Resursele de Apa Final 20_30

11
VIOREL CHENDEŞ 20 vizualizarea şi, mai ales, procesarea şi analiza datelor spaţiale, iar pe de altă parte, creşterea performanţelor şi eficienţei modelelor hidrologice prin componenta fizico-geografică pe care aceste tehnologii o pun la dispoziţie. Cel mai simplu, dar şi cel mai elocvent exemplu, este cel al rolului pe care aceste metode îl au în prezent în modelarea topologică a bazinelor hidrografice şi a translatării, pe scara spaţiului, a limitei de aplicabilitate dintre sistemele cu parametri concentraţi, semidistribuiţi sau distribuiţi (Fig. 1.2). Acest tip de abordare ia în calcul neuniformitatea în spaţiu a factorilor condiţionali ai scurgerii (topografie, litologie, vegetaţie, soluri etc.), precum şi neuniformitatea în timp şi spaţiu a precipitaţiilor, şi presupune divizarea bazinului şi a reţelei hidrografice în unităţi omogene, urmată de modelarea procesului ploaie-scurgere. Fig. 1.2. Modelarea topologică a bazinelor hidrografice: a) sistem cu parametri concentraţi; b) sistem cu parametri semidistribuiţi; c) sistem cu parametri distribuiţi. 1.1. NOŢIUNI INTRODUCTIVE Sistemele Informaţionale Geografice (SIG) sau Geographic Information Systems (GIS) reprezintă un domeniu relativ nou, situat la interferenţa dintre geografie şi informatică. Primele elemente care au stat la baza conceptului de GIS au apărut în anul 1962, la doar doi ani după lansarea primului satelit meteorologic, TIROS-1, şi la scurt timp după elaborarea Teoriei Generale a Sistemului de către Ludwig von Bertalanffy în 1956. Prin lansarea satelitului Pageos în 1966 şi a altor 3 sateliţi Landsat în anii ’70, în Statele Unite şi Canada a început o cercetare detaliată a suprafeţei terestre cu ajutorul echipamentelor de înaltă rezoluţie. Tehnicile GIS au fost implementate pentru prima dată în Canada, în cadrul unei aplicaţii pentru inventarierea resurselor naturale (CGIS – Canada Geographic Information System), utilizată ulterior în programul „Canada Land Inventory” (Inventarul terenurilor din Canada). Sistemul CGIS (Fig. 1.3), considerat primul GIS modern, a oferit o serie de contribuţii conceptuale şi tehnice, fiind încă funcţional. Ulterior, aceste tehnici s-au extins de la cartografiere computerizată la modelare GIS şi analiză spaţială, ceea ce a condus la noi direcţii de utilizare a modelelor şi relaţiilor spaţiale, pentru ca în prezent să fie centrate pe crearea şi utilizarea hărţilor on-line, cu accent pe cartografiere, inclusiv producerea şi editarea de date în interfaţă web.

description

resurse apa

Transcript of Resursele de Apa Final 20_30

  • VIOREL CHENDE 20

    vizualizarea i, mai ales, procesarea i analiza datelor spaiale, iar pe de alt parte, creterea performanelor i eficienei modelelor hidrologice prin componenta fizico-geografic pe care aceste tehnologii o pun la dispoziie. Cel mai simplu, dar i cel mai elocvent exemplu, este cel al rolului pe care aceste metode l au n prezent n modelarea topologic a bazinelor hidrografice i a translatrii, pe scara spaiului, a limitei de aplicabilitate dintre sistemele cu parametri concentrai, semidistribuii sau distribuii (Fig. 1.2). Acest tip de abordare ia n calcul neuniformitatea n spaiu a factorilor condiionali ai scurgerii (topografie, litologie, vegetaie, soluri etc.), precum i neuniformitatea n timp i spaiu a precipitaiilor, i presupune divizarea bazinului i a reelei hidrografice n uniti omogene, urmat de modelarea procesului ploaie-scurgere.

    Fig. 1.2. Modelarea topologic a bazinelor hidrografice: a) sistem cu parametri concentrai;

    b) sistem cu parametri semidistribuii; c) sistem cu parametri distribuii.

