proiect aplicaţie diham: pretabilitatea reliefului pentru...
TRANSCRIPT
1
Proiect aplicaţie Diham:
Pretabilitatea reliefului pentru dezvoltarea domeniului schiabil în arealul
Predeal – Buşteni (21-24 februarie 2016)
Proiectul se adresează: masteranzilor anului I, ce participă la aplicaţia practică de la
Diham: anul I master- Geomorfologie şi Cartografie cu elemente de cadastru, Geografie
Aplicată și Dezvoltare Regională.
Pe baza realizării proiectului în situ se va efectua notarea pe primul semestru la disciplina
Practica profesională.
Descrierea proiectului: prin realizarea acestui proiect se urmăreşte analiza factorilor
de favorabilitate şi restrictivitate impuşi de geodeclivitate, orientarea versanţilor și prezența
stratului de zăpadă, pentru identificarea arealelor pretabile dezvoltării unui domeniului
schiabil în zona Predeal – Buşteni (unde se va realiza deplasarea în teren).
Obiective:
Identificarea factorilor favorabili şi mai puţini favorabili pentru dezvoltarea
domeniului schiabil. La sfârşitul aplicaţiei, studenţii trebuie să fie capabili să identifice şi
elementele favorabile şi cele nevaforabile pentru construcţia pârtiilor de schi, să le
reprezinte cartografic prin intermediul programelor de GIS şi să le valideze pe teren.
2
Etapele proiectului:
Etapa I. Joi (11 februarie) – Sâmbătă (20 februarie): Etapa de laborator
Se lucrează pe echipe, folosind programul ArcGIS (sau alte aplicații GIS).
Cerinţe: realizaţi harta pretabilităţii pentru constucţia unor pârtii de schi, în arealul
Predeal-Buşteni. Harta se va realiza folosind datele din folderul „date_diham” (atenție, aveti
un strat de tip *lyr: Vectori.lyr pe care vi-l recomandăm să-l folosiți pentru a avea toate
echipele aceeași simbolizare) şi indicaţiile din tutorialul atașat. Fiecare echipă trebuie să
gasească valorile optime pentru reclasificările parametrilor luați în calcul (geodeclivitate,
orientare, grosimea stratului de zăpadă).
Pentru realizarea proiectului masteranzii sunt grupaţi în 8 echipe:
sef echipa
ECHIPA 1 Păroiu Alin Ignat Liliana, Drilea Andreea, Păun Gheorghe,
Placinta Ana Maria, Dună Rebeca
ECHIPA 2 Ioniță Marius Străistaru Alexandra , Dobrescu Denisa, Mortu
Valentina, Balan Laura, Dumitru Cristina
ECHIPA 3 Nechita Vladimir Ioniță Lavinia, Bocu Patricia, Bărăitaru Dumitru,
Diaconescu Valentina, Jianu Paula
ECHIPA 4 Pîrvan Marius Barbu Cristina, Zaharescu Ana Maria, Pana Gabriel, Iosifescu Raluca, RotaruEduard, Voicu Laura
ECHIPA 5 Recu Ana Maria Miu Adriana, Runcan Andrei, Apostu Monica, Voineci Adelin Daniel, Oprea Bianca, Iscu Ana
ECHIPA 6 Bâjgoiu Raluca Ven Damian, Comariceanu Madalina, Ganea Ana Maria, Necula Andreea
ECHIPA 7 Ciolan Alina Bălan Simona, Mînzu George, Ionita Dana-Maria,
Margarint Ioan, Tufănoiu Ionuț
ECHIPA 8 Cojocaru Teodor Frățilă Raluca, Bucur Maria, Șolcan Traian,
Popa Eliana, Dumba Andreea
Metode folosite în realizarea proiectului:
Fiecare echipă va realiza harta pretabilităţii pentu dezvoltarea domeniului
schiabil/construirea pârtiilor de schi folosind o metodologie (urmând modelul prezentat la
final) ce va include trei parametrii:
a. geodeclivitatea (pantele),
b. orientarea versanţilor (cu valorile stabilite de către echipă)
c. grosimea stratului de zăpadă, folosind datele de la stațiile meteo: Predeal (1000 m)
și Vf. Omu (2500 m).
