstractМета. Вдосконалити методику автоматизованого виділення водозбірних басейнів та отримання гідрологічних та морфометричних характеристик на базі цифрових моделей рельєфу. Методика і результати роботи. Необхідною умовою коректного визначення пониження рельєфу місцевості є наявність точок істинного потоку на краю розрахункової області (якщо річка впадає в озеро, то воно не повинно входити в розрахункову територію цілком, в іншому випадку будуть отримані невірні результати). За допомогою виконання операції визначення пониження рельєфу місцевості створюється нова ЦМР, яка не містить фіктивних понижень рельєфу. На наступному кроці вона використовується в якості вхідних даних для розрахунку напрямку потоку по алгоритму D8. За запропонованою технологічною схемою необхідно опрацювати покроково наступні шість блоків: заповнення замкнутих депресій, розрахунок напрямку стоку, розрахунок сумарного стоку, створення точкового векторного набору даних замикаючих створів (точок гирла), створення границь водозбірних басейнів, растрово векторне перетворення даних. В результаті експериментальних та теоретичних досліджень апробовано методику автоматизованого виділення водозбірних басейнів, а саме визначення гідрологічних та морфометричних параметрів рельєфу. Проведено ранжування басейнів за цими параметрами відповідно до існуючих класифікацій, складена серія відповідних тематичних електронних карт. Необхідно сказати, що в Сколівському районі Львівської області розташовано 590 водозбірних басейнів, а їхня площа становить 1407 км2. Водозбірні басейни класифіковані за вистою, а саме: низько-гірських басейнів в регіоні 6 шт, площа їх становить 7 км2; середньогірських – 360 шт, площа 755 км2; високо-гірських – 224 шт, площа 645 км2. Класифіковано басейни за середнім ухилом: перша категорія – це дуже пологі схили (0–3 градуси) – 27 басейнів, площа 7 км2; друга категорія – це покаті схили (9–12 градусів), 128 басейнів, площа 303 км2; третя категорія – це круті схили (12–15 градусів і більше), 225 басейнів, площа 648 км2. Проведено оцінку точності між опорною та вихідною моделлю рельєфу. Отримано для ухилів СКВ = 0,63 м, для висоти – СКВ = 5,43 м. Наукова новизна і практична значущість. Запропоновано технологічну схему автоматизованого виділення водозбірних басейнів за цифровими моделями рельєфу на прикладі Сколівського району Львівської області та опрацьовано методику виділення водозбірних басейнів. За опрацьованою методикою побудовані карти водотоків різних порядків та їх водозбірних басейнів і виконано класифікацію басейнів по площі на територію Сколівського адміністративного району. Ці результати можуть бути використані місцевими організаціями для моніторингу водних ресурсів.
dc.description.abstractAim of the work. To develop a method of automated allocation of catchment basins and obtaining their hydrological and morphometric characteristics, which is based on digital terrain models. Methods and results of work. A necessary condition for the correct filling of the terrain is the presence of points of true flow at the edge of the settlement area (if the river flows into the lake, it should not enter the calculated area completely, otherwise incorrect results will be obtained). By performing the operation of filling the relief of the terrain, a new dem is created, which does not contain fictitious depressions and is used in the next step as input data to calculate the flow direction according to the algorithm d8. According to the proposed technological scheme it is necessary to process step by step the following six blocks: filling of closed depressions, calculation of runoff direction, calculation of total runoff, creation of point vector data set of closing points (mouth points), creation of watershed boundaries, raster-vector data conversion. Theoretical research tested the method of automated allocation of watersheds, namely the determination of hydrological and morphometric parameters of the terrain. The pools were ranked according to these parameters according to the existing classifications, a series of relevant thematic electronic maps was compiled. It should be noted that in Skole district of lviv region there are 590 catchment areas, and their area is 1407 km2. Watersheds are classified by outcrop, namely low-mountain basins in the region of 6, their area is 7 km2, medium-mountain 360, area 755 km2, high-mountain 224, area 645 km2. Pools are classified according to the average slope: the first category from 0–3 degrees, very gentle slopes – pools 27, area 7 km2; the second category from 9–12 degrees, sloping slopes-pools of 128, the area 303 km2; the third category from 12–15> degrees, steep slopes – pools of 225, the area 648 km2. The accuracy between the reference and the original relief model was evaluated. We can say that sle = 0.63 m slope, sle = 5.43 m height. Scientific novelty and practical significance. The technological scheme of automated separation of catchment basins according to digital relief models for Skoliv district of lviv region is proposed and the method of separation of catchment basins is worked out. According to the developed method, maps of watercourses of different orders and their catchment basins and classification of basins by area on the territory of Skole administrative district, which can be used by local organizations on water resources, are constructed
dc.format.extent72-84
dc.format.pages13
dc.identifier.citationMethods of automated allocation of catchment basins according to digital elevation models (on the example of Skoliv district of Lviv region) / Mykhailo Protsyk, Borys Chetverikov, Oleksandr Dorozhynskyy, Andrii Ivanevych // Geodesy, cartography and aerial photography. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2021. — No 93. — P. 72–84.