    1.1. NOIUNI INTRODUCTIVE

    Sistemele Informaionale Geografice (SIG) sau Geographic Information

    Systems (GIS) reprezint un domeniu relativ nou, situat la interferena dintre geografie i informatic. Primele elemente care au stat la baza conceptului de GIS au aprut n anul 1962, la doar doi ani dup lansarea primului satelit meteorologic, TIROS-1, i la scurt timp dup elaborarea Teoriei Generale a Sistemului de ctre Ludwig von Bertalanffy n 1956. Prin lansarea satelitului Pageos n 1966 i a altor 3 satelii Landsat n anii 70, n Statele Unite i Canada a nceput o cercetare detaliat a suprafeei terestre cu ajutorul echipamentelor de nalt rezoluie.

    Tehnicile GIS au fost implementate pentru prima dat n Canada, n cadrul unei aplicaii pentru inventarierea resurselor naturale (CGIS Canada Geographic Information System), utilizat ulterior n programul Canada Land Inventory (Inventarul terenurilor din Canada). Sistemul CGIS (Fig. 1.3), considerat primul GIS modern, a oferit o serie de contribuii conceptuale i tehnice, fiind nc funcional. Ulterior, aceste tehnici s-au extins de la cartografiere computerizat la modelare GIS i analiz spaial, ceea ce a condus la noi direcii de utilizare a modelelor i relaiilor spaiale, pentru ca n prezent s fie centrate pe crearea i utilizarea hrilor on-line, cu accent pe cartografiere, inclusiv producerea i editarea de date n interfa web.

  • Resursele de ap din Subcarpaii de la Curbur. Evaluri geospaiale 21

    Fig.1.3. Schema conceptual a Sistemului Informatic Geografic Canadian, publicat de ctre

    Terry Fisher i Connie MacDonald n 1979.

    Dezvoltarea rapid i diversificarea domeniilor de aplicabilitate au determinat existena unui numr foarte mare de definiii n literatura de specialitate. n lucrarea de fa, au fost selectate dou dintre acestea, care surprind principalele caracteristici ale acestui sistem. Un GIS este un ansamblu de persoane, componente hardware i software, metode i norme care realizeaz culegerea, stocarea, validarea, analiza i vizualizarea datelor geografice (Svulescu, 1996).

    O alt definiie arat c un sistem informaional geografic este un sistem informatic proiectat pentru a lucra cu date refereniate prin coordonate geografice. Cu alte cuvinte, un SIG este att un sistem de baze de date cu capaciti specifice pentru date spaiale, ct i un set de operaii utilizate pentru a lucra cu datele... ntr-un anumit sens, un GIS poate fi vzut ca o hart superior ordonat (Star i Estes, 1990). n concluzie, principala caracteristic a unui Sistem Informatic Geografic trebuie s fie capacitatea de a efectua analize spaiale (Haidu i Haidu, 1998).

    Informaiile sunt stocate ntr-un sistem bazat pe layere (strate de date, strate informaionale sau strate tematice), fiecare coninnd un anumit set de date. Aceast abordare a generat o dezvoltare fr precedent a posibilitilor de analiz a variabilelor i entitilor geografice spaiale.

  • VIOREL CHENDE 22

    1.2. TIPURI I MODELE DE DATE

    O baz de date spaial asociat unui Sistem Informatic Geografic gestioneaz date geospaiale simple, inclusiv legturile dintre ele, abstractiznd Geografia sub form de modele i seturi de date, hri i planuri etc. (Fig. 1.4). Acest tip de baz de date are de fapt dou componente: o baz de date grafic i o baz de date atribut. n cadrul sistemelor GIS, cele dou baze sunt integrate i genereaz, n final, o singur entitate, harta digital.

    Fig. 1.4. Tipuri de date spaiale care abstractizeaz lumea real (dup ESRI Romnia). Baza de date atribut este administrat utiliznd Sistemele clasice de Gestiune

    a Bazelor de Date (SGBD) sau module specializate in interiorul programelor de tip GIS, avnd aceleai principii de baz ca ale SGBD-urilor consacrate.