3
Date meteo:
Stația meteo Predeal (1000 m) Vf Omu (2500 m)
Perioada Grosimea stratului de zăpadă
Grosimea stratului de zăpadă
1961-1970 71,258 cm 148,84 cm
1970-1979 70 cm 249,355 cm
1980-1989 98,12 cm 212,82 cm
1990-1999 118,964 cm 308,876 cm
2000-2009 132,714 cm 267,746 cm
2010-2012 174,266 cm 308,523 cm
1961-2012 127,55 cm 248,86 cm
Atenţie! Harta finală a pretabilităţii se va printa color, de către fiecare echipă, pe o
foaie A3 şi se va aduce duminică (21 februarie 2016) în aplicaţia practică.
Etapa a II –a. Duminică (21 februarie) – Miercuri (24 februarie): Etapa de teren
Obiective:
- analiza facorilor de mediu şi a caracteristicilor reliefului în situu;
- compararea rezultatelor în funcţie de seturile de date folosite de către fiecare echipă;
- validarea în teren a rezultatelor;
- stabilirea celor mai bune areale pentru dezvoltarea de pârtii de schi;
- concluzii.
Etapa a III –a
Evaluarea rezultatelor şi obţinerea notelor pentru practica de specialitate, semestul I
anul universitar 2015/2016.
4
Exemplu: Pretabilitatea reliefului pentru dezvoltarea unui
domeniu schiabil comun Predeal – Azuga
Prin realizarea acestui exemplu se urmăreşte analiza factorilor de favorabilitate şi
restiricivitate pentru identificarea arealelor pretabile pentru dezvoltarea domeniului schiabil
în staţiunile Predeal – Azuga.
Metodologie:
Pentru determinarea pretabilităţii arealului pentru dezvoltarea domeniului schiabil se
pot lua în calcul mai mulţi parametrii ai reliefului: geodeclivitate, orientarea versanţilor,
geologie, utilizarea terenului, procese geomorfologice, temperatură medie anuală, strat de
zăpadă etc. În prezentul exemplu se va lucra trei parametrii: geodeclivitate (pante),
orientarea versanţilor și grosime stratului de zăpadă.
Etape:
Etapa 1. Realizarea DEM-ului:
DEM –ul se realizează în programul ArcGis prin interpolarea curbelor de nivel (din
folderul date - vectori) în limita arealului, utilizând funcţia Topo to Raster din ArcToolbox -
Spatial Analyst Tools – Interpolation: Input feature data: curbe_nivel, Field: ELEVATION,
Output surface raster: dem, Output cell size: 1 - OK .
Utilizând DEM-ul creat se poate realiza Hillshade-ul sau umbrirea reliefului
(ArcToolbox - Spatial Analyst Tools – Surface Analyst Tools – Hillshade (Imput Surface: dem, Z
factor:1 sau 2 - exagererea reliefului)) utilizat pentru redarea efectului 3D al reliefului. Acest
hillshade se poate suprapune peste alte layere după ce i se dă transperenţă de 50 - 60%
(Display – Transperency: 50).