dc.identifier.citationenMethods of automated allocation of catchment basins according to digital elevation models (on the example of Skoliv district of Lviv region) / Mykhailo Protsyk, Borys Chetverikov, Oleksandr Dorozhynskyy, Andrii Ivanevych // Geodesy, cartography and aerial photography. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2021. — No 93. — P. 72–84.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/istcgcap2021.93.072
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/57470
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Національного університету “Львівська політехніка”
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofГеодезія, картографія і аерофотознімання, 93, 2021
dc.relation.ispartofGeodesy, cartography and aerial photography, 93, 2021
dc.relation.referencesArthur N. Strahler (1957). Quantitative analysis of
dc.relation.referenceswatershed geomorphologe. Trans. Amer. Geophys.
dc.relation.referencesUnion, 38(6). 913–920.
dc.relation.referencesBors, A. G (2001). Introduction of the Radial Basis
dc.relation.referencesFunction (RBF) Networks. Online Symposium for
dc.relation.referencesElectronics Engineers. DSP Algorithms: Multimedia.
dc.relation.references(Vol. 1, No. 1, p. 1–7).
dc.relation.referencesBussettini, M, Percopo, C, Lastoria, B, Mariani, S. (2014).
dc.relation.referencesA method for characterizing the stream flow regime
dc.relation.referencesin Europe. In: Lollino G, Arattano M, Rinaldi M,
dc.relation.referencesGiustolisi O, Marechal JC, Grant GE (eds) Engineering
dc.relation.referencesgeology for society and territory, volume 3,
dc.relation.referencesproceedings IAEG XII congress, Springer
dc.relation.referencesInternational Publishing Switzerland, p 323–326.
dc.relation.referencesdoi:10.1007/978-3-319-09054-2_71
dc.relation.referencesDamoiseaux, T. (2000). Topographic map generation in
dc.relation.referenceshigh mountainous areas by means of InSAR
dc.relation.referencesdata. International Archives of Photogrammetry and
dc.relation.referencesRemote Sensing, 33(B1), 54–61.
dc.relation.referencesGonzález-Díez Alberto, Cecilia Giusti, Juan Remondo,
dc.relation.referencesAlmudena De La Pedraja, Jose R. Díaz De Terán,
dc.relation.referencesJuan González-Lastra, Juan M. Aramburu, & Antonio
dc.relation.referencesCendrero (2000). Integrated data sets for land-use
dc.relation.referencesplanning, natural hazards and impact assessment in
dc.relation.referencesguipuzcoa, Basque country, Spain. The international
dc.relation.referencesarchives of photogrammetry and remote sensing. vol.
dc.relation.referencesXXXIII, supplement b7. Amsterdam. p. 54–60.
dc.relation.referencesGonzález del Tánago, M., Martínez-Fernández, V., &
dc.relation.referencesGarcía de Jalón, D. (2016). Diagnosing problems
dc.relation.referencesproduced by flow regulation and other disturbances
dc.relation.referencesin Southern European Rivers: the Porma and
dc.relation.referencesCurueño Rivers (Duero Basin, NW Spain). Aquatic
dc.relation.referencessciences, 78(1). doi:10.1007/s00027-015-0428-1
dc.relation.referencesFuller, I. C., Reid, H. E., & Brierley, G. J. (2013). Methods
dc.relation.referencesin geomorphology: investigating river channel form.
dc.relation.referencesIn Treatise on geomorphology: Methods in
dc.relation.referencesgeomorphology (p. 73–91). Elsevier.
dc.relation.referencesKinnell, P. I. (2005). Alternative approaches for determining
dc.relation.referencesthe USLE‐M slope length factor for grid cells. Soil
dc.relation.referencesScience Society of America Journal, 69(3), 674–680.
dc.relation.referencesLindsay, J. B. (2014, April). The whitebox geospatial
dc.relation.referencesanalysis tools project and open-access GIS. In
dc.relation.referencesProceedings of the GIS Research UK 22nd Annual
dc.relation.referencesConference, The University of Glasgow (p. 16–18).
dc.relation.referencesMaltsev, K., Yermolaev, O., & Mozzherin, V. (2012).