    Cea mai mare parte a atributelor sunt introduse de ctre utilizatori, fie direct, fie indirect, prin legarea cu o baz de date extern. n general, acestea sunt date colectate n teren sau date statistice, exprimate prin valori, clase de valori sau simboluri alfa-numerice. Un alt grup de atribute sunt cele care pot fi generate automat i care se refer la geometria obiectelor sau la relaiile topologice. ns exist i atribute generate pe baza unor date preexistente, fie prin utilizarea unor funcii simple sau complexe (de exemplu, densitatea reelei hidrografice, altitudinea medie a subbazinelor hidrografice, panta sectoarelor de ru, indici de ariditate etc.), fie prin reclasificarea acestora (clase altitudinale, grupe hidrologice de soluri, grupe de utilizare a terenului etc.).

    Transformarea datelor i a informaiilor coninute de diferite reprezentri grafice din format analogic n format digital se poate realiza pe baza a dou abordri a reprezentrii datelor grafice: vector i raster. Existena celor dou tipuri de reprezentri (modele de date) se datoreaz factorilor tehnologici care au influenat dezvoltarea graficii pe calculator (Svulescu i colab., 2000).

    n modelul vector, elementele geografice sunt reprezentate prin 3 tipuri de entiti de baz punct, linie i poligon. Cel mai important element al datelor de tip

    ABSTRACTIZARE BAZA DE DATE SPAIALE

    Modele de Date

    Seturi de Date Geospatiale

    Procese si Modele de Fluxuri

    Harti si Planuri

    Metadate

  • Resursele de ap din Subcarpaii de la Curbur. Evaluri geospaiale 23

    vectorial este topologia, care definete explicit relaiile de conectivitate i adiacen ale elementelor datelor geografice. Principiul topologiei este destul de simplu: relaiile spaiale sunt exprimate ca liste de elemente (de exemplu, un poligon este definit de lista arcelor care compun limita acestuia). Crearea i stocarea topologiei prezint o serie de avantaje: stocarea eficient a datelor a condus la creterea vitezei de procesare; posibilitatea de a utiliza funcii analitice, ca, de exemplu, identificarea vectorilor adiaceni, combinarea poligoanelor adiacente care au caracteristici similare, modelarea fluxurilor printr-o reea de linii conectate etc.

    O alternativ la aceast abordare este spaiul continuu, unde o anumit variabil (altitudinea terenului, precipitaiile etc.) este definit n orice punct din interiorul unui areal. Suprafaa continu poate fi reprezentat de modelul de date raster (numit i grid), definit de mrimea celulei, numrul de linii i de coloane (rezultnd astfel o matrice de Nx x Ny elemente) i atributul corespunztor celulei. Practic, o gril de celule ptrate acoper terenul (Fig. 1.5). O reprezentare de tip grid este considerat a fi o suprafa funcional, deoarece pentru oricare locaie dat (x,y), este stocat o singur valoare Z (Childs, 2004), aceasta rednd de fapt valoarea medie a atributului la nivel de celul. Cu alte cuvinte, un grid nu poate reprezenta la un moment dat dect o singur variabil. Un punct din modelul vector poate fi aproximat n modelul de date raster printr-o celul singular.

    Modelul TIN (Triangulated Irregular Network) este un caz particular, avnd caracteristici att de vector, ct i de raster (Fig. 1.6). Pornete de la un set de puncte pentru care se cunosc coordonatele i valorile unui atribut. Punctele sunt interconectate pentru a forma o reea de triunghiuri neregulate, utiliznd metoda Delaunay. Aceasta reprezint o constrngere matematic prin care punctele de coordonate (x,y), aparinnd unui anumit set de date, sunt grupate cte trei, astfel nct s determine un triunghi care s ndeplineasc condiia ca cercul circumscris acestuia s nu includ n interior alte puncte. Modelul TIN este unul dintre cele mai eficiente metode de reprezentare a unei suprafee cu ajutorul computerului, avnd avantajul unei construcii rapide plecnd de la un set mare de puncte (x,y).