5
Date utilizate pentru exemplu
Geodeclivitate (gd)
Grade
(valori
actuale)
Valori
reclasi
ficare
Pretabilitate
< 5 0 5 Nefavorabilă
5 0 -10 0 3 Puţin favorabilă
10 0 - 40 0 2 Favorabilă
40 0- 50 0 3 Puţin favorabilă
> 50 0 5 Nefavorabilă
Orientarea versanţilor (ov)
Orientare (valori
actuale)
Valori
reclasifi
care
Pretabilitate
Nord (337.5 – 22.5) 7 Favorabilă
Nord-est (22.5 – 67.5) 7 Favorabilă
Est (67.5 – 112.5) 9 Puţin favorabilă
Sud-est (112.5 – 157.5) 9 Puţin favorabilă
Sud (157.5 – 202.5) 11 Nefavorabilă
Sud-vest (202.5 – 247.5) 9 Puţin favorabilă
Vest (247.5 – 292.5) 9 Puţin favorabilă
Nord-vest (292.5 –
337.5)
7 Favorabilă
Pretabilitate geodeclivitate (gd) * orientare (ov)
Clase Semnificaţie clase Valori reclasificare Pretabilitate
14 (2*7) gd favorabilă – ov favorabilă 2 Favorabilă
18 (2*9) gd favorabilă – ov puţin favorabilă 3 Puţin favorabilă
21 (3*7) gd puţin favorabilă – ov favorabilă 2 Favorabilă
22 (2*11) gd favorabilă – ov nefavorabilă 5 Nefavorabilă
27 (3*9) gd puţin favorabilă – ov puţin favorabilă 3 Puţin favorabilă
33 (3*11) gd puţin favorabilă – ov nefavorabilă 5 Nefavorabilă
35 (5*7) gd nefavorabilă – ov favorabilă 5 Nefavorabilă
45 (5*9) gd nefavorabilă – ov puţin favorabilă 5 Nefavorabilă
55 (5*11) gd nefavorabilă – ov nefavorabilă 5 Nefavorabilă
Etapa a 2 -a. Realizarea hărţii geodeclivităţii (harta pantelor): în programul ArcGis se
aplică funcţia Slope din ArcToolbox - Spatial Analyst Tools - Surface Analyst Tools. Rasterul
rezultat se reclasifică în 5 clase (la Break Values se modifică valorile în funcţie de setul de date
al fiecărei echipe) (dublu click pe layer - Symbology – Classified – Classes: 5 – Classify – Break
6
Value: 5, 10, 40, 60 iar ultima ramâne nemodificată). Se schimbă şi paleta de culori
(Symbology – Classified – Color Ramp) (Fig. 1).
Acesta este gridul (cu denumirea: geodeclivitate_5clase) ce va fi reclasifictat (Arc
Toolbox - Spatial Analyst Tools - Reclass – Reclassify) în 3 clase, rezultând gridul cu
denumirea: geodeclivitate_3clase (geodeclivitate: pretabilă, puţin pretabilă şi nepretabilă)
care va fi folosit la înmulţirea finală pentru determinarea pretabilităţii reliefului pentru
dezvoltarea domeniului schiabil (Fig. 2).
Pentru a reda 3D relieful se suprapune peste hillshade-ul căruia i s-a dat transparenţă
50%. De asemenea se suprapun şi celelalte elemente (reţea hidrografică, reţea rutieră,
vârfuri, procese geomorfologice, etc).
Fig. 1. Harta geodeclivităţii (Predeal - Azuga) Fig.2 Harta favorabilităţii geodeclivităţii
(Predeal-Azuga)
7
Etapa a 3 -a. Realizarea hărţii orientării versanţilor: în programul ArcGIS se aplică
funcţia Aspect din Spatial ArcToolbox - Spatial Analyst Tools - Surface Analyst Tools.
Rezultatul iniţial se reclasifică în 8 clase având în vedere orientarea în funcţie de punctele
cardinale, adică în funcţie de un cerc de 3600 (Fig. 3).
Fig.3. Orientarea punctelor cardinale faţă de 360 grade
3.1. Reclasificarea gridului prin schimbarea valorilor (reprezentate de grade) de la
Break Values (Symbology – Classified – Classes: 5, Classify) cu: 22.5, 67.5, 112.5, 202.5,
247.5, 292.5, 337.5 iar ultima rămâne neschimbată. A rezultat un grid cu nouă clase:
1. Nord (00 – 22.50),
2. Nord-est (22.50 – 67.5
0),
3. Est (67.50 – 112.50),
4. Sud-est (112.50 – 157.50),
5. Sud (157.50 – 202.50),
6. Sud-vest (202.50 – 247.50),
7. Vest (247.50 – 292.50),
8. Nord-vest (292.50 – 337.50),
9. Nord (337.50 -3600).
3.2. Reclasificarea gridului în 8 clase: nordul reprezentat anterior în 2 clase (1 şi 9) se
va reprezenta în 1 (1) Arc Toolbox - Spatial Analyst Tools - Reclass - Reclassify iar la new
8
values valoarea 9 (reprezentând 337.5 - 3600) se înlocuieşte cu valoare 1 pentru valorile
reprezentate de clasa 0-22.50 cât şi de clasa 337.5 - 3600.