dc.relation.referencesMapping and spatial analysis of suspended sediment
dc.relation.referencesyields from the Russian Plain. IAHS-AISH Publication, 356, 251–258.
dc.relation.referencesMaltsev, K. A., & Yermolaev, O. P. (2014). Using dems
dc.relation.referencesfor automatic plotting of catchments. Geomorphology. (1), 45–53. (in Russian)
dc.relation.referencesMaltsev, K. A., Yermolaev, O. P., & Mozzherin, V. V.
dc.relation.references(2015). Suspended sediment yield mapping of
dc.relation.referencesNorthern Eurasia. Proceedings of the International
dc.relation.referencesAssociation of Hydrological Sciences, 367, 326–332.
dc.relation.referencesMeitzen, K. M., Doyle, M. W., Thoms, M. C., &
dc.relation.referencesBurns, C. E. (2013). Geomorphology within the
dc.relation.referencesinterdisciplinary science of environmental flows.
dc.relation.referencesGeomorphology, 200, 143–154.
dc.relation.referencesO'Callaghan, J. F., & Mark, D. M. (1984). The extraction
dc.relation.referencesof drainage networks from digital elevation data.
dc.relation.referencesComputer vision, graphics, and image processing, 28(3), 323–344.
dc.relation.referencesRinaldi, M., Surian, N., Comiti, F., & Bussettini, M.
dc.relation.references(2013). A method for the assessment and analysis of
dc.relation.referencesthe hydromorphological condition of Italian
dc.relation.referencesstreams: The Morphological Quality Index (MQI).
dc.relation.referencesGeomorphology, 180, 96–108.
dc.relation.referencesTadaki, M., Brierley, G., & Cullum, C. (2014). River
dc.relation.referencesclassification: theory, practice, politics. Wiley
dc.relation.referencesInterdisciplinary Reviews: Water, 1(4), 349–367.
dc.relation.referencesYermolaev, O. P., Maltsev, K. A., Mozherin, V. V., &
dc.relation.referencesMozherin V. I. (2012). Global geoinformation system
dc.relation.references“suspended sediment yield in the river basins of the
dc.relation.referencesearth”. Geomorphology. (2). 50–58. (in Russian)
dc.relation.referencesenArthur N. Strahler (1957). Quantitative analysis of
dc.relation.referencesenwatershed geomorphologe. Trans. Amer. Geophys.
dc.relation.referencesenUnion, 38(6). 913–920.
dc.relation.referencesenBors, A. G (2001). Introduction of the Radial Basis
dc.relation.referencesenFunction (RBF) Networks. Online Symposium for
dc.relation.referencesenElectronics Engineers. DSP Algorithms: Multimedia.
dc.relation.referencesen(Vol. 1, No. 1, p. 1–7).
dc.relation.referencesenBussettini, M, Percopo, C, Lastoria, B, Mariani, S. (2014).
dc.relation.referencesenA method for characterizing the stream flow regime
dc.relation.referencesenin Europe. In: Lollino G, Arattano M, Rinaldi M,
dc.relation.referencesenGiustolisi O, Marechal JC, Grant GE (eds) Engineering
dc.relation.referencesengeology for society and territory, volume 3,
dc.relation.referencesenproceedings IAEG XII congress, Springer
dc.relation.referencesenInternational Publishing Switzerland, p 323–326.
dc.relation.referencesendoi:10.1007/978-3-319-09054-2_71
dc.relation.referencesenDamoiseaux, T. (2000). Topographic map generation in
dc.relation.referencesenhigh mountainous areas by means of InSAR
dc.relation.referencesendata. International Archives of Photogrammetry and
dc.relation.referencesenRemote Sensing, 33(B1), 54–61.
dc.relation.referencesenGonzález-Díez Alberto, Cecilia Giusti, Juan Remondo,
dc.relation.referencesenAlmudena De La Pedraja, Jose R. Díaz De Terán,
dc.relation.referencesenJuan González-Lastra, Juan M. Aramburu, & Antonio
dc.relation.referencesenCendrero (2000). Integrated data sets for land-use
dc.relation.referencesenplanning, natural hazards and impact assessment in
dc.relation.referencesenguipuzcoa, Basque country, Spain. The international
dc.relation.referencesenarchives of photogrammetry and remote sensing. vol.
dc.relation.referencesenXXXIII, supplement b7. Amsterdam. p. 54–60.