    Fig. 1.5. Model de date raster. Fig. 1.6. Modelul TIN. Reeaua hidrografic este cel mai bine reprezentat ca linii, iar staiile

    hidrometrice sau alte puncte de control de pe ruri, ca puncte, fiind stocate n format vector. ns, atunci cnd anumite modele hidrologice sau hidraulice sunt

  • VIOREL CHENDE 24

    implementate prin intermediul unor proceduri GIS, aceste elemente sunt cerute n format raster, impunndu-se conversia acestora. Bazinele de recepie pot fi obinute din Modelul Digital al Terenului (MDT), care este o reprezentare raster a altitudinii terenului. Precipitaiile, evaporaia sau alte variabile climatice sunt definite continuu, pe ntreg spaiul, deci se potrivesc unei reprezentri raster. Deoarece foarte puine softuri lucreaz cu toate tipurile de date simultan, i doar pentru analize foarte specializate, uneori este necesar conversia ntregii informaii ntr-un singur model. Cele dou modele principale de date (vector i raster) prezint, fiecare, o serie de avantaje i dezavantaje.

    Ca urmare a sistematizrii informaiei la nivel de strate tematice, a celor trei modele de date grafice i a interconectrii acestora cu bazele de date atribut, decurg o serie de avantaje oferite de tehnicile GIS, cele mai importante fiind:

    modificarea relativ simpl a scrii sau proieciei hrii; mozaicarea hrilor cu scri sau proiecii diferite, obinute din surse diverse;

    operarea modificrilor i actualizrilor n baza de date spaiale, urmat de refacerea imediat a hrilor compuse din stratele respective;

    posibilitatea de analize spaiale pe layere sau ntre layere; realizarea rapid a unor analize care presupun algoritmi matematici

    compleci de calcul (analize de reea, produse derivate din MDT, obinerea reelelor de poligoane Thiessen sau Voronoi etc. Fig. 1.7).

    Fig. 1.7. Construirea reelei de poligoane Voronoi.

    1.3. ELIPSOIZI, DATUMURI I PROIECII UTILIZATE N ROMNIA

    Att datele de intrare ntr-un GIS, ct i informaia rezultat n urma

    prelucrrii i analizei au ca principal caracteristic spaialitatea sau georeferina, ceea ce nseamn c fiecare element din hart este legat de un anumit loc, bine

  • Resursele de ap din Subcarpaii de la Curbur. Evaluri geospaiale 25

    precizat, de pe suprafaa Pmntului. Aceast proprietate individualizeaz GIS-ul de alte sisteme informatice.

    Tipul, elementele i parametrii constructivi specifici proieciilor cartografice i sistemelor de coordonate care stau la baza realizrii diverselor hri sunt caracteristici fundamentale ale datelor spaiale, eseniale n realizarea aplicaiilor GIS. Acestea sunt determinante pentru acurateea rezultatelor atunci cnd se utilizeaz hrile ca surs de date, cnd se impune utilizarea hrilor realizate n diverse perioade de timp sau de diferite ri, cnd se introduc date achiziionate prin sisteme GPS sau staii totale etc.

    Dei considerarea formei Pmntului ca sfer are un grad mare de aproximare, totui aceasta se utilizeaz pentru ntocmirea hrilor la scara 1:5 000 000 sau mai mic, principalul motiv fiind acela c la acest grad de generalizare, diferena dintre axa ecuatorial i cea polar este greu de sesizat. Un corp geometric care aproximeaz forma Pmntului mult mai bine dect sfera, prin faptul c ine cont de turtirea acestuia, este elipsoidul de rotaie (numit n limbaj de specialitate i sferoid). De-a lungul istoriei, dar mai ales n secolul al XX-lea, fiecare ar sau zon de influen a adoptat anumii elipsoizi pentru a minimiza erorile, ceea ce presupune ca diferena dintre forma real i forma prin care se aproximeaz Pmntul s fie ct mai mic. Pentru a realiza acest lucru, nu se utilizeaz acelai elipsoid pe toat suprafaa terestr sau, dac se folosete acelai elipsoid, poate avea poziii i orientri diferite fa de centrul geoidului (Fig. 1.8).

    n prezent, n baza de date EPSG (European Petroleum Survey Group) sunt definii n jur de 50 elipsoizi mai des utilizai. O mare importan prezint elipsoizii WGS 84 i GRS 80 (Geodetic Reference System 1980). Ultimul dintre acetia a fost adoptat n 1980 de ctre IUGG (Uniunea Internaional de Geodezie i Geofizic) ca standard pentru definirea formei Pmntului. WGS 84 (World Geodetic System 1984) are la baz elipsoidul de referin GRS 80. ns acesta nu reprezint doar un simplu elipsoid, ci este component a unui sistem geodezic de referin.

    Elipsoizii variaz de la o proiecie la alta. n momentul n care este creat o proiecie cartografic, acesteia i se asociaz un elipsoid de baz. De exemplu, proiecia U.T.M. este asociat elipsoidului WGS 84, proiecia Stereografic 70, elipsoidului Krasovsky, etc. n Romnia au fost utilizai elipsoizii Bessel, Clarke i Hayford pn n 1950 (Mugnier, 2001), ulterior fiind utilizat elipsoidul Krasovsky, pn n 1992, an n care a nceput s fie folosit n paralel i sistemului WGS 84. Elipsoidul Hayford a fost adoptat n 1924 ca elipsoid internaional de ctre IUGG, putnd fi ntlnit i sub denumirea International 1909 sau International 1924.

    Fig. 1.8. Utilizarea diferiilor elipsoizi pentru diferite zone.

  • VIOREL CHENDE 26

    Pentru a aproxima i mai corect suprafaa neregulat a Pmntului, se utilizeaz geoidul, adic acea suprafa echipotenial a cmpului gravitaional terestru care reprezint o aproximare a suprafaei oceanelor i a mrilor deschise aflate n stare de inerie, deci neafectate de maree sau variaii ale presiunii atmosferice. Imaginar, poate fi considerat ca fiind prelungirea acestei suprafee pe sub continente. Pentru ca aceast suprafa s fie echipotenial, masa i acceleraia gravitaional fiind date, variaz nlimea punctului. Suprafaa geoidului este dat de nlimile acestuia fa de un elipsoid de referin.

    Exist mai multe modele de determinare a suprafeei geoidului, una din acestea fiind modelul de cmp gravitaional EGM 96 (Earth Gravitational Model 1996), calculat n funcie de elipsoidul WGS 84. Acolo unde anomaliile gravimetrice sunt pozitive, nlimea este mai mare (geoidul depete n nlime elipsoidul), iar unde sunt negative, mai mic (suprafaa geoidului este sub cea a elipsoidului). n zona Romniei, acesta are valori de 3040 m (Fig. 1.9).

    Fig. 1.9. Harta general a nlimii geoidului EGM 96 fa de elipsoidul WGS 84

    (dup NIMA National Imagery and Mapping Agency). Un alt element de cunoaterea cruia depinde precizia realizrii hrilor este

    datumul. n general, acesta poate fi definit ca o cantitate numeric sau geometric (sau un set de astfel de cantiti) care servesc drept referin sau baz pentru msurarea altor cantiti.

    Datumul geodezic (sistemul geodezic de referin) definete dimensiunile, forma, orientarea i poziia elipsoidului fa de originea Pmntului. Adesea, n literatura de specialitate apare doar termenul datum. n funcie de poziia elipsoidului fa de centrul geoidului, acestea pot fi locale sau geocentrice. n cazul datumurilor locale, centrul elipsoidului nu coincide cu centrul de greutate al geoidului. Acestea aproximeaz foarte bine o anumit zon a suprafeei terestre,

  • Resursele de ap din Subcarpaii de la Curbur. Evaluri geospaiale 27

    Fig. 1.10. Tipuri de datumuri (dup Price, 2001).

    situat n jurul punctului central (punctul n care se consider c elipsoidul intersecteaz geoidul, aici nlimea geoidului fiind 0).

    n ultima perioad a secolului al XX-lea, schimbul permanent de informaie, evoluia sistemelor de teledetecie i poziionare global, marele numr de datumuri utilizate, numeroasele calcule pe care le presupune translatarea informaiei ntre diferite datumuri locale (datorit poziiei diferite a centrilor elipsoizilor i a rotaiei relative a acestora) i, nu n ultimul rnd, cerinele militare, au impus raportarea lucrrilor cartografice i geodezice la sisteme geodezice unitare pe plan mondial (datumuri geocentrice). Centrul elipsoidului coincide cu centrul geoidului, aproximnd ntreaga suprafa terestr (Fig. 1.10). Pe teritoriul Romniei este utilizat att un datum local (Pulkovo 1942), ct i unul geocentric (WGS 84).

    Datumul Pulkovo 1942 (Sistemul de Coordonate de Control Pulkovo 1942) este derivat din datumul rusesc Pulkovo 1932 i cel European, transformarea fcndu-se printr-o serie de staii comune de msurtori. Utilizeaz elipsoidul Krasovsky 1940, punctul central (Observatorul Astronomic Pulkovo, situat lng Leningrad, i considerat punctul geodezic fundamental al fostei U.R.S.S.) avnd coordonatele = 5946'18,55" N i = 3019'42,09" E. A fost adoptat i de alte ri din fostul bloc comunist, inclusiv Romnia.

    Datumul WGS 84 este cel mai utilizat datum n perioada actual, fiind definit de ctre National Imagery and Mapping Agency (NIMA) i utilizat de Departamentul de Aprare al Statelor Unite. De asemenea, constituie suportul pentru msurtorile GPS. Mai ales dup 1990, o serie de state, printre care i Romnia, i construiesc hrile avnd drept cadru de referin acest datum geocentric raportat la elipsoidul WGS 84. A fost mbuntit de dou ori, pe baza msurtorilor GPS (n 1994 i 1996). Totodat, n 1996 a fost nlocuit modelul WGS 84 pentru calcularea cmpului gravitaional al Pmntului cu EGM 96 (vezi Fig. 1.9). Aceste redefiniri pot fi considerate neglijabile n contextul aplicaiilor GIS. De exemplu, n 1994 coreciile s-au situat sub 30 cm.

    Utilizarea pe scar larg a elipsoidului i datumului WGS 84, mai ales n Statele Unite, a impus definirea precis a parametrilor utilizai pentru conversia datumurilor locale la datumul WGS 84 i utilizarea lui ca datum intermediar pentru conversia ntre dou datumuri locale, conversie care se face n dou etape: a) conversia datumului local 1 la datumul WGS 84; b) conversia datumului WGS 84 la datumul local 2. Aadar, atunci cnd se definete un datum ntr-un soft GIS, se definesc de fapt parametrii utilizai pentru conversia la WGS 84. Pentru a converti un datum la altul, se utilizeaz dou metode:

  • VIOREL CHENDE 28

    metoda cea mai exact de transformare, numit i transformare Helmert, utilizeaz 7 parametri; n cazul Romniei, pentru trecerea de la datumul Pulkovo 1942 la datumul ETRS 89, care utilizeaz elipsoidul GRS 80, aceti parametri au fost determinai de ANCPI (Tabelul 1.1);

    o metod mai simpl este cea care utilizeaz doar primul set de parametri (X, Y, Z). Pentru transformarea ntre Pulkovo 1942 i WGS 84, valorile acestora sunt 28 m (+/-3 m), -121 (+/-5 m) i -77 m (+/-3 m).

    Tabelul 1.1.

    Parametrii de transformare Helmert ntre datumurile ETRS89 i Pulkovo 1942.

    Parametru U.M. Valoare Translaie Tx m 2,3287Translaie Ty m -147,0425Translaie Tz m -92,0802Parametru de scar ppm 5,68906266Rotaie Rx " 0,30924830Rotaie Ry " -0,32482185Rotaie Rz " -0,49729934

    Pentru a obine o acuratee mai mare a transformrilor la WGS 84, parametrii

    X, Y, Z au fost calculai nu numai pentru punctul central al datumurilor locale, ci i pentru alte puncte. Determinarea lor s-a fcut pe baza observaiilor satelitare i a msurtorilor GPS. n cazul datumului Pulkovo, de exemplu, dac n 1991, n afara Rusiei, erau definii doar pentru Romnia, n 1997 au fost definii pentru nc 6 ri. Neaplicarea datumului n transformarea proieciilor conduce, pe teritoriul Romniei, la erori de 28 m pe X i -121 m pe Y.

    Elementul de legtur ntre lumea real, tridimensional (modelat ca sfer sau elipsoid de rotaie), i reprezentarea bidimensional a acesteia (harta sau planul) l reprezint sistemele de coordonate. Coordonatele geografice permit localizarea unui punct pe glob prin latitudine i longitudine, exprimate n general n grade sexazecimale (grade, minute, secunde). Pentru diferite transformri sau calcule realizate n programe GIS, uneori este necesar exprimarea acestora n grade centesimale (un grad are 100 subuniti), transformarea realizndu-se astfel:

    g100 = grade + minute/60 + secunde/3600 ns coordonatele carteziene (rectangulare) sunt cele care constituie baza

    sistemelor de coordonate ale proieciilor cartografice. Acestea utilizeaz un sistem de axe de referin, iar originea sistemului de coordonate este clar definit pentru fiecare proiecie, uneori putnd fi translatat din considerente practice (pentru a nu opera cu valori negative). Coordonatele carteziene permit calculul lungimilor i ariilor elementelor de tip vectorial.

    Suprafaa elipsoidului intersecteaz planul sau corpul geometric utilizat pentru proiectarea Pmntului ntr-un punct, o dreapt sau un cerc (n funcie de tipul proieciei), aici deformrile fiind nule. Creterea distanei fa de aceste

  • Resursele de ap din Subcarpaii de la Curbur. Evaluri geospaiale 29

    puncte sau linii de deformri nule presupune mrirea distanei dintre sferoid i planul sau corpul geometric utilizat ca plan de proiecie, conducnd la deformri din ce n ce mai mari n raport cu lungimile sau suprafeele reale (Fig. 1.11).

    Pentru teritoriul Romniei sunt utilizate 3 sisteme de proiecie:

    a. Stereografic 1970 (Stereo 70), face parte din categoria proieciilor cartografice conforme - perspective, care pstreaz nealterate valorile unghiurilor, dar deformeaz radial lungimile, avnd urmtoarele caracteristici:

    este un sistem de proiecie stereografic cu plan secant, adncimea planului secant fa de planul tangent n punctul central al proieciei fiind de 1389,48 m. Se obine astfel un cerc de secan cu raza de 201,72 km n lungul cruia deformrile sunt nule;

    distana de 1 km dintre dou puncte situate n zona punctului central al proieciei va fi mai mic cu 0,25 m, n timp ce spre graniele rii, mai mare cu 0,50 m. Aceste deformaii pot fi eliminate sau reduse prin adoptarea de sisteme de proiecie locale derivate din sistemul Stereo 70;

    principalele elementele constructive sunt prezentate n Tabelul 1.2. b. Transvers Mercator (Gauss-Kruger), este o proiecie policilindric

    transversal, utiliznd de asemenea elipsoidul Krasovsky (Tabelul 1.2). Fiecare fus, cu o valoare de 6 de longitudine, este proiectat pe cte un cilindru tangent pe meridianul central al fusului, astfel c factorul de scar are valoarea 1. Deformrile de arii i distane cresc de la meridianul central spre meridianele marginale. Cele mai mari deformri sunt n apropierea paralelei de 0, aici distana ntre meridiane fiind mai mare. Teritoriul Romniei se suprapune zonelor 34 i 35.

    c. Universal Transvers Mercator (fusul 34 si 35) este derivat din proiecia Gauss-Kruger, cu unele diferene. Cilindrul nu este tangent la meridianul central, ci secant, obinndu-se dou linii de deformri nule. Factorul de scar este subunitar. Pentru aceast proiecie s-a adoptat elipsoidul geocentric WGS 84.

    Deplasarea pe direciile est i nord, numite i est fals, respectiv nord fals, se refer la coordonatele carteziene (x,y). De exemplu, n cazul proieciei GaussKruger fus 35, originea proieciei nu are valoarea (0,0) ci (0, 4 500 000). Originea sistemului de coordonate cartezian pentru proiecia Stereo70 este (500 000, 500 000). Aceste deplasri sunt introduse pentru ca pe un anumit teritoriu s nu existe valori negative ale coordonatelor n nici unul din cele 4 cadrane.

    Trebuie reinut faptul c, datorit deplasrii spre est i a celor dou fuse diferite n cazul ultimelor dou proiecii, singurul mod n care poate fi vizualizat ntregul teritoriu al Romniei este n proiecie Stereo 70. n cazul proieciei Transverse Mercator, fusul 35 apare cu circa 500 km spre est fa de fusul 34, iar n cazul proieciei UTM, cele dou fuse apar suprapuse.

    Fig. 1.11. Linia de deformri nule i zonele cu deformri din

    ce n ce mai mari

  • VIOREL CHENDE 30

    Tabelul 1.2. Principalele elementele constructive ale proieciilor utilizate n Romnia.

    Transvers Mercator (Gauss-Kruger)

    Universal Transvers Mercator Parametrul Stereografic 1970

    Fus 34 Fus 35 Fus 34 Fus 35 zona - 1824 2430 1824 2430 meridian central 25 21 27 21 27 paralela central 46 0 0 0 0 deplasare est 500 000 4 500 000 5 500 000 500 000 500 000 deplasare nord 500 000 0 0 0 0 elipsoid utilizat Krasovsky Krasovsky WGS 84 datum Pulkovo 42 Pulkovo 42 WGS 84 factor de scar 0,99975 1,00000 0,99960

    1.4. CONSTITUIREA BAZEI DE DATE GEOSPAIALE

    NECESAR STUDIILOR HIDROLOGICE

    Identificarea cerinei de date spaiale necesare dezvoltrii unui Sistem Informaional Geografic trebuie s in seama de tipurile de analize specifice domeniului cruia se adreseaz, att de cele identificate ca fiind deja implementate n mediu GIS, ct i de cele ce urmeaz a fi dezvoltate pe baza metodologiilor clasice. Utilizarea GIS-ului n modelarea i analiza hidrologic reprezint unul din cele mai extinse domenii de aplicare, aspect sugerat de interesul pentru dezvoltarea i implementarea de proceduri automate (finalizate de multe ori prin rutine sau programe n cadrul unor programe GIS).

    1.4.1. EVALUAREA NECESARULUI DE DATE GEOSPAIALE

    Definirea tipurilor de date spaiale necesare are ca punct de plecare condiionarea variabilitii spaiale a parametrilor hidrologici de ctre o serie de factori climatici (precipitaii, evaporaie, stratul de zpad, temperatura aerului etc.) sau neclimatici (condiiile geologice, relieful, solurile, vegetaia, activitile umane etc.). Sistematizarea ntr-o baz de date geospaial a componentelor fizico-geografice, spaializarea acestora i prelucrarea i analiza n sistem GIS, inclusiv de tip statistico-spaial, au rolul de a identifica noi relaii cauzale i de a constitui intrri n modelele hidrologice sau hidraulice. De asemenea, baza de date istoric trebuie susinut de un suport cartografic digital (MDT, reea hidrografic, utilizarea terenului, bazine hidrografice, staii hidrometrice i meteorologice etc.).

    n ultimii 20 de ani au fost efectuate mai multe studii pentru ncorporarea GIS-ului n modelarea hidrologic a bazinelor hidrografice. Aceste studii au scopuri diferite i pot fi grupate n general n patru categorii (Melesse et al, 2003):