Gridul rezultat va avea valorile: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 şi 8. Acestor valori trebuie să li se
atribuie sens. Pentru acest lucru se va modifica la layout:
1 cu Nord (337.50 – 22.50),
2 cu Nord-est (22.50 – 67.5
0),
3 cu Est (67.50 – 112.5
0),
4 cu Sud-est (112.50 – 157.5
0),
5 cu Sud (157.50 – 202.5
0),
6 cu Sud-vest (202.50 – 247.50),
7 cu Vest (247.50 – 292.5
0),
8 cu Nord-vest (292.50 – 337.50),
Acesta este gridul (cu denumirea: orientare_8clase) ce va fi reclasificat (ArcToolbox -
Spatial Analyst Tools - Reclass – Reclassify) în 3 clase (gridul cu denumirea: orientare_3clase
- orientare pretabilă, puţin pretabilă şi nepretabilă) şi folosit la înmulţirea finală (din ultima
etapă) de determinare a pretabilităţii reliefului pentru dezvoltarea domeniului schiabil.
Pentru finalizarea hărţii se adaugă celelalte elemente apoi se exportă harta
clasificată în funcţie de pretabilitatea expoziţiei versanţilor (Fig. 5).
9
Fig. 4. Harta orientării versanţilor (Predeal - Azuga) Fig.5. Harta favorabilităţii orientării versanţilor
(Predeal-Azuga)
Etapa a 4 –a. Realizarea hărții grosimii stratului de zăpadă în funcție de altitudine
Zăpada este un element important deoarece condiţionează existenţa pârtiilor de schi
profitabile. Reprezentarea grafică a stratului de zăpadă s-a realizat folosind datele de le cele
două staţii meteorologice prin realizare a unui gradient vertical al stratului de zăpadă.
Pentru a afla gradientul vertical se vor analiza valorile de la cele două stații
meteorologice Omu 2500 m și Predeal 1000 m și se va realiza o interpolare pe altitudine. Se
va calcula media lunilor în care este prezentă zăpada pentru perioada 1961-2012 pentru
ambele satații meteorologice și se face diferența dintre cele două valori iar rezultatul se va
împărți numărul de clase a câte 100 m (între 1000 m și 2500 m sunt 14 clase a câte 100 m)
pentru a determina gradiantul vertical la 100 m. Pentru fiecare clasă altitudinală se va stabili
numărul de luni cu zăpadă, folosind gradientul vertical (realizându-se o interpolare a
valorilor).
Pentru început se va reclasifica dem-ul in clase a câte 100 m diferență de nivel –
pentru asta se vor analiza atitudinile maxime și cele minime din dem și se vor crea câte clase
este necesar și se vor numerota cu 1, 2, 3, 4, ... notându-se ce treaptă altimetrică reprezintă
fiecare cifră (ArcToolbox - Spatial Analyst Tools - Reclass – Reclassify).
10
Ficărei clase creată anterior îi va
corespunde o valoare a grosimii stratului de
zăpadă. Pentru a da aceste valori unui nou grid se
va face o reclasificare. Pentru a face o
reclasificare în care se folosesc numere cu
zecimale se procedează astfel: se deschide tabela
de atribute a leyer-ului rezultat la reclasificarea
dem-ului in clase a câte 100 m altitudine și se va
adăuga o nouă coloană (table options – add field)
cu numele: valoare, type: double, precision: 10,
scale: 2. Dupa ce se dă start editarii in această coloană se vor trece valorile cu zecimale ale
stratului de zăpadă (cm). Se salvează editările iar pentru reclasificarea gridul folosind aceste
date se foloseşte funcţia Reclass - Lookup din ArcToolbox - Spaţial Analyst alegând la Lookup
field – câmpul valoare (care conține datele calculate mai sus).
Grosimea stratului de zapada (sz)
Grosime
strat
zăpadă
Valori
reclasifica
re
Pretabilitate
55,84 cm 11 Crește favorabilitatea
62,95 cm 9
70,24 cm 5
77,52 cm 3
99,02 cm 1
Strat de zăpadă
Trepte
hipsometrice (m)
cm Gradient
(cm)
1000 - 1100 55.84 7.26
1100 - 1200 63.10 7.26
1200 - 1300 70.36 7.26
1300 - 1400 77.62 7.26
1400 - 1500 84.88 7.26
1500 - 1600 92.14 7.26
1600 - 1700 99.04 7.26
11
Fig. 5. Harta distribuției stratului de zăpadă Fig.6. Harta favorabilităţii stratului de zăpadă
Etapa a 5 -a. Înmulţirea gridurilor geodeclivităţii cu orientarea versanţilor şi
reclasificarea rezultatului în 3 clase de pretabilitate.
5.1. Înmulţirea gridurilor geodeclivităţii cu orientarea versanţilor: în această etapă
cele două griduri rezultate anterior: geodeclivitate_3clase şi orientare_3clase se vor înmulţi:
ArcToolbox – Spatial Analyst – Map Algebra - Raster Calulator şi se vor selecta:
geodeclivitatea şi orientarea versanţilor: “geodeclivitate_3clase” * ”orientare_3clase” –
Output raster – se salvează cu denumirea pretabilitate în folderul de lucru – OK.
5.2. Reclasificarea rezultatului anterior în 3 clase de pretabilitate (pretabile, puțin
pretabile, nepretabile):
După înmulţirea geodeclivităţii cu orientarea versanţilor s-au obţinut rezultatele din
ultimul tabel de mai sus al fiecărei echipe: Pretabilitate geodeclivitate (gd) * orientare (ov):
14, 18, 21, 22, 27, 33, 35, 45 şi 55 care au semnificaţiile din tabel.
12
Gridul rezultat: pretabilitate se reclasifică ArcToolbox - Spatial Analyst Tools - Reclass
– Reclassify) în 3 clase: pretabile - valoarea 2 (18, 21), puţin pretabile - valoarea 3 (18, 27),
nepretabile - valoarea 5 (22, 33, 35, 45, 55) conform specificaţiile din tabelele fiecărei echipe,
rezultând gridul final: pretabilitate_3clase.
5.3. Înmulțirea geodeclivității și a orientării clasificate cu grosimea stratului de
zăpada
Geodeclivitatea și orientarea versanților a fost clasificată în funcție de petabilitate
astfel: pentru valorile pretabile s-a acordat valoarea 13, pentru valorile medii pretabile: 31 și
pentru cele nepretabile: 53 (s-au folosit numere prime în reclasificarea gridului). Grosimea
stratului de zăpadă s-a clasificat în cinci clase: 1, 3, 5, 7, 9, 11. 1 fiind valoarea unde grosimea
stratul se înregistrează cea mai mare voloare 11 unde se înregistrează gorsimea cea mai mică
a stratului de zăpadă.
Cele doua griduri (cel cu valorile 13, 31, 53 și cel cu valorile 1, 3, 5, 7, 9, 11) se
înmulțesc si rezulta gridul final care este clasificat în trei clase de pretabilitate
corespunzătoare imaginii și tabelului de mai jos.
Fig. 7. Valori acordate la reclasificarea orientarii, versantilor înmulțite cu grosimea stratului de
zăpadă
13
Etapa a 6 –a. Realizarea hărţii finale a pretabilităţii dezvoltării domeniului schiabil:
harta finală este clasificată în trei clase de pretabilitate: relief pretabil, mediu şi nepretabil
din punct de vedere al geodeclivităţii al expoziţiei versanţilor și al grosimii stratului de
zăpadă. Într-o analiză mai complexă se va ţine cont de mai multe variabile.
Valori Pretabilitate
13, 39, 65 pretabil
31, 91, 93, 143, 155, 217 bediu pretabil
53, 159, 265, 341, 371, 583 nepretabil
14
Fig. 8. Harta pretabilităţii dezvoltării domeniului schiabil comun Predeal-Azuga
Validarea: se poate realiza prin suprapunerea actualelor domenii schiabile şi prin
identificarea zonelor de favorabilitate pe care se dezvoltă. De asemenea este necesară
validarea pe teren a datelor (ce se va realiza prin intermediul deplasării în aplicaţie).