dc.relation.referencesenGonzález del Tánago, M., Martínez-Fernández, V., &
dc.relation.referencesenGarcía de Jalón, D. (2016). Diagnosing problems
dc.relation.referencesenproduced by flow regulation and other disturbances
dc.relation.referencesenin Southern European Rivers: the Porma and
dc.relation.referencesenCurueño Rivers (Duero Basin, NW Spain). Aquatic
dc.relation.referencesensciences, 78(1). doi:10.1007/s00027-015-0428-1
dc.relation.referencesenFuller, I. C., Reid, H. E., & Brierley, G. J. (2013). Methods
dc.relation.referencesenin geomorphology: investigating river channel form.
dc.relation.referencesenIn Treatise on geomorphology: Methods in
dc.relation.referencesengeomorphology (p. 73–91). Elsevier.
dc.relation.referencesenKinnell, P. I. (2005). Alternative approaches for determining
dc.relation.referencesenthe USLE‐M slope length factor for grid cells. Soil
dc.relation.referencesenScience Society of America Journal, 69(3), 674–680.
dc.relation.referencesenLindsay, J. B. (2014, April). The whitebox geospatial
dc.relation.referencesenanalysis tools project and open-access GIS. In
dc.relation.referencesenProceedings of the GIS Research UK 22nd Annual
dc.relation.referencesenConference, The University of Glasgow (p. 16–18).
dc.relation.referencesenMaltsev, K., Yermolaev, O., & Mozzherin, V. (2012).
dc.relation.referencesenMapping and spatial analysis of suspended sediment
dc.relation.referencesenyields from the Russian Plain. IAHS-AISH Publication, 356, 251–258.
dc.relation.referencesenMaltsev, K. A., & Yermolaev, O. P. (2014). Using dems
dc.relation.referencesenfor automatic plotting of catchments. Geomorphology. (1), 45–53. (in Russian)
dc.relation.referencesenMaltsev, K. A., Yermolaev, O. P., & Mozzherin, V. V.
dc.relation.referencesen(2015). Suspended sediment yield mapping of
dc.relation.referencesenNorthern Eurasia. Proceedings of the International
dc.relation.referencesenAssociation of Hydrological Sciences, 367, 326–332.
dc.relation.referencesenMeitzen, K. M., Doyle, M. W., Thoms, M. C., &
dc.relation.referencesenBurns, C. E. (2013). Geomorphology within the
dc.relation.referenceseninterdisciplinary science of environmental flows.
dc.relation.referencesenGeomorphology, 200, 143–154.
dc.relation.referencesenO'Callaghan, J. F., & Mark, D. M. (1984). The extraction
dc.relation.referencesenof drainage networks from digital elevation data.
dc.relation.referencesenComputer vision, graphics, and image processing, 28(3), 323–344.
dc.relation.referencesenRinaldi, M., Surian, N., Comiti, F., & Bussettini, M.
dc.relation.referencesen(2013). A method for the assessment and analysis of
dc.relation.referencesenthe hydromorphological condition of Italian
dc.relation.referencesenstreams: The Morphological Quality Index (MQI).
dc.relation.referencesenGeomorphology, 180, 96–108.
dc.relation.referencesenTadaki, M., Brierley, G., & Cullum, C. (2014). River
dc.relation.referencesenclassification: theory, practice, politics. Wiley
dc.relation.referencesenInterdisciplinary Reviews: Water, 1(4), 349–367.
dc.relation.referencesenYermolaev, O. P., Maltsev, K. A., Mozherin, V. V., &
dc.relation.referencesenMozherin V. I. (2012). Global geoinformation system
dc.relation.referencesen"suspended sediment yield in the river basins of the
dc.relation.referencesenearth". Geomorphology. (2). 50–58. (in Russian)
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2021
dc.subjectводозбірні басейни
dc.subjectЦМР
dc.subjectSRTM
dc.subjectморфометричні характеристики
dc.subjectгідрологічні характеристики
dc.subjectcatchment basins
dc.subjectDEM
dc.subjectSRTM
dc.subjectmorphometric characteristics
dc.subjecthydrological characteristics
dc.subject.udc528.92
dc.titleMethods of automated allocation of catchment basins according to digital elevation models (on the example of Skoliv district of Lviv region)
dc.title.alternativeМетодика автоматизованого виділення водозбірних басейнів за цифровими моделями рельєфу (на прикладі Сколівського району Львівської області)
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Thumbnail Image
Name:
2021n93_Protsyk_M-Methods_of_automated_allocation_72-84.pdf
Size:
729.75 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Thumbnail Image
Name:
2021n93_Protsyk_M-Methods_of_automated_allocation_72-84__COVER.png
Size:
515.27 KB
Format:
Portable Network Graphics

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.94 KB
Format:
Plain Text
Description: